1。1。3 大气细颗粒物的环境效应

环境大气中的细颗粒物在大气中的寿命在几天到几周之间，在此期间通过天气系统的作用可以长距离传输，影响范围可以达到区域乃至全球尺度。细颗粒物的环境效应主要表现在影响能见度和酸沉降等大气污染问题、损害人体健康、影响全球气候变化三个方面。

大气能见度降低形成的灰霾现象是细颗粒物污染所造成的重要环境影响。表征细颗粒物消耗性质的最经典的理论是米散射理论,其中最关键的三个参数是入射光波长、颗粒粒径以及复折射率,复折射率与颗粒物的化学组成有关[4]。可见,细颗粒物的消光性既取决于颗粒的粒径大小,也与其化学组分有关。在大气中消光作用最强的颗粒粒径大小是与可见光波长范围接近的范围,即0。1-1。0μm。与细颗粒物的粒径范围高度重合。此外,相对湿度的变化会导致细颗粒物中吸湿性组分如硫酸盐、硝酸盐和氯化钠等的粒径长大,从而导致其散射光的能力增强。

环境大气中细颗粒物可以通过干湿沉降对生态系统产生影响,其中酸沉降是一个重要的环境影响。细颗粒物中最重要的致酸物质是硫酸盐和硝酸盐。酸雨严重的地区并不一定是前体物排放最大的地区,我国一些北方城市大气中SO2和NOx浓度比华南和西南一些城市要高很多,但是并没有出现大范围的酸雨。这是因为在大气细颗粒物中同样存在铵盐和矿物组分中的碳酸钙和碳酸镁等碱性组分。我国北方地区受亚洲沙尘长距离传输影响更大,其中携带的大量碱性组分对北方地区大气细颗粒物中致酸物质有较强的中和作用。此外,不同地区土壤性质的差异也是酸雨区分布的主要原因,我国北方地区土壤中碱性物质含量更高,导致大气中TSP中碱性组分含量高,对酸性降水有到很大的中和缓冲能力相反,南方地区土壤中碱性成分少,对酸性物质的缓冲能力弱。

大气细颗粒物通过直接和间接辐射强迫两种方式影响全球气候,细颗粒物通过散射和吸收太阳辐射对地球系统产生直接辐射强迫,细颗粒物通过参与或改变成云过程及其生命周期产生间接辐射强迫。例如,硫酸盐和有机颗粒物的辐射强迫为负而EC的辐射强迫为正。因此,环境大气细颗粒物的直接辐射强迫是光散射的负效应和光吸收的正效应叠加的结果。根据IPCC第四次评估报告,目前估计颗粒物的直接效应为-0。5W/m2,其科学认知度为中到低,简洁效应为-0。7 W/m2,其科学认知度更低。全球大气颗粒物气候效应估算的不确定性远大于估算值本身。

1。1。4 大气颗粒物源解析技术研究进展

源解析技术主要有四类:一种是源清单法;第二种是以排放量为基础的扩散模式的方法;第三种为分析在受体和污染源采集的颗粒物样品从而推断污染物来源的受体模式方法;第四种单颗粒指纹特征识别法[5]。Magliano等将ISM95秋、冬季的PM2。5和PM10数据应用于CMB模型,分析了源贡献随时间和空间变化。结果表明,地壳物质在秋季样品中占主导地位,而二次硝酸铵和含碳化合物是冬季样品的最大来源。二次硝酸铵和含碳化合物的浓度无论秋季还是冬季在所有的地点都相同。造成不同地点气溶胶来源差别的原因,秋季是由于地理条件的差异,冬季是由于含碳化合物的来源不同。Chow J。C。等在VAQS对加利弗利亚SJV 6个城市(3个城市的采样点在城区、3个城市的采样点在郊区)的气溶胶来源进行了研究。采用当地测得的源成分谱解析共得到8类源,其中一次地壳物质占PM10年均来源的54%,二次硝酸铵占15%,一次机动车尾气占10%,一次建筑源占8%。不同季节的源解析结果都表明,地壳物质(耕地、道路和建筑扬尘)是夏季和秋季PM10的最大源,而二次硝酸铵(从NH3和NOX转化而来)是冬季的最大源[6]。