京津冀冬季与夏季PM_(2.5)/PM_(10)及其水溶性离子组分区域性污染特征分析

为研究京津冀地区冬、夏两季大气颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月对北京、天津、石家庄及4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,分析了质量浓度及9种水溶性离子,结果表明:(1)京津冀地区颗粒物污染冬季重于夏季,冬季污染水平石家庄天津北京,夏季污染天津、北京石家庄,区域内PM2.5与PM10之间有很好的相关性,相关系数r冬季为0.8796,夏季为0.8424,说明整个区域颗粒物污染有较为相近的来源,大气颗粒物污染表现出区域性特征;(2)京津冀地区PM2.5及PM10中的9种水溶性离子浓度规律为NO-3、SO2-4、NH+4Cl-、Ca2+K+、Na+F-、Mg2+.该地区水溶性离子污染冬季最重为石家庄,夏季则为北京;(3)在京津冀地区二次离子NO-3、SO2-4、NH+4是主要的污染离子,3种离子质量浓度总和在PM2.5、PM10中冬季分别占48.9%、27.8%,夏季分别占58.7%、48.5%.二次离子主要集中在PM2.5中,其对细离子浓度的升高起到直接作用,且二次离子的构成关系也在发生变化.整个区域向硝酸型污染转变,二次离子的季节分布也呈现区域特征,冬季NO-3离子质量浓度比重最大.夏季则为SO2-4;(4)粒径越小富集水溶性离子的能力越强,在PM1中分布了50%以上的水溶性离子,73.9%—94.8%的水溶性离子分布在PM2.5中.     

长白山PM2.5中水溶性无机离子观测研究

2005年12月-2006年11月在长白山北坡海拔763 m处,利用大流量滤膜采样器对大气中的PM2.5进行采样,并用离子色谱(IC)分析了PM2.5中水溶性无机离子的成分含量.结果表明,PM2.5中总水溶性无机离子年平均浓度为(7.4±5.7)μg·m-3.其中,主要的3种离子SO2-4、NH+4和NO-3占PM2....     

滨海城市不同粒径大气颗粒物中水溶性离子的分布特征

选取东南滨海城市厦门的城区（厦门大学,仙岳小区）、郊区（集美大学城）、工业区（鹭联宾馆）和背景区（汀溪水库）5个站点为研究对象,于2008年10月至2009年9月对厦门市大气PM2.5、PM2.5-10和PM10-100分4个季节进行了采集工作,用离子色谱对其中的水溶性离子进行测定。研究结果表明,厦门市不同粒径颗粒物中水溶性离子具有明显的时空分布特征,且主要以富集在细颗粒物（PM2.5）上为主。SO42-、NO3-和NH4＋是PM2.5中主要的水溶性离子,占PM2.5中水溶性离子总质量浓度的64.59%～93.17%。PM2.5-10和PM10-100的水溶性离子则以Na＋、C1-和Ca2＋这些粒径较大的颗粒为主。滨海城市厦门PM2.5、PM10和TSP的SO2转化率（SOR）和NO2的转化率（NOR）年平均值分别为：0.35、0.39、0.41和0.04、0.08、0.09,较高的SOR和相对较低的NOR比值均说明厦门存在来自于SO2和NO2转化的二次污染物SO42-和NO3-。     

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.     

闽南重点城市春季PM2.5中水溶性无机离子特征研究

对闽南地区重点城市春季 PM2.5中水溶性离子的污染状况进行剖析,分析和探讨了闽南地区同城化进程中重点城市PM2.5中水溶性离子污染的共同点和差异点,以期在当前空气污染日益严重的趋势下为闽南地区的大气污染控制提供依据.于2011年春季3月7—16日在福建省闽南地区重点城市厦门城区与郊区、漳州和泉州城区同步用聚丙烯纤维滤膜采集大气PM2.5样品,滤膜经超声萃取后用离子色谱仪分析样品中F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、K+、NH4+、Ca2+和Mg2+等9种离子组分的质量浓度.结果表明,(1)闽南地区重点城市春季PM2.5的质量浓度变化具有较好的一致性,PM2.5的平均质量浓度为94.14μg·m-3,二次离子SO42-、NO3-和NH4+的质量浓度变化范围为14.66~66.68μg·m-3,平均质量浓度为32.43μg·m-3,占总水溶性离子的83.30%,主要以(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在;与国内其他主要城市相比,闽南地区PM2.5中二次离子浓度水平偏高,二次污染严重.(2)NO3-/SO42-和SOR、NOR值均表明闽南地区固定源污染对水溶性离子的贡献大于流动源,但厦门流动源的贡献占了更高的比重;与国内其它地区相比,闽南地区由于春季潮湿多雨,硝酸盐化速率较高,也是导致二次离子污染水平较高的原因之一.(3)作为滨海地区,闽南地区 PM2.5中水溶性离子的主要贡献者主要来自人为源,而非海盐离子.     

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.     

江苏沿江城市PM10和PM2.5中水溶性离子特征及来源分析

2012年3月和6月在江苏沿江七市(镇江、常州、无锡、苏州、扬州、泰州和南通)采集空气中PM10和PM2.5样品,运用离子色谱法,分析无机水溶性离子成分,并对其组成、相关性、结合形式和来源解析等方面进行研究.结果表明,春季苏南四市PM10和PM2.5质量浓度低于苏中三市,夏季反之;水溶性离子在PM2.5中所占的比例一般高于PM10,SO2-4、NO-3、NH+4是颗粒物中水溶性离子的主要成分,占总量的80%左右.PM10和PM2.5中的SO2-4和NO-3、NH+4和SO2-4、NO-3之间均具有较好的相关性;PM10中Ca2+和Mg2+显著相关,细粒子中相关性较小.NH+4和SO2-4、NO-3主要以(NH4)2SO4和NH4NO3存在于可吸入颗粒物中.春夏两季,江苏沿江城市PM10和PM2.5中的SOR均大于NOR,SO2在大气中的转化率比NOx的转化率要高;苏南地区PM10和PM2.5中的SOR和NOR高于苏中地区.运用[NO-3]/[SO2-4]的比值法研究颗粒物污染来源,表明春季的污染源主要为流动源,夏季为固定源.运用因子分析法分析颗粒物来源,燃煤、交通运输、生物质燃烧、土壤和建筑地表扬尘是春夏两季江苏沿江城市可吸入颗粒物的主要污染源.     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子的观测

PM2.5中水溶性无机组分的浓度及时空分布等已开展了大量的研究.这些研究主要集中在污染较重的地区或者敏感区,比如居民区或者道路边等.而关于我国城市森林生态系统对大气PM2.5及其组分的影响还未开展系统的研究.研究PM2.5中的水溶性离子组分在城市森林系统中的时空分布特征将有助于了解生态系统与大气颗粒物之间的相互影响,对大气污染治理及城市绿化都具有参考意义.因此,本研究对北京市的4个采样点PM2.5中水溶性无机离子组分进行了观测.     

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)。     

春节期间西安市南郊细颗粒物中水溶性离子的污染特征

运用美国R&P公司TEOM-1400a的ACCU 8通道,分8个时段采集了西安南郊的细颗粒物(PM2.5)样品.运用离子色谱分析检测了样品中9种水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、NO3-和SO24-).结果表明,燃放烟花爆竹时段的PM2.5平均浓度及9种水溶性离子总平均浓度分别高于正常时段的1.6倍和1.3倍,其中0∶00—02∶59时段PM2.5平均浓度及9种水溶性离子总平均浓度高于正常同时段的6.6倍和5.2倍;其中Cl-、SO24-、K+和Mg2+4种离子质量浓度明显增加,分别增加了19.1倍、5.0倍、62.0倍和10.3倍.离子平衡表明燃放烟花时段的气溶胶接近中性略微偏酸性.运用主成分分析判断得知,水溶性离子主要来源于燃放烟花爆竹及少量机动车尾气和燃煤.