武汉市秋、冬季大气PM2.5中水溶性离子污染特征及来源分析

第一作者：邱婷，女，１９８９年生，硕士研究生，主要从事大气环境化学研究。＃通讯作者。国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．４１１７３０９２）。武汉市秋、冬季大气犘犕２．５中水溶性离子污染特征及来源分析邱婷周家斌＃肖经汗郭浩天余文洋（武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉４３００７０）摘要采用离子色谱法测定武汉市秋、冬季大气ＰＭ２．５中水溶性离子浓度，对其化学组成、质量浓度变化特征及源解析等方面进行了研究。结果表明，ＮＯ－３、ＳＯ２－４、ＮＨ＋４为武汉市秋、冬季大气ＰＭ２．５中主要的水溶性离子，相关性分析表明，燃烧源是秋、冬季大气ＰＭ２．５中水溶性离子的共同来源。成分分析表明，工业区的水溶性离子主要来源于燃烧源，交通区的水溶性离子主要来源于二次污染源，其中包括垃圾焚烧源，植物园的水溶性离子主要来源于二次污染源。关键词武汉市ＰＭ２．５水溶性离子源解析ＤＯＩ：１０．１５９８５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１３８６５．２０１５．０４．００４犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊犪狀犱狊狅狌狉犮犲狊犪狆狆狅狉狋犻狅狀犿犲狀狋狅犳狑犪狋犲狉狊狅犾狌犫犾犲犻狅狀狊犻狀犘犕２．５犻狀犪狌狋狌犿狀犪狀犱狑犻狀狋犲狉狅犳犠狌犺犪狀犙犐犝犜犻狀犵，犣犎犗犝犑犻犪犫犻狀，犡犐犃犗犑犻狀犵犺犪狀，犌犝犗犎犪狅狋犻犪狀，犢犝犠犲狀狔犪狀犵．（犛犮犺狅狅犾狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲狊犪狀犱犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犠狌犺犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犠狌犺犪狀犎狌犫犲犻４３００７０）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｉｏｎｓｉｎａｕｔｕｍｎａｎｄｗｉｎｔｅｒｏｆＷｕｈａｎｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｉｏｎｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ（ＩＣ），ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｏｕｒｃｅａｐｐｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｅｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｉｏｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＮＯ－３，ＳＯ２－４ａｎｄＮＨ＋４ｗｅｒｅｔｈｅｍａｉｎｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｉｏｎｓｉｎＷｕｈａｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５．Ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｗａｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｍｏｎｓｏｕｒｃｅｏｆｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｉｏｎｓｉｎａｕｔｕｍｎａｎｄｗｉｎｔｅｒｏｆＷｕｈａｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５ｗａｓｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅ．Ｂｙｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｉｏｎｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｚｏｎｅｍａｉｎｌｙｃａｍｅｆｒｏｍｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅ，ｉｎｔｒａｆｆｉｃａｒｅａ，ｔｈｅｙｍａｉｎｌｙｃａｍｅｆｒｏｍｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｓｏｕｒｃｅｏｆｗａｓｔｅｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｎｂｏｔａｎｉｃａｌｇａｒｄｅｎ，ｔｈｅｙｍａｉｎｌｙｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｂｙｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｗｕｈａｎ；ＰＭ２．５；ｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｉｏｎｓ；ｓｏｕｒｃｅａｐｐｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔ大气颗粒物因化学组成复杂多变，会对人体健康产生不良反应［１４］。ＰＭ２．５为空气动力学当量直径在２．５μｍ以内的细粒子，其比表面积大，容易携带空气中的有毒物质［５］。水溶性离子是大气ＰＭ２．５的重要组成部分［６７］，与降水酸度密切相关，且其吸湿性较强，会影响大气能见度［８］。武汉市地处江汉平原东部，地形以平原为主，丘陵为辅，市内湖泊塘堰众多。目前，针对武汉市大气ＰＭ２．５中水溶性离子化学组成的研究很少。为此，本研究在武汉市不同功能区设置采样点，同步采集ＰＭ２．５样品，探讨了武汉市大气ＰＭ２．５中水溶性离子的化学组成、浓度变化与来源，对了解武汉市大气ＰＭ２．５中水溶性离子的污染水平、制定有效的防治对策有着重要意义。１样品采集与分析１．１样品采集在武汉市选取３个功能区采样点，其中交通区采样点设在洪山区雄楚大道武汉理工大学鉴湖校区门口，工业区采样点设在青山区武钢附近，风景区采样点设在东湖磨山植物园。分别于２０１１年１０月１０—２３日（秋季）、２０１２年１月２—１５日（冬季）对３个采样点进行同步连续的ＰＭ２．５观测采样。每天采样１０ｈ（９：００—１９：００），采样器流量１００Ｌ／ｍｉｎ，采样滤膜为石英纤维滤膜（ＱＲ１００型，Φ９０ｍｍ），在样品采集前，用铝箔将滤膜包裹成信封状，将其置于马弗炉４５０℃灼烧４ｈ，取出后放入密实袋，编号。待样品采集后，