浙江沿海某城市大气PM2.5中水溶性离子组分特征及其影响因素研究

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随着社会经济发展,城市化进程加快,区域性环境污染问题凸显。近年来浙江沿海城市的灰霾现象频繁出现,严重影响了当地市民的身体健康。细颗粒物PM2.5是导致城市灰霾现象的罪魁祸首,而水溶性离子是其重要组成部分。因此,亟需对大气细颗粒物中的水溶性离子进行研究。本研究在浙江沿海某城市采用环境空气质量自动监测区域站点,分析研究了 PM2.5中水溶性离子的含量、组分分布特征、季节性变化、水溶性离子间的相关性以及气象因素与水溶性离子浓度的关系等,进而提出相应的治理对策和建议。本研究的主要结果与结论如下:1、当地大气细颗粒物中水溶性离子质量总浓度占PM2.5浓度的50%以上,两者之间具有显著的相关性。PM2.5浓度与水溶性离子总浓度四季变化趋势相似,夏季低,春秋次之,冬季最高。可能是夏季受海洋气团影响大,气团污染较少,且夏季日照强气温高,污染易扩散;而冬季受内陆污染气团影响大,叠加本地污染,气温低混合层高度低,污染不易扩散。2、细颗粒物PM2.5水溶性离子中SO42-、NO3-、NH4+等占总离子浓度的80%以上,是最主要的离子组分。代表流动源与固定源排放比例的NO3-/SO42-的比值表明,工业排放等固定源是当地污染的主要来源。春季NO3-/SO42-的比值较高,部分监测日大于1,表明机动车尾气排放也是当地污染的-重-要来源。3、主要水溶性离子组分分析表明,NO3-、NH4+浓度季节性变化明显,冬季最高,夏季最低。夏季气温高,NO3-难以存在于颗粒物中;冬天气温低,HNO3易转化成NH4NO3存在于颗粒物中。也呈现出夏季低、冬季高的情况,但变化幅度不大。冬夏SO42-浓度差异小,原因可能是夏天近地面气温高,太阳辐射强,SO2气体快速转化为SO42-并存在于颗粒物中;而冬天SO2气体转化相对缓慢。4、微量水溶性离子组分分析表明,Na+浓度四季差异小,夏季略高,可能是受海洋气团影响较大,Na+主要来源于海盐溶胶。Cl-浓度存在较为明显的季节性变化,冬季高而夏季低,主要原因是冬季的氯富集以及夏季的氯损耗。K+浓度的季节差异不大,说明生物质燃烧虽对当地大气环境有一定影响,但不是主要来源。Ca2+浓度较低,在水溶性离子中比例不高,主要来源于人为排放如地面扬尘、建筑粉尘等。5、主要离子之间的相关性分析表明,NH4+与SO42-、NO3-之间均存在显著的相关性,表明PM2.5中SO42-和NO3-的主要存在形式是(NH42SO4、NH4NO3;K+与阴离子中的Cl-、SO42-和NO3-都有较好的相关性,说明在PM2.5中,钾可能以KCl、K2SO4、KNO3的形式存在。6、大气温度与各离子浓度之间并没有显著的相关性,说明气温并不是影响离子浓度的主要因素。相对湿度对PM2.5中离子浓度影响比较明显,相对湿度大时,.细颗粒物数量增多,主要离子浓度增大,但降水对离子有着明显的清除作用。风速与细颗粒物中主要离子浓度之间存在显著的负相关性,表明风速较大时有利于细颗粒物及其离子的扩散稀释。7、对本地区细颗粒物中水溶性离子来源进行了初步分析,提出了一些治理对策。
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