重慶市四季PM2.5化學(xué)組分分析

李大年　劉芮伶　黃偉

摘要：為了全面了解重慶市PM2.5中水溶性離子的污染特征及其來源，于2014年7月至2015年6月在重慶市2個(gè)采樣點(diǎn)采集了PM2.5樣品，運(yùn)用離子色譜法對(duì)PM2.5的水溶性離子進(jìn)行了分析，其質(zhì)量濃度季節(jié)變化明顯，因子分析表明;二次氣溶膠、道路揚(yáng)塵、建筑揚(yáng)塵和工業(yè)排放是采樣期間重慶市PM2.5的主要來源。

關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣;PM2.5;水溶性離子

本研究利用戴安離子色譜分析出NH4+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+5種水溶性陽(yáng)離子和F-、CL-、SO42-、NO3-4種水溶性陰離子濃度。研究期間水溶性離子濃度變化范圍為21.06～43.90μg/m3，其中5種陽(yáng)離子總濃度變化范圍為6.54～13.46μg/m3，平均值為10.00μg/m3;陰離子總濃度變化范圍為13.45～30.44μg/m3，平均值為19.76μg/m3。水溶性離子年均值大小排列為：SO42->NH4+>NO3->CL->Ca2+>K+>Mg2+>Na+>F-，濃度值分別為11.79、6.92、6.79、1.10、0.99、0.81、0.74、0.59、0.12μg/m3。

表1是四個(gè)季度的9種水溶性離子的最大值、最小值及平均值分布表。四個(gè)季度主要水溶性陽(yáng)離子差異較大，夏季NH4+、Mg2+和Ca2+為主要的水溶性陽(yáng)離子，秋季NH4+、K+和Na+為主要的水溶性陽(yáng)離子，冬季NH4+、K+和Na+為主要的水溶性陽(yáng)離子，春季NH4+、K+和Ca2+為主要的水溶性陽(yáng)離子;水溶性陰離子除了夏季是SO42->CL->NO3-，其他三個(gè)季節(jié)都是SO42->NO3->CL->F-;四個(gè)季度SO42-、NO3-和NH4+都是主要的水溶性離子。夏季、秋季、冬季和春季PM2.5濃度平均值分別為30、105、112和58μg/m3，水溶性離子的平均值分別為21.34、29.63、43.48和20.87μg/m3，PM2.5濃度與水溶性離子總濃度都呈現(xiàn)一致的變化趨勢(shì)，都是秋、冬兩個(gè)季節(jié)高，春、夏兩個(gè)季節(jié)低。夏季水溶性離子總濃度占PM2.5濃度百分比最高，為71.37%，秋季最低，為28.12%，春季和冬季分別為35.92%和38.73%，四個(gè)季度中夏季與其他三個(gè)季度差別較大，與夏季總體濃度較低有關(guān)，因擴(kuò)散較好，來自一次污染的貢獻(xiàn)較少，水溶性離子比例相對(duì)增加。

夏季水溶性離子總濃度范圍為9.57～30.58μg/m3，平均值為21.34μg/m3。夏季PM2.5中水溶性離子的日均濃度在2014年7月6日出現(xiàn)最大值，濃度為30.58μg/m3，此后由于連續(xù)降雨，水溶性離子濃度呈現(xiàn)較為明顯的下降趨勢(shì)，7月15日天氣轉(zhuǎn)晴，顆粒物濃度又迅速回升。

秋季水溶性離子總濃度范圍為6.60～75.61μg/m3，平均值為29.63μg/m3。秋季PM2.5中水溶性離子的日均濃度在2014年10月24日至10月26持續(xù)出現(xiàn)高值，在10月26日出現(xiàn)最高值，濃度為75.61μg/m3，當(dāng)日PM2.5濃度為136μg/m3，水溶性離子占當(dāng)日PM2.5濃度的55.60%。此后由于連續(xù)降雨，水溶性離子濃度呈現(xiàn)較為明顯的下降趨勢(shì)。

冬季水溶性離子總濃度范圍為10.09～82.22μg/m3，平均值為43.48μg/m3。冬季PM2.5中水溶性離子整體處于較高污染水平，在2015年1月14日和1月16日分別達(dá)到了82.22和81.24μg/m3。明顯看出K+污染，K+是指征燃燒的示蹤物，可以說明冬季存在較為明顯的燃燒行為，重慶冬季存在熏臘肉的傳統(tǒng)，驗(yàn)證了K+污染來源。

2015年春季水溶性離子總濃度范圍為4.60～40.73μg/m3，平均值為20.87μg/m3。春季PM2.5中水溶性離子的日平均濃度值。春季PM2.5中各水溶性離子占總水溶性離子的百分比，春季水溶性離子與其他三個(gè)季節(jié)相同，都是以SO42-、NO3-和NH4+為主要水溶性離子，占水溶性離子總濃度的百分比分別為44.92%、20.89%和23.84%。

圖1是PM2.5中各水溶性離子占總水溶性離子的百分比，NO3-、SO42-和NH4+是PM2.5中最重要的三種水溶性離子，分別占總水溶性離子的22.74%、39.5%和23.19%，這三類成分是大氣中重要的無(wú)機(jī)鹽，也是表征區(qū)域污染的重要指標(biāo)，主要來自于SO2、NOx和NH3等氣態(tài)前體物的轉(zhuǎn)化，也成為二次無(wú)機(jī)氣溶膠SNA（Secondary inorganic aerosol），是影響大氣能見度重要的因素，從重慶城區(qū)水溶性離子的觀測(cè)濃度可以反映，城區(qū)顆粒物以二次轉(zhuǎn)化為主。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉芮伶，李禮，余家燕，等.重慶市城區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)厚度的在線測(cè)量及特征研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34（4）：819-825.

[2]張燦，周志恩，翟崇治，等.重慶市黑碳?xì)馊苣z特征及影響因素初探[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34（4）：812-818.

[3]鐘杰，翟崇治，余家燕，等.重慶市主城區(qū)秋冬季黑碳濃度特征及傳輸軌跡分析[J].山東化工，2015（44）：167-170.