华中地区夏季PM_2.5中水溶性离子污染特征及来源分析

作者：苏业旺; 刘威杰; 毛瑶; 程铖; 石明明; 许安; 李星谕; 胡天鹏; 祁士华; 邢新丽

来源：环境科学, 2022, 43(02): 619-628.

DOI：10.13227/j.hjkx.202106213

• PM2.5
• 水溶性离子
• 污染特征
• 主成分-多元线性回归（PCA-MLR）
• 潜在源区
• 华中地区

为探究我国华中地区不同区域夏季大气PM2.5中水溶性离子污染特征及来源,选取武汉、随州和平顶山分别作为城市、郊区和农村监测站点进行大气PM2.5样品采集,分析了大气中PM2.5质量浓度以及8种水溶性无机离子含量.结果表明,采样期间3个站点ρ（水溶性离子）呈明显的空间分布特征,即:平顶山[（36.29±9.82）μg·m-3]>武汉[（32.55±10.05）μg·m-3]>随州[（26.10±6.23）μg·m-3],分别占PM2.5的质量分数为52.47%、 51.32%和48.61%,平顶山站点由于农村生物质燃烧活动,水溶性离子占比最大,其中,二次离子（SNA）是主要的离子成分,分别占总水溶性离子的95.65%、 96.12%和97.33%.武汉（0.64）和随州（0.63）站点硫氧化率均值高于平顶山站点（0.50）,而武汉（0.18）和平顶山（0.19）站点氮氧化率高于随州站点（0.15）,站点间硫氧化率和氮氧化率差异分别受二次转化机制和站点富氨环境及周边交通源影响.武汉和平顶山站点的PM2.5整体呈碱性,随州站点则呈中性或弱酸性,主要由NH+4差异造成. NH+4在武汉和平顶山站点主要以（NH4）2SO4和NH4NO3形式存在,随州站点则主要以（NH4）2SO4和（NH4）HSO4的形式存在.主成分-多元线性回归（PCA-MLR）分析表明,武汉（89.27%）和随州（67.38%）站点受二次转化源影响最大,同时武汉站点还受到工业源（8.54%）和燃煤源（2.27%）影响,随州站点的污染来源还包括生物质燃烧（24.42%）和扬尘源（8.25%）,平顶山站点受生物质燃烧影响最大（58.37%）,其次为扬尘及燃烧源（38.05%）和交通源（3.58%）.SNA离子潜在污染源区（PSCF）分析表明,武汉站点主要潜在源区为湖北、河南和安徽交界处及安徽西南区域,随州和平顶山受到长距离传输影响,主要潜在源区从东部沿海开始在自东向西分布在上海、江苏和安徽等地.

• 单位
  中国地质大学（武汉）; 生物地质与环境地质国家重点实验室