东海大气气溶胶中无机氮组分的分布特征

王美琪 | -> | 584| 0| 1.268877MB |无机氮,气溶胶,东海,氨氮,硝氮

王美琪 王美琪 | 文档量 |浏览量11484

摘要:利用2006 年11 ~ 12 月、2007 年2 ~ 3 月及2008 年5 ~ 6 月在东海4 个航次中采集的33 个总悬浮颗粒物样品和7 套Anderson 分级样品,分析了其中NH +4 、NO -3和NO -2的浓度,探讨了东海气溶胶中氮组分的季节变化和粒径分布. 气溶胶中NH +4的浓度为2. 6 ~ 646. 9 nmol·m - 3 ,冬、春季较高,夏季较低. NO -3的浓度为5. 5 ~ 281. 5 nmol·m - 3 ,冬季较高,春、夏季较低.NO -2的浓度很低,< 0. 5 nmol·m - 3 . 气溶胶中氮组分的相对贡献具有一定的季节变化趋势,冬季NH +4和NO -3的贡献相当,春、夏季以NH +4的贡献为主. NO -3的粒径分布月变化明显,11 ~ 12 月主要分布在< 2. 1 μm 的细粒子上,2 ~ 3 月、5 ~ 6 月分别集中在1. 1 ~ 4. 7 μm 和2. 1 ~ 7. 0 μm 的粗粒子上. NH +4的粒径分布无明显月季差异,均主要分布在< 1. 1 μm 的细粒子上.后向轨迹分析表明气团的来源和迁移路径显著影响气溶胶中无机氮的分布. 气团来自污染较重的陆源,无机氮在大气中的浓度( nmol·m - 3 ) 和在颗粒物中的浓度( μmol·g - 1 ) 均较高;气团来自清洁的海洋源,无机氮在大气中和颗粒物中的浓度均较低.气团起源自陆源但在海上经过长距离的迁移,则无机氮在大气中的浓度相对较低,在颗粒物中的浓度相对较高.
    东海是世界最大的陆架边缘海之一,毗邻东亚大陆. 近二、三十年,随着东亚经济的快速发展,东亚地区人为污染物质的排放量正在急剧增加[1 ~ 3].Akimoto 等[4,5]报道NOx的排放量在1975 ~ 1987 年间已经增加了65% ,到2020 年将会比1990 年增加约5 倍. 这些大气氮化合物沉降入海后将会对海洋生态系统产生重要影响,从全球尺度看,大气氮的输入约占海洋外源性“新氮”的50%[6]. 在东海,大气氮沉降在氮的生物地球化学循环中也起着重要作用. 模式计算的结果显示每年通过大气输入东海的总无机氮量为3 × 1010 mol·a - 1[7];基于在东海西部嵊泗岛( 距上海约70 km) 上的观测结果计算,大气无机氮的总沉降通量为5. 27 × 1010mol·a - 1 ,与河流的输入量相当[8]. 利用在台湾岛的观测结果计算大气无机氮的干沉降通量为6. 76 × 1010mol·a - 1 ,大气氮的输入对东海海洋新生产力的贡献约为2% ~70%[9]. 目前,东海大气氮沉降的数据多来自岛屿
观测和模式计算的结果,海上观测的数据非常有限[10],而认识氮组分在海洋大气气溶胶中的浓度和粒径谱分布,对定量计算大气氮的沉降通量,评价其对海洋初级生产力的贡献具有重要意义.
    本研究利用2006 年11 ~ 12 月、2007 年2 ~ 3月、2008 年5 ~ 6 月4 个航次在东海海域采集的大气总悬浮颗粒物样品( total suspended particles,TSP)和Anderson 分级样品,分析了其中的氨氮、硝氮和亚硝氮的浓度,讨论了气溶胶中无机氮组分的浓度分布以及粒径谱分布,通过后向轨迹分析探讨了东海大气气溶胶中氮的分布与气团来源的关系,以期为进一步定量研究大气氮在东海的沉降通量及其对海洋生态系统的影响奠定基础.
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