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生物气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,组成复杂,来源广泛。当前对生物气溶胶陆地排放量的估算(56-1000Tg yr-1)仍存在很大不确定性。深入研究生物气溶胶的大气含量及排放特征,不仅有助于理解生物气溶胶对全球有机气溶胶的贡献,也有助于对生物物质的全球循环获得进一步的认识。 本文利用基于荧光的宽频集成生物气溶胶检测仪(Wideband Integrated Bioaerosol Sensor,WIBS,DMT)对北京四季的荧光生物气溶胶进行在线观测,并结合离线膜采样,采用离线荧光分析、有机碳分析和生物分子标志物分析等方法,以及气象参数观测,探究了北京荧光生物气溶胶的大气含量特征。此外,还研究了春季降雨过程对生物气溶胶排放的影响,基于冬季观测探究生物气溶胶的人为活动排放。主要结论如下: (1)荧光气溶胶(FAP,Fluorescent Aerosol Particle)的数浓度在冬季最高,FL1-FBAP生物气溶胶(FLuorescent channel1-Fluorescent Biological Aerosol Particle,具280nm激发/310-400nm发射荧光特性的粒子)的数浓度秋季最高;FAP在大气总气溶胶(>0.8μm)中所占比例秋季最大(平均值:40.1%),夏季和冬季最低(14.1%和14.7%);一年四季中,随着粒径增大,FAP在总气溶胶中的占比增加。 (2)FL1-FBAP生物气溶胶与非荧光气溶胶(non-FAP,non-Fluorescent Aerosol Particle)的相关性最弱,表明FL1-FBAP受非生物物质的影响最小;FLB(B类荧光气溶胶,仅具280nm激发/420-650nm发射荧光特性的粒子)、FLBC(BC类荧光气溶胶,具280nm激发/420-650nm发射且370nm激发/420-650nm发射荧光特性的粒子)和FLC(C类荧光气溶胶,仅具370nm激发/420-650nm发射荧光特性的粒子)气溶胶与non-FAP的相关性较强,表明它们可能受到非生物荧光成分的影响。 (3)春季降雨期间生物气溶胶的数浓度增加,粒径较大的类真菌孢子气溶胶在降雨初期和后期的弱降雨期间排放增强,在降雨较强时段,类细菌颗粒排放增强。同时通过相关性分析,表明在线荧光和离线荧光方法可以很好的表征大气中的类蛋白生物成分。 (4)北京冬季的典型灰霾过程中,总荧光气溶胶FAP的数浓度是洁净天的24倍,FL1-FBAP生物气溶胶为洁净天的6倍。北京冬季洁净天的荧光生物气溶胶比许多相近气候带的自然环境中的荧光生物气溶胶的浓度更高,表明人为活动是城市生物气溶胶的一个重要源。 (5)FL1-FBAP生物气溶胶主要为本地源,FL B、FL BC和FL C荧光气溶胶具有更复杂的混合来源,这包括与FL1-FBAP不同的生物气溶胶,非生物气溶胶以及可能的生物和非生物成分的内部混合物。 (6)基于WIBS对真菌孢子的估计比基于有机分子标志物(阿拉伯醇和甘露醇)的估计高出两个数量级,表明对真菌孢子的量化估计仍存在较大不确定性。因此,目前基于自然排放和有机分子标志物方法对真菌孢子的含量及其气候、健康和环境生态效应的模拟也存在较大不确定性。