气溶胶飞行时间质谱仪分析上海大气中的含铅颗粒物
2013-05-29 15:59:16 益择发布张雅萍，王笑非，陈宏，杨新*，陈建民*
复旦大学环境科学与工程系 上海市邯郸路220 号 200433
详细摘要
由于快速的经济发展和城市化进程，上海地区的空气质量十分不容乐观。虽
然上海已经在1997 年禁止了含铅汽油的使用，但是大气中还能广泛地检测到高
浓度的铅。2001 年冬季上海大气PM10 中的铅含量在167 至854 ng/m3 之间，平均
值为515 ng/m3；2002 年和2003 年的平均值分别为369 ng/m3 和237 ng/m3。虽
然铅在大气颗粒物中的浓度在逐年下降，但是和其它亚洲城市（例如台北90
ng/m3，东京64.4 ng/m3）相比还是相当高的。而且以前的对上海大气中的含铅
颗粒物的研究都是基于非在线的技术，例如粒子诱发X 射线荧光分析（PIXE），
电感耦合等离子体质谱仪（ICPMS）和X 射线吸收精细结构（XAFS）。另外大部
分的源解析都采用了滤膜采样元素分析法。PIXE 的单颗粒分析法也只能分析有
限数量的气溶胶颗粒（小于100 颗），而且PIXE 还不能分析亚微米级的气溶胶
颗粒，而含铅颗粒物只要集中在亚微米范围内。
气溶胶飞行时间质谱仪（TSI-3800）是一种在线的单颗粒分析技术，它能够
在极短的时间里同时测定亚微米级气溶胶的粒径和化学成分。它的这种特性能够
满足在变化的气象条件中气溶胶的高时间分辨率的测定，而且在以前的大气气溶
胶单颗粒质谱分析研究中验证了它的这种能力。在我们的实验中，ATOFMS 共采
集了12 天（24 小时/天）的样品，2007 年8 月1-5 号，8-9 号和19-23 号。这
次实验中共得到了621234 个同时含有正负质谱图的颗粒物，大约占了总颗粒物
的15%。从总体上来看，ATOFMS 采集的这621234 个颗粒物的数浓度与上海地区
的主要污染物PM10, SO2 and NO2 的浓度的变化趋势基本上是一致的。8 月1-5 号
的严重大气污染主要是由于稳定的气象条件造成的（例如，这5 天的平均风速是
5 mph）。而从8 号开始，最高风速可达14 mph，气团主要来自东海。含铅颗粒
的定义为同位素208Pb 的相对峰面积大于0.05%。高含铅量颗粒定义为同位素208Pb
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