北京城区PM2.5各组分污染特征及来源分析

作者：安欣欣; 曹阳; 王琴; 富佳明; 王陈婧; 景宽; 刘保献^*

来源：环境科学, 2022, 43(05): 2251-2261.

DOI：10.13227/j.hjkx.202109142

• 北京城区
• PM2.5
• 水溶性离子
• 碳质组分
• 污染特征
• 来源分析

为探索北京城区大气细颗粒物( PM2. 5) 及其各组分的浓度特征，于 2019 年全年在车公庄地区开展了 PM2. 5及水溶性离子、碳质组分及金属元素的连续在线监测． 结果表明，2019 年北京城区 ρ( PM2. 5) 平均值为 46. 7 μg·m- 3，化学组分中 ρ[有机物( OM) ]、ρ( NO3-) 、ρ( SO42-) 、ρ( NH4+) 、ρ( EC) 、ρ( Cl-) 、ρ( 微量元素) 和 ρ( 地壳物质) 分别为 9. 1、11. 1、5. 7、5. 4、1. 4、0. 9、1. 6 和 7. 3 μg·m- 3,SNA ( SO42-、NO3-和 NH4+) 合计占到了 PM2. 5的 47. 4%，而碳质组分较以往研究质量分数偏低，体现出北京城区 PM2. 5具有较强的二次污染特征，其中 NO3-/ SO42-为 1. 96，与以往的研究结果相比放大明显． SNA 在 4 个季节中均占有较高比例，其中 NO3-为春、夏和秋季最主要组分，在 PM2. 5中质量分数为 27. 8%、23. 2% 和 23. 1% ; 受一次排放影响，冬季 ρ[TCA( OM + EC) ]和 ρ( Cl-) 较高，为 14. 2 μg·m- 3和 2. 1 μg·m- 3，分别是夏季的 2 倍和 11 倍． 从季节日变化特征上看，各组分冬季日变化曲线均呈单峰分布特征，这与冬季燃烧源排放时间集中在夜间以及夜间边界层下降有关; 其他三季 OM 日变化曲线特征较相似呈双峰型分布，NO3-在春夏季( 06: 00 ～ 09: 00) 浓度突出，SO42-、EC 和 Cl-日变化幅度较小． 随着污染等级增加，SNA 质量分数呈逐渐增加趋势，在五级重度污染时段，SO42-和 Cl-质量分数升高，NO3-/ SO42-下降，体现出区域污染影响． 通过研究潜在源区发现，河北中南部地区为主要的潜在源区，相对贡献最大; 其中冬季 SO42-的高值区域主要集中在东部和东南部，分布范围更广且距离北京市较近． 基于 PMF 的源解析结果表明，2019 年北京城区 PM2. 5的来源依次为二次硝酸盐、二次硫酸盐 + 二次有机物、机动车源、扬尘源、工业源和燃煤 + 生物质源，贡献率分别为 39%、24%、17%、7%、7% 和 5% ;二次源是北京市的最主要来源，总贡献率达 63% .

• 单位
  清华大学