塔克拉玛干沙漠腹地沙尘天气过程粗细颗粒中水溶性离子组分垂直分布特征

在塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站,利用80 m梯度观测塔及BSNE梯度集沙仪采集了2015年7—11月沙尘天气过程7个不同高度沙尘样品,分析了粗、细组分离子质量分数的垂直分布特征。结果表明,(1)粗颗粒(≥63μm)组分中主要水溶性离子SO_4~(2-)、Cl~-、Ca~(2+)、Na~+质量分数明显高于细颗粒(63μm)组分质量分数,其中,粗颗粒组分中,水溶性离子SO_4~(2-)、Cl~-、Ca~(2+)、Na~+质量分数分别为3 530.59、2 871.08、3 107.92、2 136.00 mg·kg~(-1),而细粒组分中SO_4~(2-)、Cl~-、Ca~(2+)、Na~+质量分数分别为1 058.33、1 726.41、1 826.87、1 377.60 mg·kg~(-1);粗颗粒组分中4种主要离子的质量分数为细颗粒组分中相应离子质量分数的1.5~3.3倍。K~+、Mg~(2+)、NO_3~-质量分数差别不明显。各离子在粗、细组分中的变化趋势也具有差异性,粗颗粒组分中离子变化更明显。(2)扬沙、沙尘暴天气粗颗粒组分中4种主要离子质量分数在32 m高处出现最大值,32~80m随高度升高呈下降趋势,K~+、Mg~(2+)、NO_3~-离子质量分数最高值出现在24 m或32 m处;细颗粒组分中,所有离子浓度最大值均出现在24 m高处,24~80 m随高度升高呈下降趋势;粗、细颗粒组分中离子浓度均在63 m处出现小幅增加。(3)浮尘天气细颗粒组分的变化趋势明显好于粗颗粒组分。受沙垄颗粒物影响,细颗粒组分水溶性离子的垂直分布整体规律性较好,粗颗粒组分波动性较大。(4)筛分法与马尔文激光粒度法得到的粗、细颗粒组分含量相差较大,筛分法得到的粗颗粒组分百分含量偏小、细颗粒组分含量偏大,粗、细组分中的水溶性离子的垂直分布与实测结果存在偏移,有待进一步研究。研究结果有助于了解沙漠腹地沙尘天气过程垂直剖面沙尘颗粒的分布及水溶性离子组分特征,进一步为沙尘数值预报模式的改进提供科学依据。     

内陆干旱区降水化学变化和对沙尘天气的指示——以民乐县为例

本文对内陆干旱区(民乐县)2013年6月—2014年5月收集的降水样品p H值、EC和主要阴阳离子浓度进行了测定和分析.结果表明,民乐县降水样品的p H值的变化范围为6.84—8.78,平均值为7.41,p H值在四季中的大小顺序为:冬季春季秋季夏季.而民乐县降水样品EC的平均值为167.80μS·cm~(-1),变化范围17.4—848μS·cm~(-1),四季中EC的大小顺序与p H值在四季中的大小顺序一致;p H与降水量呈正相关关系,但显著性不高,同时也与与相对湿度呈正相关关系,而p H值与气温也呈负相关关系,显著性较降水量的高.与p H值不同的是,电导率与降水量、气温和相对湿度均负相关关系;通过对典型沙尘事件的分析表明,p H值会随着沙尘事件的发生主要表现出降低的趋势,而电导率会随着沙尘事件的发生呈现增加的趋势,在沙尘事件发生后离子浓度出现最高值的离子有:Na+、Mg~(2+)、NH_4~+、Cl-和SO_4~(2-),而沙尘事件前后离子浓度变化程度由大到小的顺序为SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+、NH_4~+和Mg~(2+).     

太原市春季大气PM_(2.5)中水溶性离子在线观测分析

为系统反映太原市春季PM_(2.5)中无机水溶性离子的特征,采用在线气体/气溶胶监测仪(Marga)分析了太原市2016年3月1日至5月31日期间PM_(2.5)中无机水溶性离子的变化情况,研究表明二次离子(SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+)是无机水溶性离子的主要组成部分,它们在监测期间的均值分别为13.7μg·m~(-3)、14.7μg·m~(-3)以及10.4μg·m~(-3),整个观测期间三者的浓度之和(SNA)占总无机水溶性离子值的百分数为81.0%,占PM_(2.5)百分数为68.5%.三者浓度的日变化特征均呈单峰的形式存在,NO_3~-变化略有不同.热力学研究表明,由于NH_4NO_3分解平衡常数(Ke)与观测期间NH_3与HNO_3的浓度积(Km)的不同,导致了不同监测期间NO-3浓度变化不一致.观测期间硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的值都大于0.1,说明太原市大气气溶胶中硫酸盐和硝酸盐主要都是经过转化形成的二次污染物.在典型空气污染过程中,SO_4~(2-)、NO_3~-、NH+4与能见度、相对湿度的变化有很好的对应关系,说明太原市低能见度与二次离子的生成有关.     

城市近地层气态污染物的垂直分布特征

为研究大气污染物在近地层内的垂直分布规律,2009年2月10—25日利用被动采样器在北京325 m气象铁塔10个高度(8、15、47、80、120、160、200、240、280、320 m)对SO_2、NO_2、O_3、NH_3和苯系物(苯benzene、甲苯toluene、乙苯ethylbenzene和二甲苯xylene)共8种大气污染物浓度进行了同步观测.结果表明,北京城区冬季污染物浓度具有明显的垂直变化特征,污染物浓度从近地面开始逐渐上升,在80—160 m以内的某一高度到达峰值后逐渐下降;200—300 m范围内,大气污染物浓度的垂直变化幅度相对较小,浓度值与地面接近;200 m以下各种污染物浓度的变化比较剧烈,浓度极大值出现的高度有所不同,O_3、SO_2和NH_3极大值位于160 m,苯和NO_2极大值出现在120 m,甲苯、乙苯和二甲苯极大值在80 m处.污染物在不同高度富集可能与污染源排放高度、城市冠层的热动力作用和气象因素有关,区分这些因素的各自贡献尚需进一步研究.     

清洁能源政策下济南市采暖季PM_(2.5)中水溶性离子变化分析

为了评价清洁能源政策对济南市采暖季PM_(2.5)质量浓度及PM_(2.5)中水溶性离子的影响,于2016年11月—2017年3月(2016年采暖季)和2017年11月—2018年3月(2017年采暖季)济南市区清洁能源政策实施前后两个采暖季分别采集PM_(2.5)样品,采用离子色谱法得到了PM_(2.5)中的8种水溶性无机离子(F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+、K~+、Ca~(2+)、NH_4~+)的质量浓度,并对PM_(2.5)不同污染等级水溶性离子进行了变化分析。结果表明:(1)采用清洁能源后,济南市采暖季的污染等级从轻度污染变为良,PM_(2.5)日均质量浓度从98.34μg·m~(-3)降到83.48μg·m~(-3),达标率上升了15.42%;(2)8种水溶性离子的总质量浓度从90.78μg·m~(-3)降到了67.72μg·m~(-3),对比两年采暖季各离子的质量浓度发现,实施后除污染天K+和Na+的质量浓度有所增长外,其余离子质量浓度均比清洁能源使用前要低;(3)NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+(SNA)在水溶性离子中占比最高,能源政策实施后,SNA的质量浓度降低了12.32%-31.71%;实施后SO_4~(2-)的占比降低,NO_3~-占比升高,NO_3~-是最主要的二次污染离子;(4)两年采暖季的硫氧化率SOR、氮氧化率NOR值均大于0.1,说明NO_3~-、SO_4~(2-)主要来自于大气中NO_2和SO_2的二次转化,随着污染等级的升高,SOR和NOR基本呈现上升的趋势,尤其是在重度污染下,由于NO_2对SO_2的氧化反应起到很好的催化作用,SOR是清洁天的2倍;(5)采用清洁能源前后阴阳离子电荷当量(AE/CE)分别为0.76和0.96,PM_(2.5)整体从弱碱性恢复到中性。清洁能源的使用,有效降低了各水溶性离子的质量浓度,减小了PM_(2.5)质量浓度,改善了颗粒物的酸碱性,提高了采暖季环境空气质量。     

养殖场、农田和道路大气PM_(2.5)中水溶性离子污染特征分析

为探究不同监测位点PM_(2.5)中水溶性离子的组分差异和相关性特征,于2015年12月—2016年5月在保定地区养殖场、农田和道路3个监测位点进行PM_(2.5)样品的采集和分析,并结合主因子分析、相关性分析对其主要来源进行了分析.3个监测位点大气PM_(2.5)日均质量浓度和水溶性离子组成均存在明显区别:PM_(2.5)污染水平为道路养殖场农田,水溶性离子污染水平为养殖场道路农田;3个监测位点中,二次污染物SNA(SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+三者的简称)浓度及占总离子的比值均以养殖场监测位点为最高,其次分别为道路和农田;养殖场监测位点的阴阳离子电荷平衡呈碱性(1.07),而道路和农田均接近中性(1.00和0.98).此外,不同时期PM_(2.5)水溶性离子组成特征也存在明显区别:各监测位点采暖期SNA占比均高于沙尘期,其中养殖场位点SNA占比差异最大,因此采暖期二次污染的贡献高于沙尘期.尽管3个监测位点的二次污染均以固定源为主,但固定源对采暖期养殖场和农田位点的二次污染的贡献明显低于沙尘期.     

北京冬季一次重污染过程PM2.5中水溶性无机盐的变化特征

为了解北京冬季重污染过程大气颗粒物化学特性,利用高时间分辨率实时在线细粒子快速捕集及化学成分分析系统(RCFP-IC)对2011年2月18—24日发生的一次重污染过程PM2.5中水溶性无机离子浓度变化进行了在线观测.结合颗粒物质量浓度、气态污染物浓度及气象资料,对此次污染过程中污染物的化学成分变化特征进行了详细分析.结果表明,此次北京冬季重污染4 d中颗粒物污染严重;总水溶性无机离子平均质量浓度151.31μg·m-3,占PM2.5相对比例54%,其中NO3-、SO24-和NH4+质量浓度占总水溶性无机离子质量浓度91%,二次离子污染非常严重;硝酸根氧化率(NOR)和硫酸根氧化率(SOR)结果显示NO3-与SO24-主要通过非均相反应生成,水溶性无机盐存在形态以NH4HSO4和(NH4)2SO4为主;重污染期K+和Cl-质量浓度显著升高,Mg2+和Ca2+质量浓度下降;阳、阴离子电荷比(C/A)重污染平均值为0.8,细粒子偏酸性.     

保定市日间、夜间大气PM_(2.5)中无机组分的特征及来源分析

以超声萃取/ICP-MS、微波消解/IC(离子色谱)检测技术对保定市(2016年1—4月)PM_(2.5)样品上的水溶性离子、无机元素等无机成分进行分析,并通过PM_(2.5)质量浓度、水溶性离子含量、无机元素相关性等对PM_(2.5)上无机污染物来源进行解析.结果发现:水溶性离子12种,占PM_(2.5)质量60%以上;除NO-2外,所有水溶性离子夜间浓度高于日间,其中NO-3的夜间最低浓度是日间的12倍,SO_4~(2-)、NH_4~+的夜间浓度也是日间的近2倍,此外所有样品中二次离子NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+含量最高,分别占水溶性离子的21.1%—60.5%、16.9%—40.0%、2.0%—24.1%;无机元素34种,其中重金属元素12种,其余为地壳、稀有金属及放射性元素,其中除地壳元素日间浓度高于夜间外大部分无机元素夜间浓度高于日间.5种有毒元素中,As超标率大于60%,Pb、Hg均未超出国家环境空气质量标准限值.总Cr日夜浓度分别为2.6—9.0、3.2—12.9 ng·m~(-3),超标率也大于60%.结果显示保定市大气PM_(2.5)上水溶性离子主要来源于机动车尾气排放,其次为燃煤,生物质燃烧及烹饪也有一定的贡献;无机元素主要来源于建筑及土壤扬尘,其次为燃煤及机动车等排放.     

南京北郊冬季PM_(2.5)中水溶性离子以及碳质组分特征分析

2015年12月21日—2016年2月29日在南京北郊进行了大气细颗粒物PM_(2.5)的观测,并分析其中主要水溶性离子(Na~+、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-))浓度以及碳质组分(OC、EC)含量.结果表明,观测期间南京北郊冬季大气细颗粒物(PM_(2.5))污染较为严重,二次离子(NO_3~-+SO_4~(2-)+NH_4~+)为主要污染成分,占PM_(2.5)浓度的47%.对36个观测日进行SO_4~(2-)-NO_3~--NH_4~+三相聚类,发现3种离子在整个体系中的配比存在差异.排放源类型所造成的前体物的不同以及NH_4~+与SO_4~(2-)、NO_3~-的结合方式是造成这种差异的主要原因.OC与EC的变化趋势相似,OC含量较高,而且浓度波动幅度较大.OC/EC的值为2.63±0.90,说明普遍存在二次反应产生的SOC.K+/PM_(2.5)比值法表明,除燃煤与机动车尾气排放以外,生物质燃烧亦是PM_(2.5)污染的排放源.     

郴州市大气细颗粒物中水溶性离子的污染特征及来源分析

为全面了解南方典型工业城市郴州市的大气细颗粒物(PM_(2.5))中水溶性离子污染特征及其来源,本研究利用离子色谱对从2016年4月到2017年1月间郴州市6个采样点的PM_(2.5)样品中的9种水溶性离子(SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-、Ca~(2+)、Cl~-、Na~+、K~+、F~-、Mg~(2+))进行分析.研究表明:郴州市的PM_(2.5)浓度范围为23. 3—66.5μg·m~(-3),呈现秋冬高,春夏低的特点.研究区域的水溶性离子质量浓度的变化趋势与PM_(2.5)变化趋势相类似; NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+和K~+与PM_(2.5)相关性较好,其中SNA(SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-)占PM_(2.5)的比重最高,为18.9%—40.2%.SNA三角图解表明NH_4~+的主要存在形式为(NH_4)_2SO_4,AE/CE均小于1,因此研究区域的PM_(2.5)呈碱性.通过主成分分析可知研究区域的水溶性离子污染来源主要为燃煤、交通、生物质燃烧等燃烧综合源,[NO_3~-]/[SO_4~(2-)]证明该区域的大气污染属于煤烟型污染.     

温湿度对南京北郊PM_(2.5)中二次无机离子生成演化的影响

二次无机离子是PM_(2.5)的重要组成部分,明晰大气污染过程中二次无机离子的形成、演化过程及影响因素,对深入认识大气污染的形成与消散机制具有重要意义。利用南京北郊2016年3月—2017年2月PM_(2.5)及水溶性离子在线观测资料,分析了温湿度对南京北郊PM_(2.5)中二次无机离子生成和演化过程的影响。结果表明:观测期间南京北郊总水溶性离子(TWSI)平均质量浓度为41.35μg·m~(-3),占PM_(2.5)的69.94%;二次无机离子SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+(SNA)的平均质量浓度为37.95μg·m~(-3),占TWSI的91.78%,是最主要的水溶性离子。硫氧化率(SOR)平均约为0.49,季节性差异较小,随相对湿度(RH)的增大而升高,且在RH60%时升高显著。冬季SO4~(2-)质量浓度在PM_(2.5)中的占比随RH增加呈递增趋势,夏季反之,这可能与NO3-的占比增加有关。n(NH4+)/n(SO4~(2-))与n(NO3-)/n(SO4~(2-))比值的截距表现为冬季大于夏季,表明南京北郊大气中的硫酸盐主要是以低酸度固态或液态(NH_4)_2SO_4、NH_4HSO_4的形式存在。在气温高于25℃时,NO_3~-的气粒分配指数(FHNO_3)随气温上升而快速增大,表明气温越高,越有利于固态NH_4NO_3向气态HNO_3转化;而空气湿度的作用与气温相反,特别是在气温高于25℃的高温时段,空气湿度越低,越有利于固态NH_4NO_3向气态HNO_3转化。干净天气条件下FHNO_3平均值为0.07,是污染天气条件下的1.94倍,表明污染天气更有利于NH_4NO_3的形成从而加重大气污染程度。     

采暖对天津近地层PM2．5污染特征的影响

为探讨天津城区冬季采暖对近地层颗粒物污染特征的影响,于2006年11月采用TEOM系列RP1400a环境颗粒物监测仪观测PM2.5质量浓度,并使用DX-120离子色谱仪分析水溶性无机离子.结果表明:天津城区PM2.5污染较为严重,其垂直分布特征为120m处PM2.5质量浓度最高,40m处次之,220m处最低,显示出与北京气象塔观测实验的明显差异.PM2.5质量浓度采暖期明显高于非采暖期,非采暖期逐时变化呈单峰态,与人类活动密切相关,采暖期呈现多峰态,可能足取暖燃煤(油)的24 h连续排放与人为源叠加所致.气象条件对PM2.5质量浓度的影响显著,低风速,高相对湿度有助于PM2.5质量浓度的增大.水溶性离子的浓度水平和分布特征显示,采暖期存在明显的二次离子生成特征,SO42-、NO3-和NH4 三种离子所占比例显著高于非采暖期.     

北京城区夏季PM_(2.5)中碳组分和二次水溶性无机离子浓度特征

为探索北京城区大气细颗粒物浓度水平及其碳组分和二次水溶性无机离子的浓度特征,于2014年6月1日至7月15日在车公庄地区使用微量振荡天平(TEOM+FDMS)、EC/OC在线分析仪以及水溶性离子在线分析仪对PM_(2.5)质量浓度及其主要化学组分(OC、EC、SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)进行了实时监测.研究结果表明,北京市城区夏季PM_(2.5)质量浓度平均值为69.0±47.9μg·m-3,PM_(2.5)中OC、EC、SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+所占的比例分别为15.8%、2.4%、23.0%、15.7%和19.2%,SNA(SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)合计达到了PM_(2.5)质量浓度的57.9%.研究各组分的日变化特征发现,OC和SO_4~(2-)白天浓度变化较小,夜晚浓度稍高;NO_3~-和NH_4~+则随着光照和温度的增加而逐渐降低;EC呈现出夜晚浓度高白天浓度低的特点.研究各组分的相关性及比值发现,OC和EC的相关系数为0.62,OC/EC大于2.0,说明北京城区夏季存在着较为严重的二次污染;此外,NO_3~-/SO_4~(2-)平均比值为0.68,SOR和NOR的变化趋势基本一致,两者的平均值分别为0.55和0.14.通过分析北京市城区夏季不同浓度级别各组分的变化发现,随着PM_(2.5)质量浓度的增加,OC和EC所占的比例不断降低,而SNA比例则不断升高,其中NO_3~-浓度水平的增加最为显著.     

浑善达克沙地大气降尘颗粒物特征研究

探讨近地层大气降尘量及其颗粒物粒径分布和固沙植被对降尘的控制效应,对评价沙区固沙植被生态功能具有重要意义。利用沙尘水平通量采集器和垂直降尘缸采集了浑善达克沙地多伦县近地层不同高度(50、100和200 cm)沙尘样品,并利用称重法和激光颗粒分析仪分别测定大气降尘量和颗粒物粒径分布特征。结果表明,50、100、120、200 cm高度水平沙尘通量分别为327.1、196.3、199.6、116.4 mg·m~(-2)·h~(-1);50、100、200 cm高度垂直降尘量分别为518.6、270.6、34.6 mg·m~(-2)·h~(-1)。水平沙尘通量中颗粒物粒径主要分布在2μm以下,且随着高度增加,水平沙尘通量中的极细颗粒物含量总体呈增加趋势。垂直降尘颗粒物粒径主要分布在100~250μm范围内,且随着高度增加,200μm及以下粒径的颗粒物含量呈降低趋势,而200μm以上粒径的颗粒物含量则呈增加趋势。乔木林地拦截降尘量高于天然草地,且天然草地拦截大气降尘颗粒物粒径分布在50~150μm之间,乔木林地拦截大气降尘颗粒物粒径分布在150~250μm之间。垂直降尘量或水平沙尘通量随高度增加而减少,而颗粒物粒径分布差异明显;不同固沙植被的降尘量及其颗粒物粒径分布不同。     

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.     

新疆独山子石化区域PM_(2.5)中水溶性无机离子的形成机制

2015年9月至2016年7月在新疆独山子区采集大气PM_(2.5)样品,对所含的水溶性无机离子和大气气态污染物的季节性变化进行了分析.其结果表明,PM_(2.5)、SO_2、NO_2和O_3的年均浓度分别为70.04、19.36、4.50、83.06μg·m~(-3); PM_(2.5)、SO_2、NO_2的浓度均出现冬季最高,夏季最低的趋势,而O_3浓度在春、夏季节偏高,冬季偏低;总水溶性无机离子的季节变化特征为冬季(68.99μg·m~(-3))秋季(14.23μg·m~(-3))春季(10.31μg·m~(-3))夏季(5.06μg·m~(-3)),其中SO_2~(-4)、NO_3~-、NH_4~+为水溶性无机离子的主要组成部分,占到水溶性总离子质量浓度的70%以上.对硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的估算表明,全年SOR的值均大于0.1,表明SO_2~(-4)主要来自大气二次转化.夏季NOR值远低于其它季节. SO_2~(-4)浓度和SOR在冬季出现较高值,可能是由于冬季取暖导致SO_2排放量增加,同时较高的相对湿度又促进了SO_2的非均相转化.受相对湿度的影响,NO_3~-在冬季主要以非均相反应的方式生成,在春、夏、秋的3个季节主要以均相反应的方式生成;当PM_(2.5)的质量浓度大于75μg·m~(-3)时,NO_3~-/SO_2~(-4)、NOR/SOR和NOR值均显著增加,表明独山子区的硝酸盐污染较为严重.     

临汾市PM2.5中水溶性离子季节变化特征及来源解析

利用在线监控平台获得临汾市2019年3月1日至2020年2月29日PM2.5的24 h均值及其中8种水溶性离子(NO3-、SO42-、NH4+、Cl-、K+、Na+、Mg2+和Ca2+)的监测数据,分析了PM2.5及水溶性离子浓度的季节变化特征,采用主成分分析法探讨了各种离子的主要来源.结果 表明,在研究期内,临汾市PM2.5年均浓度为57 μg·m-3,季节性特征明显,冬季最高,夏季最低,秋季略高于春季;各离子浓度依次为NO3-＞SO42-＞NH4+＞Cl-＞Ca2+＞Na+＞K+＞Mg2+;全年阴阳离子电荷当量的比值为0.86,大气气溶胶呈碱性;SO42-、NO3-与NH4+是其中的主要水溶性离子,不同季节这3种离子之和占8种离子总量的比例分别为夏季(90.98％)＞秋季(88.98％)＞冬季(87.58％)＞春季(85.68％),存在较强的SO2向SO42-、NO2向NO3-的二次转化过程.PM2.5中水溶性离子的主要来源有工业源、生物质燃烧、机动车尾气以及土壤风沙和建筑扬尘等,不同季节各污染源的贡献有较大差别.     

2014年APEC期间北京及周边重点城市PM_(2.5)中水溶性离子变化特征

2014年11月北京APEC会议前后,采集了北京、天津、石家庄、保定、济南的PM2.5样品,并测定了其中Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Ca2+、Mg2+等8种水溶性离子的质量浓度.结果表明:(1)北京市在特殊减排期内水溶性离子浓度均有显著降低,2013年是该时段的1.2—5.2倍,会后为该时段的1.5—6.1倍.其中变化较大的是Ca2+,由2.58μg·m-3降至0.494μg·m-3,其次为SO2-4、NOx,说明土壤尘、硫化物及氮氧化物的控制尤为显著.(2)APEC期间整个北京及周边城市群地区,水溶性离子特征呈现了一定的区域性特征,二次离子占水溶性离子的80%以上,模拟方程计算可知,大气气溶胶中SO2-4、NO-3和NH+4是以(NH4)2SO4和NH4NO3形式共存.水溶性离子占PM2.5质量浓度的比重均较以往及会后降低,其中北京最低为37.8%.针对区域的阴阳离子平衡计算,阴阳离子较高的相关性(R=0.974)说明了区域呈现一定的整体性特征.会后NO-3/SO2-4比值下降,说明硫化物在减排期间浓度显著降低.污染减排措施在APEC期间对大气颗粒物中的水溶性离子污染的减轻起到了积极作用.     

春节燃放爆竹对大气气溶胶水溶性无机离子的影响

2007年冬季在兰州市区进行了连续30天的大气气溶胶观测取样,重点对春节燃放与非燃放烟花爆竹期间,大气气溶胶水溶性阴离子(F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO34-、SO23-、SO24-)和水溶性阳离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)的污染状况做了研究。结果显示:春节燃放烟花爆竹会使大气污染加重,大气气溶胶质量浓度日均值比非燃放期上升了22.4%,其中使气溶胶粗颗粒(TSP)上升5.5%,气溶胶细颗粒(PM10)上升55.1%,呈细粒污染加重现象。部分水溶性离子浓度在燃放期间明显升高。上升幅度最大的是K+,其次为SO32-、NO3-、NH4+、SO42-、Cl-、F-、Mg2+、Li+、NO2-等离子。除夕夜采集的大气气溶胶样品,粗细颗粒中K+浓度分别为27.413μg/m3和26.180μg/m3,比非燃放期平均含量高出10.70倍和11.52倍。     

丽江-玉龙雪山地区大气降水化学特征

2014年6—8月分别对丽江-玉龙雪山索道区,甘海子,丽江市区,龙蟠镇等4个地区进行降水采集,共采集87个样品,对主要化学离子(Na~+、K~+、NH_4~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-、NO_3~-)电荷浓度进行分析.结果表明,离子总浓度丽江市区龙蟠镇甘海子索道区.阳离子含量最高的为Ca~(2+)和NH_4~+,阴离子含量最高的为SO2-4.分析1997—2014年丽江降水离子含量,SO_4~(2-)与NO_3~-的比值逐年下降,表明旅游业和交通运输业对丽江大气环境质量影响显著.采用主因子分析法进行分析,NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-在第一因子中为高载荷,受人类污染的影响,Na~+与K~+、Cl~-在第二因子中高载荷,受海洋源影响.Ca~(2+)、Mg~(2+)在第三因子中高载荷,受陆地源影响.