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于2006年和2007年春季两次在敦煌莫高窟进行为期两个春季的观测研究，对室内外不同粒级的大气颗粒物进行了连续观测，分析了研究区大气颗粒物的质量浓度、水溶性离子组成和碳组分特征。
非开放洞窟和开放洞窟TSP的平均质量浓度分别为228.5μm-3、286.2μgm-3，黄金周室内外大气TSP质量浓度水平明显高于非黄金周。2007年春季16窟PM10的平均质量浓度为175.6μg m-3，沙尘天气窟内PM10质量浓度为300.8μg m-3。洞窟内颗粒物浓度主要受室外源的影响。沙尘天气对研究区大气颗粒物浓度产生重要影响，研究区室外大气颗粒物浓度在沙尘天气显著升高。
洞窟内颗粒物中主要离为子Ca2+、SO42-、Na+和Cl-，开放洞窟和非开放洞窟总离子浓度分别占TSP质量浓度的10％和11％。16窟(开放洞窟)总离子占PM10质量浓度的16.8％。室外颗粒物中总的水溶性离子占PM25，PM10和TSP比重分别为11.1％，14.1％，11.5％。沙尘天气水溶性离子的质量浓度大幅度升高，但在质量浓度中的比重却略有下降。
加强采样期莫高窟室外、未开放窟和开放洞窟TSP中总碳的浓度分别为12.1μg m-3、9.8μg m-3和19.0μg m-3，莫高窟16窟PM10中OC、EC的平均质量浓度为8.4μg m-3、0.9μm-3，人为活动对窟内碳气溶胶浓度可能有影响。研究区室外PM2.5、PM10和TSP中OC和EC平均质量浓度分别为8.67μg m-3，0.3μg m-3；22.8μgm-3，0.8μg m-3:11.0μg m-3，0.4μg m-3。OC占PM2.5、PM10和TSP质量浓度的5.9％、4.2％、8.5％，而EC的含量可以忽略。
水溶性离子特征分析表明，研究区大气颗粒物表现为阴离子亏损，表明当地大气颗粒物呈碱性。颗粒物主要受地壳源的控制，但SO42-、NO3-、Cl-及K+受到人为活动的影响，人为活动对大气污染物的贡献不容忽视。PM10中碳酸盐占质量浓度的6.1％，碳酸盐对OC/EC分析结果影响明显。
莫高窟16窟内水平面PM10日沉降通量为45.5mg m-2，整个春季PM10的沉降通量达到4097mg m-2，洞窟内SO42-、NO3-、CO32-及EC日沉降通量为2.1mg m-2、0.5mg m-2、2.6mg m-2、0.2mg m-2。