北京市门头沟区大气降尘污染特征及其化学组分特征与质量重构

作者：王志垚; 姚琦; 吕富; 王雨薇; 王珊; 王铮; 胡月琪^*

来源：环境科学, 2023, 44(11): 6007-6014.

DOI：10.13227/j.hjkx.202212218

• 大气降尘
• 时间变化特征
• 组分特征
• 质量重构
• 北京市门头沟区

为研究北京市门头沟区大气降尘污染特征，收集了2018～2022年门头沟区2个国控环境空气站57个大气降尘量月平均监测结果，分析了门头沟区大气降尘污染状况及其时间变化特征.为探究大气降尘化学组分特征与质量重构结果及其来源，在三家店国控环境空气站，使用主动抽滤法模拟采集降尘样品57个，测定了降尘的质量浓度及其化学组分的质量浓度，研究了大气降尘中的化学组分特征，并利用颗粒物质量重构技术对大气降尘主要组分进行质量重构，探讨了质量重构的结果可靠性及其未确定成分的原因.结果表明，2018～2022年，北京市门头沟区月降尘量呈周期性变化，最大值在春季4、 5月，最小值在秋季10、 11月，且最大月降尘量是最小月降尘量的3.2～8.4倍.季度平均月降尘量大小表现为：春季>夏季>秋季>冬季，且降尘主要来自于春季和夏季，其降尘量分别占全年总降尘量的40.1%～43.0%和23.8%～37.5%.北京市门头沟区大气降尘年平均月降尘量下降趋势明显，2022年较2018年降尘量下降了52.8%,年均下降了13.2%,与近年来北京市城市环境保护精细化管理水平的提高有关；2021年沙尘对门头沟区降尘量的影响显著，实际贡献率达44.2%.门头沟区大气降尘中化学组分以水溶性离子、地壳元素、有机碳(OC)和元素碳(EC)为主，所测化学组分质量总和所占降尘的质量分数为65.0%,二次有机碳(SOC)也是大气降尘的重要组成部分，其质量浓度为13.5μg·m-3,所占OC的质量分数达96.4%.大气降尘质量重构的主要组分为地壳元素扬尘、有机物(OM)、 SO■、 NO-3、 NH+4、微量元素、 EC和Cl-,质量浓度分别为34.8、 28.0、 20.6、 15.0、 5.6、 4.3、 3.2和2.2μg·m-3,所占降尘的质量分数分别为25.5%、 20.6%、 15.1%、 11.1%、 4.1%、 3.2%、 2.3%和1.6%;大气降尘主要来源于土壤风沙扬尘、建筑水泥尘、生物质燃烧、垃圾焚烧和二次转化过程等.大气降尘实测质量浓度与化学组分质量重构质量浓度相关性良好，可决系数R2为0.8173.质量重构结果中未确定组分占降尘质量的16.5%,其中降尘中的结合水(PBW)占降尘的质量分数为6.2%,其余未鉴别组分可能与未测量组分、选用的OM与地壳元素扬尘估算系数、颗粒物粒径组成、选择的化学组分分析方法及其测量误差有关.