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随着经济的快速发展和人口的剧增,广州大气污染状况明显加重,充分地了解气溶胶中各组分浓度及相关性质对于有效减缓污染状况有重要意义。气溶胶中的碳氮物质不仅可以影响气候变化,参与二次有机气溶胶的生成,而且对人体健康也有重要影响。大气中大量的氮沉降到地面,超过一定的负荷还会造成一系列的生态问题。氨基酸是一类重要的有机氮化合物,同时也是生物气溶胶的重要组成部分,由于生物气溶胶与许多疾病息息相关,因此近年来受到越来越多的关注。本论文通过对广州四个季节6个粒径段的PM10颗粒物样品和3个季节PM2.5样品的分析,得到气溶胶样品中水溶性有机碳(WSOC)、水溶性有机氮(WSON)、WSON/WSOC的季节和粒径分布特征;据此估算了无机氮和有机氮的干沉降通量;利用主成分分析/绝对主成分分数方法对细颗粒物(<1.5μm)中WSON的主要来源进行分析。此外,还分析了3个季节PM2.5样品中的游离态氨基酸的含量。得到的主要结论如下: 1)6个粒径段WSOC的总浓度为1.82-12.61μg C/m3。所有粒径段WSOC浓度均是冬季最高,其次是夏秋季,春季最低;WSOC/OC范围在0.16-0.84之间,6个粒径段是春夏秋较高,冬季最低。WSOC的浓度在四个季节均呈现单峰分布,峰值粒径段位于0.49-0.95μm。WSOC/OC呈现双峰分布,峰值粒径段位于0.95-1.5μm和7.2-10μm。0.95-1.5μm粒径段中,WSOC与SO42-、NO3-、EC均具有显著正相关性,说明一次排放和二次生成均对细颗粒物中的WSOC具有显著贡献。 2)6个粒径段WSON的总浓度1.32-4.29μg N/m3。所有粒径段WSON浓度均是秋、冬季较高,春夏季较低;部分粒径段(<0.49μm和0.95-1.5μm)夏秋季WSON/WSTN(水溶性总氮)显著高于春、冬季。各个季节的NH4+,WSTN主要富集在粒径<1.5μm的细颗粒物上,NO3-主要富集在粒径<1.5μm和3.0-7.2μm粒径段。<3μm颗粒物中WSON的浓度呈现单峰分布,主要富集在细颗粒物上,尤其是0.49-1.5μm粒径段。WSON/WSTN也呈现单峰分布,峰值粒径段位于0.95-1.5μm粒径段。1.5-7.2μm粒径段中,二次生成对WSON有较明显的贡献,7.2-10μm粒径段,海洋来源对WSON有较明显的贡献,在0.95-3.0μm、7.2-10μm粒径段,沙尘、土壤源对WSON均有较明显的贡献。 3)WSON/WSOC在0.04-2.37之间,各个粒径段的均是秋冬季较高,春夏季较低;WSON/WSOC的比值均呈现单峰分布,夏冬两季的峰值粒径段均位于0.95-1.5μm,春、秋两季的峰值粒径段位于1.5-3.0μm。在1.5-3.0μm和7.2-10μm粒径段,WSON/WSOC与O3呈显著正相关;说明这两个粒径段内,光化学氧化对WSON的生成有较明显的贡献;在0.95-3.0μm和7.2-10μm粒径段,WSON/WSOC的比值与SO2呈显著正相关,说明这两个粒径段内,诸如煤燃烧的一次源排放对WSON有较明显的贡献。 4)PCA/APCS-多元线性回归分析结果表明:广州大气细颗粒物(<1.5μm)中WSON的主要来源有明显差异,小于0.49μm颗粒物中的WSON主要来源于本地化石燃料的燃烧排放,0.49-0.95μm颗粒物中的WSON主要来源于建筑扬尘、光化学氧化二次生成,0.95-1.5μm颗粒物中的WSON主要来源于光化学氧化二次生成。 5)6个粒径段的NH4+-N、WSON、WSTN干沉降通量几乎都是秋冬季较高,春夏季较低。PM10中总NH4+-N干沉降通量在48.80-255.83μg N/(m2.d)之间,主要由细颗粒物贡献。1.5-10μm粒径段,WSON对WSTN干沉降的贡献大于NO3-N和NH4+-N。PM10颗粒物中WSTN的总平均干沉降速率为0.0874±0.0034cm/s,WSON的总平均干沉降速率为0.0906±0.0049cm/s。 6)各个季节的游离态氨基酸浓度相对大小有一定差异,胱氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、异亮氨酸在三个季节的浓度均较高。WSFAN的浓度是0.0004-0.042μg N/m3,WSFAN(PM2.5)/WSON(PM3)的范围在0.05%-10.9%,WSFAN(PM2.5)/M(PM2.5)均小于0.1%。PM2.5中总结合态氨基酸含量的范围是50.11-97.64ng/m3,总氨基酸含量的范围是66.82-146.46ng/m3,其季节变化规律为:冬季>秋季>夏季。相对湿度增加和气温升高可能会一定程度地抑制大气颗粒物中氨基酸的形成。