中原城市群典型城市秋冬季大气PM2.5污染特征及溯源

• 作者: 苗青青 姜楠 张瑞芹 赵孝囡 齐静文
• 来源期刊: 环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: PM2.5 无机元素 二次生成 化学质量平衡(CMB) 潜在源
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 19-29
• 页数: 11页
• 分类号: X513
• 语种: 中文
• DOI: 10.13227/j.hjkx.202005333

摘要

为了研究中原城市群区域城市秋冬季大气PM2.5的污染特征和其主要成分的潜在来源,于2018 年10 月到2019 年1 月在郑州、洛阳、安阳和新乡这4 个典型城市展开秋冬季连续4 个月PM2.5膜样本采集,采用X 射线荧光光谱法,碳分析法和离子色谱法分别对18 种无机元素,有机碳(OC)/元素碳(EC),和9 种水溶性无机离子进行了测定.根据PM2.5 日均值浓度水平分为3个污染等级,并分别通过对氮氧化率(NOR)和二次有机碳(SOC)及富集因子的计算结果对PM2.5主要成分NO3-和SOC 及18 种无机元素的时空变化进行了对比分析.通过化学质量平衡(CMB)模型计算了 4 个城市的排放源及贡献率,并通过后向轨迹(HYSPLIT)模型和潜在源贡献因子法(PSCF)分析了 4 个城市PM2.5和主要成分NO3-及OC 的潜在污染来源.结果表明,采样期间郑州、洛阳、安阳和新乡PM2.5均值分别为(82.1±45.5)、(84.7±39.8)、(96.8±46.1)和(81.1±36.6)μg·m-3,日均值的最高浓度值分别是国家二级标准的3.3、2.6、3.0和2.3倍;4个城市PM2.5的主要组分都为NO3-和SOC,NO3-的浓度,NO3-/EC和NOR都随着污染等级的升高而显著升高,NO3-/EC和NOR的均值随着污染等级的升高总体上表现出郑州和洛阳略高于安阳和新乡;SOC 的浓度和在OC 中的占比及SOC/EC 的比值都随着污染等级的升高而增大;从无机元素的浓度和富集程度来看,As在郑州最高,Mn和Fe在洛阳最高,Zn、Ni和Cr在安阳最高以及Cu和Pb在新乡最高;4个城市PM2.5污染源为二次硝酸盐、二次硫酸盐、有机物、燃煤源、机动车源、扬尘源、生物质源和工艺过程源,二次硝酸盐的分担率在郑州(37.7％)最高,新乡(14.1％)机动车分担率最高,洛阳(7.0％)和安阳(6.8％)的工业过程源的分担率相对较高;郑州、洛阳、安阳和新乡分别有51.6％、49.2％、49.6％和46.3％的气流来自西北方向;郑州潜在污染区域主要集中在河南省,洛阳主要在河南省南部和汾渭平原,安阳和新乡则是主要在河南省和京津冀传输带上,另外安徽西北部、山东西南部、山西东南部和陕西北部也对安阳和新乡OC 的污染造成了影响.