泰山作為中國中東部的最高峰，位于京津冀和長三角氣團(tuán)傳輸通道的中間位置，泰山頂海拔為1534m，基本位于中東部地區(qū)邊界層頂部，因此對于泰山頂氣溶膠混合狀態(tài)及其粒徑分布的觀測研究，有利于加深我們對于中國中東部氣溶膠區(qū)域分布特征的認(rèn)識。

南京信息工程大學(xué)銀燕教授團(tuán)隊，于2017年夏季在泰山玉皇頂開展氣溶膠綜合觀測實驗，首次使用單顆粒飛行時間質(zhì)譜儀（SPAMS，廣州禾信）研究了泰山頂氣溶膠混合狀態(tài)及其粒徑分布特征，并探討氣溶膠混合狀態(tài)對新粒子增長過程的影響。

一、研究背景

☆采樣地點：泰山玉皇頂

☆采樣時間：2017年5月12日-6月25日

☆觀測儀器：單顆粒飛行時間質(zhì)譜儀（SPAMS）、黑碳儀（AE-33）、寬范圍顆粒粒徑譜儀(WPS)。

二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息

1、SPAMS共觀測到979,899個氣溶膠顆粒，分六大類，下圖所示：

分別為：

（1）富含K粒子，可占觀測到的粒子數(shù)的28.78%；

（2）含碳粒子，分為EC、EC-Nitrate、EC-Sulfate、EC-Secondary和OCEC，分別占總粒子的1.98%、10.07%、4.13%、18.84%和12.64%。

（3）含NH4粒子，可占觀測到粒子數(shù)的0.67%。

（4）揚塵類粒子Al，占總粒子的3.89%。

（5）sodium，Na，占總粒子的8.86%。

（6）heavy-metal粒子，包括Fe、Pb和V，分別占總粒子的6.20%、3.61%和0.31%。

顆粒物質(zhì)譜特征圖

三、主要研究成果

01 風(fēng)速風(fēng)向?qū)馊苣z混合狀態(tài)的影響

風(fēng)速風(fēng)向和SPAMS粒子數(shù)疊加圖

結(jié)合氣象條件和SPAMS數(shù)據(jù)分析表明，當(dāng)風(fēng)速<6 m·s-1時，氣溶膠粒子主要來自局地源；當(dāng)風(fēng)速>6 m·s-1時，氣溶膠粒子主要來自外來輸送。北方的遠(yuǎn)距離輸送氣團(tuán)下EC粒子更容易發(fā)生老化過程形成硫酸鹽；而局地氣團(tuán)或者偏南氣團(tuán)影響下，EC粒子則更容易發(fā)生老化過程形成硝酸鹽。

02 與二次組分混合狀態(tài)

NH4+與OCEC粒子、EC-Sulfate和EC-Secondary的混合比較高，與EC-nitrate的混合程度較低，大氣中的氨更容易與有機(jī)物和硫酸鹽相結(jié)合。

03 氣溶膠新粒子增長事件研究

NPG和non-NPG天PM2.5濃度相差不大，分別為17.3和16.9μg·m-3；但是NPG天PM10和BC濃度較高，分別是non-NPG天的1.2倍和1.28倍。此外， NPG事件主要影響10-60nm數(shù)濃度分布和100-300nm表面積濃度分布。

不同類型NPG事件中化學(xué)成分的差異較大。硫酸鹽在三類NPG事件中的作用差異較小，但是I型局地和III型偏南輸送氣團(tuán)下NPG事件中硝酸鹽和銨鹽的影響較大，有機(jī)物在II型北方輸送型NPG事件中作用較大。

文章來源：

1、Wang, H., Shen, L., Yin, Y., Chen, K., Chen, J., Wang, Y., 2019. Characteristics and mixing state of aerosol at the summit of Mount Tai (1534 m) in Central East China: First measurements with SPAMS. Atmospheric Environment, 213:273-284.

2、Shen, L., Wang, H., Yin, Y., Chen, J., Chen, K., 2019. Observation of atmospheric new particle growth events at the summit of mountain Tai (1534 m) in Central East China. Atmospheric Environment, 201, 148-157

3、沈利娟, 王紅磊, 銀燕, 陳魁, 陳景華, 施雙雙, 2019. 泰山頂(1534 m)夏季氣溶膠粒徑分布特征. 環(huán)境科學(xué), 40(5): 2019-2026