IC法分析大气颗粒物水溶性离子的国内外研究进展

结合近十多年来国内外在大气颗粒物水溶性离子分析应用方面的研究状况,分别对大气颗粒物中水溶性离子基本特征、分布状况;离子色谱法对大气颗粒物水溶性阴、阳离子的分析方法;大气颗粒物水溶性离子与主要大气污染物和降水化学组成之间的关系;大气颗粒物中水溶性离子与大气降水化学组成之间的关系;大气降尘和沙尘暴尘(沙尘气溶胶)中的水溶性离子等有关的研究内容作了综述和展望.     

苏州市一次PM_(2.5)污染过程分析及其来源解析

利用TEOM1405F型PM_(2.5)测量仪、MARGA水溶性离子在线分析仪和激光雷达对苏州市2016年8月24日—9月6日PM_(2.5)、水溶性离子和气溶胶垂直分布进行了观测,结合气象数据分析了水溶性离子的变化规律及其主要来源。结果表明,观测期间PM_(2.5)平均值为43.4μg/m3,与2014和2015年同期相比下降了42.9%和40.3%。总水溶性无机离子平均值为24.18μg/m~3,约占ρ(PM_(2.5))55.7%,其中ρ(SO_4~(2-))、ρ(NH_4~+)和ρ(NO_3~-)分别占ρ(总离子)的46.0%、25.8%、21.0%。夜间边界层降低,大气垂直扩散条件较差,是造成ρ(PM_(2.5))及ρ(水溶性离子)显著升高的主要原因。ρ(NO_3~-)/ρ(SO_4~(2-))为0.056~1.939,平均值为0.432,表明固定源(燃煤源)仍然是PM_(2.5)的主要来源;PCA方法表明苏州水溶性离子的主要来源于二次污染和燃烧源、海盐和土壤源以及地面扬尘、建筑尘。     

兰州市降水化学特征研究

对兰州市的１１４个雨雪样品进行了８种无机阴离子，５种阳离子和２种有机酸离子的全面分析和测定。并对其季节变化，离子构成特征，降水中的有机酸，同时结合ＴＳＰ水溶性离子状况以及降水天气气候特征进行了综合分析和研究。     

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。     

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。     

离子选择电极法测定土壤中水溶性氟

阐述了离子选择电极法测定土壤中水溶性氟的方法。进行了缓冲液用量、浸取时间，水土比等条件实验。该方法精密度好、准确度高，适用于不同类型的土壤中水溶性氟的测定。     

典型超低排放烟气中颗粒物组分特征研究

为了解超低排放改造后工业源烟气颗粒物排放状况及其组分特征,于2020年1—5月对2家垃圾焚烧企业和2家燃煤电厂外排烟气开展了调查,同步采集外排烟气中的可过滤颗粒物（FPM）和可凝结颗粒物（CPM）,测定质量浓度及其离子组分、元素组分,对各组分浓度范围及平均值进行统计评价。结果表明：4家企业外排烟气中CPM和FPM质量浓度平均值的比值分别为30.5,10.3,3.0,0.94,CPM的排放不可忽视;离子分析结果发现,烟气处理过程中产生的铵离子和硫酸根离子等水溶性离子,在FPM中基本未检出,在CPM中检出且浓度较高;金属元素分析结果发现,检出的铬（Cr）、镍（Ni）、铅（Pb）3种元素主要存在于FPM中,而砷（As）、汞（Hg）元素则更多地存在于CPM中;CPM中水溶性离子为主要成分,以水溶性离子作为CPM排放的控制因子是可行的。     

邢台市采暖季PM2.5中水溶性离子污染特征及来源分析

通过监测邢台市2017年11月15日—2018年3月15日采暖期间大气PM_(2.5)中水溶性离子,得到水溶性离子的污染特征,并结合主成分分析方法讨论不同离子的来源。结果表明,邢台市PM_(2.5)中水溶性离子主要由NO~-_3、SO_4~(2-)、NH~+_4组成,分别占总水溶性离子质量浓度的35.2%、25.7%、20.4%;SNA三元相图表明,NH~+_4、SO_4~(2-)、NO~-_3在PM_(2.5)中占比分别为10.6%～40.2%、20.5%～67.1%、26.4%～56.2%;主成分分析结果表明,PM_(2.5)中水溶性离子的主要来源有二次气溶胶、燃煤、交通源、生物质燃烧和土壤尘。     

秸秆焚烧期间空气中细颗粒的组分特征

分析并探讨了南京市秸秆焚烧期间细颗粒中水溶性阴离子和铵,有机碳(OC)和元素碳(EC),以及Cu、Zn、Pb、Si等38种元素的含量和浓度.结果表明:细颗粒( PM2.5)水溶性离子中硫酸根浓度最高,其次是铵根离子,硝酸盐和氯离子,氟离子和亚硝酸盐最低.秸秆焚烧期间细颗粒样品中离子含量占26％,Si元素和金属所占份额为...     

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。     

“十四运”期间西安PM2.5中水溶性无机离子污染特征

为探究中国第十四届运动会(简称“十四运”)期间西安大气PM_2.5中水溶性无机离子浓度水平及来源，利用高分辨率MARGA ADI 2080离子在线分析仪对西安“十四运”前、“十四运”期间和“十四运”后水溶性无机离子进行实时观测，分析了不同时段水溶性无机离子组分污染特征、pH变化及污染来源。结果表明，“十四运”前、“十四运”期间和“十四运”后PM_2.5质量浓度分别为13.4、11.9、32.6μg/m³,SNA(NO^-₃、SO₄^2-和NH⁺₄三者统称)质量浓度分别为5.8、5.4、13.3μg/m³,占总水溶性无机离子的91.6%～93.6%。“十四运”前和“十四运”期间NO^-₃与SO₄^2-质量浓度比分别为0.7和0.9,表明移动源的比例增加，主要受交通管控的影响。“十四运”后NO     

典型矿业城市大气颗粒物水溶性离子分布特征

利用2014年7月和2015年1月在淮南市不同功能区采集的大气颗粒物样品，分析其水溶性离子时空和粒径分布特征。结果表明：夏季和冬季粗、细粒子中总水溶性离子质量浓度均值分别为（13.45±4.53）μg/m3、（27.81±17.65）μg/m3和（12.87±8.37）μg/m3、（85.08±35.41）μg/m3。淮南市大气颗粒物中主要的水溶性离子为Ca2+、NO-3和SO2-4。冬季各功能区PM2.5中总水溶性离子质量浓度普遍高于夏季。大气颗粒物中水溶性离子主要来源于土壤源、工业污染及二次转化，冬季二次污染源主要以流动源污染为主，而夏季流动源和固定源污染贡献接近。     

都匀PM_(10)中水溶性无机离子分布特征与来源分析

2013年4月—2014年1月,按季节在都匀劳动局楼顶采集PM_(10)样品,对样品中的水溶性无机离子的特征和来源进行分析。结果表明,PM_(10)中总水溶性无机离子年平均质量浓度为53.76μg/m~3,其中SO~(2-)_4、NO~-_3、NH~+_4为主要离子,年平均质量浓度分别为34.69μg/m~3、7.15μg/m~3和6.60μg/m~3;PM_(10)中水溶性无机离子总质量浓度呈现出春季最高,冬秋季次之,夏季最低的特征,主要离子也呈现出相似的分布规律;离子平衡表明,4个季节PM_(10)均显弱酸性,CE/AE年均值为0.73;NO~-_3/SO~(2-)_4年均值低于0.3,表明采样期间PM_(10)污染主要来自固定源;主成分分析结果表明,二次污染、扬尘、工业活动排放以及生物质燃烧等是PM_(10)的主要污染来源。     

燃煤锅炉烟气中CPM与水溶性离子监测方法及应用研究

建立燃煤锅炉烟气可凝聚颗粒物(CPM)与水溶性离子监测采样方法,并应用于北京市典型烟气净化工艺燃煤锅炉排放监测。结果表明,北京市燃煤锅炉烟气中总颗粒物(TPM)基准排放质量浓度最高达82.4 mg/m3,最低14.0 mg/m3,其中CPM占TPM的43.5%~92.2%,水溶性离子对TPM的贡献水平为31.4%~62.2%。烟温对水溶性离子的分布形态有显著影响,进而影响TPM中可过滤颗粒物(FPM)和CPM的分配比例。颗粒物和水溶性离子的排放与烟气含湿量之间无显著相关性,而与燃煤锅炉烟气脱硫除尘净化工艺和脱硫产物的溶解度及其脱除方式密切相关。     

PM2.5的化学物种采样与分析方法

对PM25的化学物种组成及其采样方法进行了概述,侧重介绍了主要的半挥发性成分硝酸铵与有机碳的采样问题.按照无机多元素、水溶性离子和含碳组分概述了PM25主要化学物种的分析方法.     

春节期间烟花爆竹燃放对乌鲁木齐市区PM2.5及其组分影响分析

为了解春节期间烟花爆竹燃放对乌鲁木齐市区PM2.5及其组分的影响,利用超级站在线监测仪器(包括颗粒物分析仪、在线离子色谱、激光雷达和重金属分析仪)对环境空气中的PM2.5浓度、颗粒物水溶性离子和重金属浓度进行连续监测.结果表明,大量烟花爆竹的集中燃放造成了PM2.5短时严重污染,最高质量浓度达到了423μg/m3.烟花...     

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。     

天津市PM2.5中水溶性无机离子污染特征及来源分析

2008年1、4、7月和10月在天津大气层边界站,利用中流量采样器对大气中的细粒子进行了滤膜样品采集,应用离子色谱检测技术分析了8种水溶性无机离子(Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-)的含量。结果表明,天津市大气PM_2.5中总水溶性无机离子平均浓度为47.3 μg/m³,其中,SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺和Cl^-是最主要的水溶性无机离子,占总离子质量分数共计87.3%,表明了天津市细粒子中的主要水溶性无机离子的特征。/2 平均比值接近1.0,显示硫酸氨是细粒子中硫酸盐的主要存在形式。NO₃^-/SO₄^2-浓度比的平均值为0.65,反映了燃煤污染与机动车尾气污染并存的复合型大气污染特征。并通过对PM_2.5中8个水溶性离子成分的主成分分析进一步揭示了其来源。     

采暖期大气颗粒物PM1.0和PM2.5中水溶性离子污染特征

为了解采暖期大气PM_(1.0)和PM_(2.5)中水溶性离子污染特征,采集哈尔滨市2014年11月至2015年3月采暖期PM_(1.0)和PM_(2.5)的样品,进而分析其中的水溶性离子(F-、Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+)的质量浓度。结果表明:PM_(1.0)和PM_(2.5)中的水溶性离子具有相同的变化趋势。采暖期间PM_(1.0)和PM_(2.5)中9种水溶性离子质量浓度总和分别为25.4~60.7μg/m~3和38.8~78.0μg/m~3。在PM_(1.0)和PM_(2.5)中NH+4、NO-3、SO2-4占比较高,而F-、Mg2+占比较低。PM_(1.0)和PM_(2.5)中9种水溶性离子质量浓度均为夜间大于白天。在PM_(1.0)和PM_(2.5)中,Mg2+和NH+4、F-和Cl-呈显著相关,说明它们来自相似的污染源,在PM_(1.0)中的K+和Ca2+显著相关,故它们受相似的污染源的影响。根据酸度与各离子的相关性,得出SO2-4和NH+4是控制大气颗粒物酸碱性的主要离子。另外,气象因素对PM_(1.0)和PM_(2.5)的浓度有影响。     

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。