郑州市PM2.5中水溶性离子特征及来源分析

• 作者: 张瑞芹 李晨 杨留明 燕启社 王申博 赵庆炎 郝祺 韩士杰
• 来源期刊: 环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 在线 PM2.5 水溶性离子 季节变化 二次转化 来源解析
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 页码范围: 2977-2984
• 页数: 8页
• 分类号: X513
• 语种: 中文
• DOI: 10.13227/j.hjkx.201901137

摘要

为探究郑州市PM2.5中水溶性离子污染特征,本研究自2017年12月1日至2018年11月30日对郑州市PM2.5中水溶性离子进行为期1a的高时间分辨率持续观测,并基于高时间分辨率观测数据分析水溶性离子特征并对其进行来源分析.结果表明,观测期间郑州市总水溶性离子平均质量浓度为42.7 μg·m-3,各离子质量浓度从大到小分别为:硝酸根(17.7μg·m-3)、硫酸根(10.2 μg·m-3)、铵根(9.0 μg·m-3)、氯离子(2.3 μg·m-3)、钾离子(1.3 μg·m-3)、钠离子(1.3μg·m-3)、钙离子(0.8 μg·m-3)和镁离子(0.1μg·m-3).总水溶性离子质量浓度表现为冬季最高,秋季略高于春季,夏季最低的季节特征,在PM25中的占比表现为秋季(65.2％)＞冬季(52.5％)＞夏季(48.2％)＞春季(43.0％).除钠离子和钙离子外,其余水溶性离子质量浓度均表现为冬季＞秋季＞春季＞夏季的季节变化特征,而钠离子表现为秋季最高,夏季最低的季节变化特征,钙离子表现为秋季最高,冬季最低的季节变化特征.总水溶性离子质量浓度全年及春季、夏季和秋季均表现为单峰分布的日变化特征,冬季没有显著的日变化特征,观测期间二次离子(硫酸根、硝酸根和铵根)质量浓度占PM2.5的43.8％,是PM25的重要组成部分,主要以(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在.观测期间郑州市存在较大程度的二次转化过程,且相对湿度对硫氧化率的影响较大,而温度对氮氧化率的影响较大.观测期间二次离子间具有较好的相关性,钾离子与镁离子和氯离子也表现出较好的相关性.硝酸根、硫酸根和铵根的主要来源是气体污染物的二次转化,镁离子和钙离子通常来源于土壤尘和建筑尘,钾离子是主要的生物质燃烧标识物之一,钠离子来自于海盐和土壤尘,氯离子不仅来自于海盐,也可来自生物质燃烧和化石燃料燃烧.主成分分析结果表明观测期间郑州市PM2.5中水溶性离子主要受二次转化、燃烧源及土壤或建筑扬尘源排放影响.