泰山作为中国中东部的最高峰，位于京津冀和长三角气团传输通道的中间位置，泰山顶海拔为1534m，基本位于中东部地区边界层顶部，因此对于泰山顶气溶胶混合状态及其粒径分布的观测研究，有利于加深我们对于中国中东部气溶胶区域分布特征的认识。

南京信息工程大学银燕教授团队，于2017年夏季在泰山玉皇顶开展气溶胶综合观测实验，首次使用单颗粒飞行时间质谱仪（SPAMS，广州禾信）研究了泰山顶气溶胶混合状态及其粒径分布特征，并探讨气溶胶混合状态对新粒子增长过程的影响。

一、研究背景

☆采样地点：泰山玉皇顶

☆采样时间：2017年5月12日-6月25日

☆观测仪器：单颗粒飞行时间质谱仪（SPAMS）、黑碳仪（AE-33）、宽范围颗粒粒径谱仪(WPS)。

二、基础数据信息

1、SPAMS共观测到979,899个气溶胶颗粒，分六大类，下图所示：

分别为：

（1）富含K粒子，可占观测到的粒子数的28.78%；

（2）含碳粒子，分为EC、EC-Nitrate、EC-Sulfate、EC-Secondary和OCEC，分别占总粒子的1.98%、10.07%、4.13%、18.84%和12.64%。

（3）含NH4粒子，可占观测到粒子数的0.67%。

（4）扬尘类粒子Al，占总粒子的3.89%。

（5）sodium，Na，占总粒子的8.86%。

（6）heavy-metal粒子，包括Fe、Pb和V，分别占总粒子的6.20%、3.61%和0.31%。

颗粒物质谱特征图

三、主要研究成果

01 风速风向对气溶胶混合状态的影响

风速风向和SPAMS粒子数叠加图

结合气象条件和SPAMS数据分析表明，当风速<6 m·s-1时，气溶胶粒子主要来自局地源；当风速>6 m·s-1时，气溶胶粒子主要来自外来输送。北方的远距离输送气团下EC粒子更容易发生老化过程形成硫酸盐；而局地气团或者偏南气团影响下，EC粒子则更容易发生老化过程形成硝酸盐。

02 与二次组分混合状态

NH4+与OCEC粒子、EC-Sulfate和EC-Secondary的混合比较高，与EC-nitrate的混合程度较低，大气中的氨更容易与有机物和硫酸盐相结合。

03 气溶胶新粒子增长事件研究

NPG和non-NPG天PM2.5浓度相差不大，分别为17.3和16.9μg·m-3；但是NPG天PM10和BC浓度较高，分别是non-NPG天的1.2倍和1.28倍。此外， NPG事件主要影响10-60nm数浓度分布和100-300nm表面积浓度分布。

不同类型NPG事件中化学成分的差异较大。硫酸盐在三类NPG事件中的作用差异较小，但是I型局地和III型偏南输送气团下NPG事件中硝酸盐和铵盐的影响较大，有机物在II型北方输送型NPG事件中作用较大。

文章来源：

1、Wang, H., Shen, L., Yin, Y., Chen, K., Chen, J., Wang, Y., 2019. Characteristics and mixing state of aerosol at the summit of Mount Tai (1534 m) in Central East China: First measurements with SPAMS. Atmospheric Environment, 213:273-284.

2、Shen, L., Wang, H., Yin, Y., Chen, J., Chen, K., 2019. Observation of atmospheric new particle growth events at the summit of mountain Tai (1534 m) in Central East China. Atmospheric Environment, 201, 148-157

3、沈利娟, 王红磊, 银燕, 陈魁, 陈景华, 施双双, 2019. 泰山顶(1534 m)夏季气溶胶粒径分布特征. 环境科学, 40(5): 2019-2026