2011年冬季天津PM2.5及其二次组分的污染特征分析

2011年11月—12月于天津城区和武清采集PM2.5样品,分析其中的二次水溶性无机离子(NH4+、NO3-和SO24-)、有机碳(OC)和元素碳(EC),估算二次成分浓度,并分析采样期间气象因素对一次持续重污染过程的影响.结果表明,天津地区冬季PM2.5污染严重、城区和武清PM2.5质量浓度平均值分别为166.9μg.m-3和180.0μg.m-3;城区样品中SO24-、NO3-和OC在PM2.5的比例依次为19.4%、16.7%和15.4%,武清样品中则为19.2%、15.5%和20.4%;二次组分占PM2.5质量浓度的47%(城区)和46%(武清),雾霾日二次组分含量明显高于非雾霾日;高湿和静小风等不利气象条件是造成PM2.5质量浓度持续增加以及二次组分浓度迅速升高的重要原因.     

天津城区PM_(2.5)中碳组分污染特征分析

为探讨天津城区碳组分的季节污染特征,于2009年4月—2010年1月采集大气PM2.5样品,测定其碳组分浓度,分析有机碳(OC)和元素碳(EC)的相互关系,并探讨气象条件对碳组分浓度的影响.结果表明,天津城区PM2.5质量浓度为141.47μg·m-3,OC和EC质量浓度年均值分别为18.81μg·m-3和6.86μg·m-3,分别占PM2.5质量浓度的13.3%和4.8%,碳组分系PM2.5的重要组成部分;季节分布特征显示,秋、冬季OC和EC污染较为严重,总碳气溶胶(TCA)分别为45.74μg·m-3和46.75μg·m-3,占PM2.5质量浓度的30.1%和40.1%;采用改进的OC/EC最小比值法计算得到的二次有机碳(SOC)浓度显示,秋季和冬季SOC较高,为7.45μg·m-3和7.28μg·m-3.后向轨迹的聚类分析表明,局地气流或偏南气流控制下的PM2.5中碳组分浓度较高.     

杭州市空气中PM10的化学组成特征

于2001年2月至2002年4月在杭州5个空气质量自动监测子站采集了176组PM_(10)样品,分析了22种化学元素、5种离子以及有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量,并讨论了PM_(10)的化学组成特征.杭州市空气中铅污染仍然存在,硫的存在形式主要为水溶性硫酸盐.5种水溶性离子的浓度由大到小排列的顺序是SO~(2-)_4>NO_3~->NH_4~ >Cl~->F~-,大气中NH_4~ 主要是以(NH_4)_2SO_4,NH_4HSO_4和NH_4NO_3的形式存在.OC和EC浓度分别为20·4μg·m~(-3)和4·0μg·m~(-3),其相关性不好表明碳的来源复杂.PM_(10)的物质平衡计算表明,局地地质尘是最高的化学组分,达27·7%,其次为有机物23·9%,第三为硫酸盐16·2%,这3个组分占PM_(10)的67·8%,其它为硝酸盐6·3%,铵盐6·1%,微量元素5·5%,元素碳3·4%以及未测组分11·0%.     

西安市大气颗粒物中水溶性无机离子的季节变化特征

用离子色谱法对11种无机水溶性离子(Na+,NH4+,K+,Mg2+,Ca2+,F-,Cl-,Br-,NO-2,NO-3和SO2-4)进行分析,探讨大气颗粒物中水溶性无机组分的季节变化与典型污染(灰霾、浮尘、燃烧秸秆和燃放烟花)的理化特性.结果表明,西安市大气中PM2.5和TSP的日均质量浓度分别为167.1和382.0μg·m-3,PM2.5占TSP总质量浓度的44%.PM2.5和TSP中无机水溶性离子组分的年均值分别为75.2μg·m-3和101.7μg·m-3.PM2.5中水溶性离子组分占PM2.5总质量浓度的45%左右,TSP中水溶性离子组分占TSP总质量浓度的30%左右.各种水溶性离子的来源和形成机理不同,其季节变化趋势和粒径分布也不同.典型污染事件期间,颗粒物污染特征与平时相比有很大差异:雾霾时PM2.5和TSP的质量浓度都显著增加,主要污染组分为二次污染离子NH+4,NO-3和SO2-4;浮尘发生时,大气颗粒物中人为污染组分会大大减少,而来自沙尘传输和地面扬尘等的地壳物质显著增加;燃烧秸秆对大气颗粒物中K+和Cl-的影响最大;燃放烟花时K+,Mg2+和Ca2+的质量浓度显著增加.     

西安市春季大气细粒子的质量浓度及其水溶性组分的特征

为了探讨西安市春季大气细粒污染物的污染水平及水溶性组分的特征及来源,2005年3—5月对西安大气PM2.5进行了观测,并应用离子色谱对其中的水溶性组分进行了分析。结果显示,西安市春季大气PM2.5的质量浓度为159.9μg·m-3。分析的11种阴阳离子(Na 、NH4 、K 、Mg2 、Ca2 、F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-和SO42-)质量浓度占PM2.5的30%,表明水溶性组分是大气细粒子的主要组成之一。NH4 、SO42-和NO3-为水溶性离子的主要组分,其平均质量浓度分别为6.6、20.1和7.6μg·m-3,在总水溶性离子中的百分比分别为12.4%、47.4%和16.9%,SO42-和NO3-质量浓度与能见度有较好的负相关性,表明细粒子中二次气溶胶组分对能见度有显著的影响。阴阳离子的平衡和pH值的测定结果显示,西安市大气细粒子污染物为弱酸性。离子间的相关性分析揭示水溶性离子在颗粒物中主要结合方式为(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4NO3、KHSO4和K2SO4。Mg2 和Ca2 的相关性也较好,其摩尔比率为0.07,小于中国北方沙漠和黄土的平均值(0.15),揭示二次扬尘和建筑扬尘等过程对Ca2 的质量浓度影响较大。计算的NO3-/SO42-质量浓度比值的均值为0.38,说明固定排放源(燃煤)对细粒子中水溶性组分的贡献大于移动排放源(机动车)。     

武汉市城区大气PM2．5的碳组分与源解析

大气细颗粒物（PM2．5）和碳组分（OC,EC）是影响大气能见度、气候变化以及人体健康的重要污染物,研究大气颗粒物及其中碳组分的污染特征及各类典型污染源对大气细颗粒物及碳组分的贡献,对于认识区域和城市大气污染状况,控制细颗粒物的污染,具有重要意义。2011年7月至2012年2月,利用大流量PM2．5采样器采集武汉市大气细颗粒物样品并对其碳组分进行测定。武汉市城区大气中PM215、OC和EC的质量浓度平均值分别为（127±48．7）、（19．4±10．5）和（2．9±1．48）μg·m-3。其PM2．5的浓度处于我国主要城市的中等偏高水平,而OC、EC的浓度则属中等偏下水平,但均高于国外城市。武汉市大气PM2,质量浓度的季节性变化呈现出秋季〉冬季〉夏季的趋势,是气象因素和污染源排放综合影响的结果。OC浓度和EC浓度具有较好的相关性（r2=0．69）,表明二者存在来源联系。OC／EC的比值为6．7,指示武汉市大气中OC和EC的来源受汽车尾气排放和生物质燃烧的共同影响。SOA的平均质量浓度值为12．5μg·m-3约占PM2．5平均质量浓度的9．8％,表明SOA对武汉市城区大气PM2．5具有重要贡献。结合PM2．5所含的水溶性离子、微量元素组成,利用正矩阵因子分析（PMF）模型对武汉市城区大气PM2．5来源进行解析,结果表明,其主要来源及贡献率分别为机动车源（27．1％）、二次硫酸盐和硝酸盐（26．8％）、工厂排放（26．4％）和生物质燃烧（19．6％）。     

西安冬、夏季PM2.5中水溶性无机离子的变化特征

为探讨西安市冬、夏季水溶性无机离子的季节和空间变化特征,2010年1月和7月分别在西安城区4个站点及上风区高陵(GL)和下风区黑河(HH)连续采集2周的PM2.5样品,使用离子色谱仪分析样品中水溶性无机离子成分.结果表明,PM2.5质量浓度冬季明显高于夏季,空间变化表现为:城区站点浓度均值(172.6μg.m-3)>上风区点GL(98.9μg.m-3)>下风区点HH(81.0μg.m-3).水溶性无机离子浓度总和占PM2.5质量浓度的41.8%,其中SO24-、NO3-和NH4+是水溶性离子的主要成分,分别占总离子质量浓度的35.1%、22.6%和12.2%.Na+、Ca2+和Mg2+在冬、夏季浓度相差不大,而SO24-、NO3-、NH4+以及K+、Cl-等均明显表现为冬季浓度高于夏季.SO24-、NO3-和NH4+在冬、夏季空间变化均表现为城区站点>GL>HH,这3种离子夏季在大气中的主要存在方式为NH4HSO4和NH4NO3,而冬季主要以(NH4)2SO4、NH4NO3和NH4Cl形式存在.NO3-/SO24-的比值为0.64,表明西安市固定源仍是主要污染贡献源,但是移动源所占比例较之前研究有所上升,应采取一定措施控制机动车数量并加强排放监控.     

气溶胶水溶性无机物及有机物的离子色谱测定

利用离子色谱技术同时测定大气气溶胶中的水溶性有机物 (WSOC)与各种无机成分 ,检测出 1 2种无机离子 (F- ,Cl- ,NO-2 ,NO-3 ,SO2 -3 ,SO2 -4 ,PO3-4 ,Na ,NH 4,K ,Mg2 ,Ca2 )及 7种WSOC (甲酸、乙酸、甲磺酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸 ) .该方法对无机离子的线性范围为 0 0 1— 1 0 0 0 μg·m- 3,有机物的线性范围为 0 0 0 5—1 0 μg·m- 3,相关系数除NH 4以外均高于 99 9% ,最低检测限为 0 0 0 0 1— 0 0 0 0 5 μg·m- 3,相对标准偏差为 0 43— 1 32 % .利用该技术 ,对北京市 2 0 0 1— 2 0 0 2年度大气PM2 5中水溶性物种的浓度水平进行了测定 .结果表明 ,北京市PM2 5中主要的水溶性组分为SO2 -4 ,NO-3 和NH 4,其浓度水平分别为 1 1 1 ,7 8和 6 2 μg·m- 3,各占PM2 5 质量的 1 0 6% ,7 4%及5 7% ,而WSOC的浓度水平为 0 0 1 1— 0 1 1 8μg·m- 3,占PM2 5质量浓度的 0 0 1— 0 1 % ,其中 ,乙二酸的浓度最高 ,其次为乙酸、丁二酸 ,丙二酸等 .     

我国4个大气背景点环境空气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中水溶性离子分布特征

为研究国家大气背景点颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月、9月、12月分别对4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,通过超声萃取-IC法测定了样品中的9种水溶性离子(F-、Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+)质量浓度,结果表明:(1)可吸入颗粒物浓度水平一、二季度重于三、四季度,PM2.5、PM10年均值分别为17μg·m-3、32μg·m-3,与其他主要国家和地区背景区域浓度相当,背景点大气状况良好;(2)PM2.5中水溶性离子比重全年波动不大,为35.5%—42.2%,浓度排序为SO2-4、NH+4、NO-3Ca2+、Cl-、K+、Na+F-、Mg2+,第一季度PM10中Ca2+浓度显著升高,控制风沙尘将有效降低PM10的浓度;PM2.5及PM10中的9种水溶性离子在不同季节的浓度分布规律与颗粒物浓度类似,一季度较高,三、四季度较低;(3)二次离子是背景点区域的主要水溶性离子,浓度值与其他主要国家和地区相当.NO-3、SO2-4的物质的量浓度与NH+4存在显著相关性,相关系数r为0.7539,斜率小于1,水溶性离子中酸性离子的量比铵根离子略占优势,对气溶胶酸度产生重要贡献.     

石家庄冬季道路积尘水溶性离子污染特征及来源分析

为了解石家庄市城市道路积尘水溶性离子组分特征及来源,于2015年冬季使用移动采样法收集城市道路积尘样品,经离子色谱仪分析其水溶性离子组分,用相关性分析和比值分析法解析其污染特征,用主成分分析法初步推断其主要来源.结果表明,10种水溶性离子(Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、NO-2、NO-3、SO2-4)占道路积尘PM2.5的15.31%、PM10的11.15%,Ca2+和SO2-4的百分含量在PM2.5和PM10中均大于1%;其中Ca2+在10种离子中所占比例最高、SO2-4次之,PM2.5和PM10中NO-3/SO2-4分别为0.24和0.18;颗粒物总体偏碱性,且PM2.5较PM10碱性更强;推测其来源于机动车排放、大气中燃煤、生物质燃烧和建筑尘的沉降及绿化带尘土.