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《中国海洋大学》 2011年
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不同天气条件对青岛大气气溶胶中有机氮和尿素浓度分布的影响

韩静  
【摘要】:有机氮是大气气溶胶中氮组分的重要组成部分。大气有机氮沉降入海后不仅可以促进海洋初级生产力的增长,还可能使具有同化有机氮功能的物种成为优势种群,进而影响海洋生态系统的群落结构。为正确评价大气有机氮沉降在总氮沉降中的贡献及其海洋生态学效应,对大气有机氮沉降的深入研究是十分必要的。 本论文选择青岛近岸为目标区域,采集并分析了青岛近岸地区2008年1月至12月67个TSP样品中水溶性有机氮和尿素含量,计算了气溶胶中水溶性有机氮对总氮的贡献,尿素氮对总水溶性有机氮的贡献,以及大气有机氮沉降通量,探讨了不同天气条件对气溶胶中水溶性有机氮的影响,利用后向轨迹分析不同源对气溶胶中水溶性有机氮的贡献,这对于认识中国近海大气有机氮对总氮的贡献及对海洋生态系统的影响具有重要意义。 结果表明:2008年青岛地区大气水溶性有机氮浓度平均值为433.2±387.7 nmol·m~(-3);水溶性有机氮在单位质量颗粒物中的浓度平均值为2489.9±2572.9μmol·g~(-1)。不同天气条件下,气溶胶中水溶性有机氮浓度差异明显。降雨后气溶胶中水溶性有机氮浓度较降雨前样品降低了约80%;烟霾天气和雾天期间,气溶胶中水溶性有机氮浓度是晴天时的4倍和2.2倍。浮尘天气时,比非沙尘天气时的浓度增加显著,约为晴天时的6倍,气溶胶中有机氮的浓度与晴天相比也略有增加。气溶胶样品采集期间气团的来源不同对大气有机氮浓度也有一定影响。受来自发达地区气团影响的气溶胶样品中,水溶性有机氮含量最高,平均为621.6±430.5 nmol·m~(-3);受来自于不发达地区气团影响的气溶胶样品中,水溶性有机氮含量较低,平均为133.4±40.9 nmol·m~(-3);受海洋源气团影响的样品中,水溶性有机氮的浓度最低,平均为74.9±39.6 nmol·m~(-3)。 青岛大气气溶胶中尿素浓度变化范围比较大,为0.4-53.9 nmol·m~(-3),其平均浓度为17.8 nmol·m~(-3),对总水溶性有机氮的贡献平均为6.6±5.9%。青岛气溶胶中尿素浓度月际变化比较明显, 3-5月份尿素的浓度最高,8月份最低。与气溶胶中水溶性有机氮在不同天气条件下的分布特征不同,烟霾和雾天时,气溶胶中尿素浓度与晴天相比变化不明显;但沙尘天气时,气溶胶中尿素浓度明显升高。这表明了青岛大气气溶胶中的尿素主要来自一次源排放,而有机氮主要来自二次气溶胶的贡献。与气溶胶中有机氮分布特征相似,受海洋源气团影响的气溶胶中尿素的浓度最低;但与有机氮的分布特征不同,受陆源性经不发达地区气团和经发达地区气团影响的气溶胶中尿素浓度没有明显差异。 青岛大气水溶性有机氮的干沉降通量为7.7~1074.7μmol·m~(-2)·d~(-1),平均值为224.6μmol·m~(-2)·d~(-1)。不同天气过程下大气水溶性有机氮沉降通量明显不同,烟霾(409.1μmol·m~(-2)·d~(-1))雾(224.1μmol·m~(-2)·d~(-1)) 浮尘(132.6μmol·m~(-2)·d~(-1)) 晴(101.8μmol·m~(-2)·d~(-1)) 雨后(29.6μmol·m~(-2)·d~(-1))。不同源对水溶性有机氮沉降通量的影响具有明显差异,受来自发达地区气团影响的水溶性有机氮的沉降通量最高,为322.2μmol·m~(-2)·d~(-1),受来自不发达地区气团影响的次之,为69.1μmol·m~(-2)·d~(-1),受海洋源气团影响的最低,为38.8μmol·m~(-2)·d~(-1)。青岛大气尿素氮沉降通量平均为17.7±14.6μmol·m~(-2)·d~(-1),对大气总有机氮沉降通量的贡献为12.6±11.4%。春季大气尿素氮沉降通量最高,为全年总沉降量的55%;夏季最低,仅为9%。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X513

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