为了解冬季不同污染等级下NH3和AWC(Aerosol Water Content,气溶胶液态水含量)对PM2.5中水溶性二次离子形成的影响,对保定市冬季颗粒物浓度、二次离子及前体物(SO2、NO2、NH3)浓度进行了分析,并利用ISORROPIA-Ⅱ计算了PM2.5中的AWC和pH.结果表明:①2017—2018年冬季保定市重污染期(AQI>200)ρ(PM2.5)、ρ(SO2)、ρ(NO2)和ρ(NH3)较优良期(AQI<100)分别升高了3.0、1.1、1.3和0.8倍,气态前体物的二次转化是污染形成的重要原因之一.重污染期ρ(NH4+)、ρ(SO42-)、ρ(NO3-)较冬季平均值分别升高了1.2、0.9、1.3倍,其中ρ(NO3-)升幅最大,其次为ρ(NH4+).②保定市大气中过剩NH3指数为0.1μmol∕m3,采样期间为富氨环境,NO3-的生成主要受HNO3限制.③重污染期PM2.5中AWC高达93.6μg∕m3,是优良期的20.6倍,观测期间保定市SO42-的二次生成以颗粒物表面液相氧化为主,即SO2被NO2和NH3氧化,NO3-的二次生成包括NH3参与的非均相转化和N2O5的非均相水解过程.④整体而言,pH变化的敏感性表现为TA(总氨)浓度>TS(总硫)浓度>TN(总氮)浓度≈TA+TS+TN浓度(同时改变相同比例的总氨、总硫、总氮浓度),随污染等级的升高,pH对TS、TA浓度变化的敏感性减弱,对TN浓度变化的敏感性增强;单独改变TS、TN、TA浓度时AWC敏感性弱,同时改变TS、TN、TA浓度时AWC敏感性较强,AWC变化与二次离子浓度密切相关.研究显示,保定市冬季污染期SNA的形成以液态水参与的液相氧化为主,NH3可以维持颗粒物的高pH,保持氧化过程.
NH3 气溶胶液态水含量(AWC) 污染等级 ISORROPIA-Ⅱ 敏感性