基于单颗粒气溶胶质谱仪的气溶胶化学组分的半定量研究

摘要

单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS,single particle aerosol mass spectrometer)可以实时、连续和高时间分辨率的提供单个气溶胶颗粒的粒径和化学组分信息,具有良好的定性能力。但,SPAMS对气溶胶化学组分的定量分析能力尚待评估。采用SPAMS结合滤膜采样的分析方法,于2017-12-01至2018-02-28日在郑州市高新区、航空港区和中原区展开观测,通过对比单颗粒中的元素碳(EC)、有机碳(OC)、硫酸盐、硝酸盐和铵盐的峰面积、数浓度与滤膜采集的质量浓度,以回归分析系数(R)评估了SPAMS对5种组分的定量能力。结果表明:EC单颗粒的数浓度和峰面积与其质量浓度的相关性始终很低(R0.5),可以通过相关性建立硫酸盐、硝酸盐和铵盐的半定量系数。三个站点各组分相关性对比结果表明:中原区各组分数浓度与质量浓度的相关性高于高新区和航空港区,且中原区测径颗粒数浓度与PM_(2.5)质量浓度的相关性也显著高于其他两个采样点,因此测径颗粒数浓度与PM_(2.5)质量浓度的相关性可能是评估SPAMS定量化结果好坏的前提条件。