常州市PM2.5中水溶性离子组分污染特征及来源分析
2024-08-15分类号:X513
【部门】江苏理工学院资源与环境工程学院 黄土与第四纪地质国家重点实验室 中国科学院地球环境研究所
【摘要】常州是长三角中部重要的现代制造业基地,是长三角地区25个监测城市点中空气污染较为严重的城市之一;为研究常州市大气细颗粒物(PM2.5)中水溶性离子的污染特征,于2020~2021年春(2020年5月)、夏(2020年7月)、秋(2020年9月)以及冬(2021年1月),于常州城区进行了为期4个月PM2.5样品的采集,获得PM2.5的质量浓度及主要水溶性离子的质量浓度,结合相关性分析、后向轨迹模型和主成分分析等方法,探讨了不同季节、不同污染阶段水溶性离子组分的变化特征及主要来源。结果显示,采样期间,常州市PM2.5的年均浓度51.88±20.47μg/m3,是GB3095-2012中规定的PM2.5年均二级浓度限值的1.5倍,其季节特征为冬季>春季>夏季>秋季;水溶性离子年均总质量浓度为24.37±11.54μg/m3,在污染最严重的冬季,离子对PM2.5的贡献率高达56.24%,显著高于其他季节,NH4+、NO3-和Cl-在冬季显著升高,反映出燃烧排放源、机动车排放及其二次生成源的重要影响。硫氧化速率(SOR)和氮氧化速率(NOR)分析结果表明,NOR(0.14±0.07)小于SOR(0.40±0.10),表明相同大气背景下,SO2的二次转化率更高;两者季节变化趋势不同,SOR和NOR的差异分别受相对湿度的影响和NH4+浓度及周边交通源的影响。进一步对不同污染阶段的离子特征展开分析,从洁净阶段到污染阶段,SOR和NOR都有不同程度的升高,表明污染阶段SO2和NOx的转化率更高;比较不同污染阶段下离子的百分占比发现,在相对洁净时期,PM2.5中的离子组分表现为以硫酸盐和钙离子为主的类型;而在相对污染较重时期,硝酸根和铵根的大幅度提升是导致污染产生的重要因素。主成分分析结果表明,冬季常州主要受到燃烧排放源(32.23%)、机动车、二次气溶胶(29.97%)以及土壤源(22.63%)的影响;夏季则主要受到二次气溶胶和燃烧排放混合源(44.20%)、土壤源和海盐源(23.51%)、以及工业或燃烧排放源的影响。
【关键词】PM2.5 水溶性离子 污染特征 来源分析 常州
【基金】黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金(SKLLQG1944);; 江苏省双创博士人才项目(2020-30865);; 江苏理工学院研究生实践创新计划项目(XSJCX23_95)
【所属期刊栏目】长江流域资源与环境
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