燃煤工业城市大气细颗粒物中水溶性无机离子的季节变化特征及来源解析——以邯郸市为例

为探究典型燃煤工业城市邯郸市的大气细颗粒物(PM2.5)污染水平及水溶性无机离子特征,于2016年1—12月采集了当地大气PM2.5样品,然后利用离子色谱法测得水溶性无机离子的组分,分析了不同季节水溶性无机离子随PM2.5的浓度变化特征。通过对PM2.5中的阴离子、阳离子进行分析发现,SO4^2-、NO3^-和NH4^+在春夏秋冬四季均为PM2.5中的主要离子成分,SO4^2-、NO3^-和NH4^+的浓度之和在春夏秋冬四季占各季节总的水溶性无机离子浓度的百分比分别为84.6%、77.4%、89.9%、62.5%。其中,在春季和冬季含量最高的3种离子分别是NO3^-、SO4^2-和NH4^+,夏季含量最高的3种离子分别是SO4^2-、NH4^+和NO3^-,而秋季含量最高的3种离子分别是NH4^+、SO4^2-和NO3^-。相关性分析发现,2016年春季、夏季和秋季PM2.5为酸性,冬季为碱性。SO4^2-、NO3^-、NH4^+浓度分析表明,冬季PM2.5中的一次建筑扬尘排放较多。通过主成分分析法得出,PM2.5中水溶性无机离子主要来源于二次转化和生物质燃烧。     

南通市PM2.5中水溶性离子季节分布特征

对南通市2016年12月-2018年10月大气污染季节分布特征进行了分析。结果表明,南通市ρ(PM2.5)和ρ(水溶性离子)为冬、春季高,夏、秋季低。春夏秋冬四季ρ(水溶性离子)占ρ(PM2.5)百分比分别为68.2%,70.6%,64.5%和74.5%,其中二次离子SNA(NO3-、SO42-和NH4+)占ρ(PM2.5)的百分比分别为63.1%,67.0%,59.3%和66.8%;ρ(NO3-)/ρ(SO42-)表明,移动源已成为南通市春、秋、冬季的主要污染源,四季均存在不同程度的二次转化,且SO2的转化率均大于NO2,NO2冬季转化率最大、夏季最小,SO2夏季转化率最大、秋季最小。南通市NO2转化为硝酸盐的主要形式是气相均相反应,非均相反应和均相反应对SO2转化为硫酸盐的贡献差异不大。     

南京市冬季PM2.5中水溶性离子污染特征研究

基于城市超级站对2018年12月—2019年2月南京市在线水溶性离子污染特征进行研究。结果表明：监测期间水溶性无机离子(WSIs)质量浓度均值为45.7μg/m3,占PM2.5的67.8%,各离子排序为NO3-＞ SO42-＞NH4+＞Cl-＞K+＞Ca2+＞Na+＞Mg2+。二次离子（SNA）是PM2.5主要组分,大气气溶胶呈中性。各离子日变化存在差异,SNA变化趋势和WSIs基本一致。南京市冬季存在明显SO2和NO2向SO42-和NO3-二次转化;NO3-/SO42-均值为1.96,移动源增量大于固定源。通过相关性和三相聚类分析可知,SNA主要结合方式为(NH4)2SO4和NH4NO3。主成分分析表明,南京市冬季PM2.5中水溶性离子主要来源是二次转化,燃煤、生物质燃烧和土壤建筑扬尘也有贡献。     

沈阳市城区采暖期PM2.5中水溶性离子的化学特征

2013年11月—2014年3月采暖期在沈阳市沈河区设置采样点采集环境空气中的PM2.5。利用离子色谱法测定PM2.5中水溶性无机离子,分析PM2.5中水溶性无机离子的组成和污染特征等。结果表明,沈阳市冬季采暖期PM2.5平均质量浓度为106μg/m3,PM2.5中总水溶性离子占PM2.5的比例为41.7%,含量较高的二次离子依次为SO2-4、NO-3、NH+4,三者均有较好的相关性,SO2-4以(NH4)2SO4形式存在,采暖期PM2.5偏酸性。     

PM2.5中典型水溶性离子在线观测标准曲线优化研究

为了研究在线离子色谱法测定大气PM2.5中NH4^+、NO3^-、SO4^2-的不确定性来源,探讨了标准曲线的浓度范围及浓度梯度设置对离子浓度结果的影响,并对标准曲线设定方案进行了优化。结果表明:不同浓度范围的标准曲线对于NH4+的浓度结果有较大的影响,存在1. 87%~14. 91%的偏差,对于NO3^-、SO4^2-的影响较小,相对偏差分别为2. 94%和2. 82%;非均匀布点和均匀布点标准曲线定量NH4+的结果存在4. 15%~4. 25%的偏差,对于NO3^-和SO4^2-,相对偏差分别为0. 10%和5. 99%。对于二次拟合的NH4^+,在样品浓度波动较大时,可以将样品划分为低浓度范围和高浓度范围,分别选用低浓度段标准曲线和高浓度段标准曲线,以期得到更合理的浓度结果。     

杭州城区春节PM2.5中水溶性离子在线观测

利用大气细颗粒物水溶性组分在线连续监测分析系统(AIM-URG9000D),考察了杭州城区春节期间PM2.5中无机水溶性离子的浓度变化范围,探讨了这些离子的日变化特征和影响因素,同时分析了集中燃放烟花爆竹对水溶性离子浓度的影响。结果表明,SO2-4、NO-3、NH+4是PM2.5中水溶性离子的主要成分,分别占全部水溶性组分的33.3%、28.4%、19.4%;强致癌物质NO-2浓度为2.07μg/m3,远大于膜采样结果;NO-3与SO2-4的质量比为0.85,表明机动车尾气排放导致的大气污染正逐步加重;各水溶性离子有着各自不同的日变化规律。相关性分析表明,NH+4与NO-3、SO2-4的相关系数分别为0.92、0.81;K+、Cl-、Mg2+3者之间的相关系数均在0.9以上。烟花爆竹燃放期间,PM2.5浓度急剧上升,Cl-、SO2-4、K+、Mg2+浓度分别达到燃放前的18、6、53、76倍。     

合肥市冬季PM_(2.5)中水溶性离子化学特征分析

基于2021年12月1日-2022年2月28日合肥市细颗粒物(PM_(2.5))及其水溶性离子连续观测数据,分析了合肥市冬季PM_(2.5)中水溶性离子化学特征以及不同污染程度下水溶性离子化学特征。结果表明:采样期间合肥市PM_(2.5)污染较重,不同污染程度下PM_(2.5)浓度差异较大,中度及以上污染天的ρ(PM_(2.5))平均值分别是清洁天和轻度污染天的2.8和1.3倍。二次水溶性无机离子[硝酸根离子(NO_(3)^(-))、铵根离子(NH+4)和硫酸根离子(SO_(2)-4),简称SNA]是合肥市PM_(2.5)的重要组成部分,随着污染程度的加重,PM_(2.5)二次生成比例随之下降。NH+4是合肥市水溶性离子中中和能力最强的离子,易与NO_(3)^(-)和SO_(2)-4结合分别形成NH_(4)NO_(3)和(NH_(4))_(2)SO_(4)。合肥市SO_(2)和NO_(2)均易发生二次转化,且SO_(2)较NO_(2)更容易发生二次转化。钙离子(Ca^(2+))和镁离子(Mg^(2+))相关性较高,说明合肥市PM_(2.5)可能受扬尘影响较大;钾离子(K^(+))是生物质燃烧的指示离子,氯离子(Cl^(-))与K^(+)相关性较好,说明合肥市PM_(2.5)组分中的Cl^(-)和K^(+)主要来自生物质燃烧。PM_(2.5)中水溶性离子受降水和温度影响较大。     

浅谈离子色谱法连续对多种阴离子进行定性和定量分析

介绍了离子色谱法连续测定样品中F^-、Cl^-、NO3^-、SO4^2-8的浓度，体现了当代离子色谱的发展潮流．     

金昌市降水组份来源与污染特征

应用离子色谱法对多年降水中各离子组份（SO4^2-、NO^3-、F^-、Cl、NH4^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Na^＋、K^＋）进行了全面的测定．同时分析了金昌市降水中组份来源及污染特征．     

大同市大气颗粒物浓度与水溶性离子季度分布特征

为研究大同市大气颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2、7、9、12月,分别对大同市及其对照点庞泉沟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,结果表明,大同市大气颗粒物污染1、4季度重于2、3季度,PM2.5季度均值全年均未超标,PM10仅第1季度超标1.4倍,污染状况总体良好,PM2.5与PM10相关系数R为0.75,说明大同市颗粒物污染有较为相近的来源,且不同季节均以粗颗粒物为主;大同市PM2.5中水溶性离子浓度分布为SO2-4、NO-3、NH+4Cl-、Ca2+K+、Na+F-、Mg2+,PM10中Ca2+浓度仅次于SO2-4、NO-3,控制扬尘将有效降低PM10的浓度;PM2.5及PM10中的9种水溶性离子在不同季度的浓度与颗粒物浓度分布规律类似,1、4季度较高,2、3季度较低;由阴阳离子平衡计算结果可知,相关性方程的斜率K为1.045,表明大同市大气颗粒物中阳离子相对亏损,大气细粒子组分偏酸性。NO-3与SO2-4浓度比值均小于1,大同市以硫酸型污染为主,大气中的SO2-4主要来源于人类活动排放。     

2017年厦门金砖会晤期间PM2.5的化学特征及来源

为了探讨厦门金砖会晤期间的排放控制措施以及天气形势对大气颗粒物污染特征的影响,于2017年8月10日至9月10日对厦门气态污染物、细颗粒物(PM2.5)中的水溶性离子以及有机碳(OC)、元素碳(EC)等主要化学成分开展了高时间分辨率的在线监测。根据空气质量管控措施和天气形势将研究期分为6个阶段。管控前、管控期Ⅰ(非台风)和管控期Ⅱ(非台风) PM2.5质量浓度分别为(33. 12±9. 48)、(30. 30±17. 00)、(16. 01±4. 71)μg/m^3。管控期Ⅰ(台风)和管控期Ⅱ(台风) PM2.5质量浓度分别为(12. 40±3. 73)、(12. 45±3. 28)μg/m^3。结果表明:管控期Ⅰ(非台风)阶段受静稳天气的影响,管控效果削弱,PM2.5质量浓度下降幅度小;台风对颗粒物质量浓度下降的影响比管控更显著。管控初期,PM2.5中二次无机离子的质量浓度下降明显;台风对碳质组分质量浓度的影响不如无机组分显著。PMF源解析结果表明,二次无机源是PM2.5主要来源,随着管控措施的实行,扬尘源的贡献从21%降低到6%,而机动车源的贡献降幅不明显。台风期间SO4^2-、NO3^-、SO2、NO2以及硫酸盐氧化比值(SOR)均明显低于非台风期间,氮氧化比值(NOR)反而升高。台风和非台风期间NOR的日变化特征一致,NOR与阳离子的相关性分析结果表明,台风或高风速海风期间NOR与Na^+呈现很强的正相关性,说明海盐粒子可促进NO2非均相反应生成NO3-。     

2015—2017年江苏省秋、冬季空气质量状况

采用2015—2017年秋、冬季江苏省环境空气质量监测数据,从空气质量优良(达标)率、首要污染物、主要污染物浓度分析空气质量现状及特点。结果表明,江苏省秋、冬季空气质量优良(达标)率在60%左右,其中沿海地区空气质量达标率最高(71.1%),西北地区达标率最差(52.2%)。污染日的首要污染物主要为PM 2.5,占比高达91.5%。ρ(PM2.5)/ρ(PM 10)存在地区差异,江苏西北地区扬尘源贡献较大,江苏南部地区的二次颗粒物贡献更明显。ρ(NO2)/ρ(SO2)逐年持续升高,表明大气污染类型从燃煤性污染转变为复合型污染。     

2009—2017年南充市城区酸雨特征分析

为了更为有效地治理酸雨污染,根据南充市环境监测中心站提供的2009—2017年降水监测数据,对南充市城区酸雨污染情况进行了分析及源解析。结果表明:2009—2017年,南充市降水pH从4.60波动上升至5.6以上,酸雨频率波动下降,酸雨污染情况有所改善;[SO4^2-]/[NO3^-]从4.92下降至0.86,酸雨污染类型从硫酸型转变为硝酸-硫酸型。同时,对比分析2014—2016年大气污染物排放源可知,NOx排放源中,工业污染源占比由14%降至11%,生活污染源由2%上升至5%;SO2排放源中,工业污染源占比由62%降至43%,生活污染源由38%上升至57%,表明南充市SO2污染已从以工业污染源为主转变为工业污染源与生活污染源并重。     

乌鲁木齐市可吸入颗粒物水溶性离子特征及来源解析

采暖期时在乌鲁木齐市采集了环境空气中的可吸入颗粒物,对可吸入颗粒物质量浓度及8种水溶性离子的特征和来源进行了分析。结果表明,细粒子和粗粒子的月平均质量浓度分别是53.5～233.3μg/m3和38.9～60.9μg/m3;细粒子和粗粒子中水溶性离子主要由SO24-、NH4+和NO3-组成;粗粒子中NH4+与NO3-和SO24-的相关性分别是0.70和0.66,细粒子中NH4+与NO3-和SO24-的相关性分别是0.89和0.93,铵盐是乌鲁木齐可吸入颗粒物主要存在形式;煤烟尘是乌鲁木齐市采暖期可吸入颗粒物的主要来源。     

平顶山市大气PM10、PM2.5 污染调查

于2003年12月-2004年11月对平顶山市城区大气PM10、PM2.5污染进行了调查.结果表明,2004年大气PM10、PM2.5质量浓度分别为0.031 mg/m3～0.862 mg/m3、0.019 mg/m3～0.438 mg/m3;年均值分别为0.174 mg/m3、0.114 mg/m3,超标0.74倍、6.60倍.PM10、PM2.5污染的季节变化趋势是以冬季、春季高,秋季次之,夏季最低,细颗粒(PM2.5)约占PM10 65%;As、Pb、Cd、S、Zn、Cu、Mn、Ca等元素是颗粒物中主要污染元素,易在PM2.5中富集.平顶山市大气颗粒物污染的主要来源有煤炭燃烧、汽车尾气、城市基础建设和有色金属冶炼行业.     

春节燃放烟花爆竹对南京气溶胶细粒子的影响

根据南京城区草场门与远郊固城湖大气观测点PM2.5质量浓度及组分监测结果,分析了2012年春节期间烟花爆竹燃放对城市气溶胶细粒子的影响。结果表明,春节除夕和初五烟花爆竹集中燃放时段,草场门观测点PM10和PM2.5均出现同步异常突升,且细颗粒物占比较大,PM2.5最大峰值同比远郊固城湖观测点分别高出2.79倍和6.02倍;PM2.5各化学组分中,城区草场门观测点水溶性离子K^＋、Cl^-和SO4^2＋以及微量元素K、Al、Mg、Fe、Ba等值同比远郊固城湖明显偏高,春节烟花爆竹燃放对南京城区空气质量影响显著。     

克拉玛依市大气降水化学的统计学分析

运用相关分析、因子分析和聚类分析等统计学分析方法,对2009—2010年新疆克拉玛依市的大气降水化学组成和分布特征进行分析。结果表明,SO4^2-、Cl^-、Ca^2＋和Na^＋是降水中主要离子。降水的pH值、电导率、降水量和各离子组份均呈现明显的正偏态分布,降水样品以低离子含量的样本为主,因子分析和聚类分析2种分类方法分析降水中水溶性离子主要分为3类。SO4^2-、Cl^-、Mg^2＋、F^-主要来自人为活动的贡献,K^＋、Ca^2＋主要来源于土壤和沙尘等地壳,H^＋与其他阴、阳离子间并未表现出明显的相关关系,表明研究区域的降水酸度是所有致酸离子和各种离子综合作用的结果,而不是降水中某个单一的离子组份确定的。