大连市PM_2.5中水溶性离子污染特征及高酸度成因

作者：杨萌; 刘畅; 王笑欢; 刘莲莲; 张明明; 曹姗姗; 阎守政; 孙泽宇; 田崇国

来源：环境科学, 2024, 45(09): 5127-5139.

DOI：10.13227/j.hjkx.202309149

• 大连市
• PM2.5
• 水溶性离子（WSI）
• 来源解析
• 气溶胶酸度

为更加深入地了解大连市细颗粒物(PM2.5)及其水溶性离子（WSI）的污染状况及影响因素，进行霾、酸雨等污染事件的精准管控，于2021年6月至2022年5月在大连市进行PM2.5样品的采集，分别采用重量法和离子色谱法测定了PM2.5和WSI的浓度，分析其污染特征和来源，并探讨了春季PM2.5高酸度的成因.结果表明，采样期间大连市ρ(PM2.5)及其ρ（WSI）年均值分别为（33.24±28.87）μg·m-3和（18.66±20.52）μg·m-3，二次离子(SNA，即SO42-、NO3-和NH4+)在WSI中占比最高[（86.2±9.3）%].受到气象条件和秋末至春初集中采暖期燃煤排放的影响，PM2.5及其WSI季节变化大小为：冬季>春季>秋季>夏季，SNA则为春季最高.相关性和主成分分析结果表明，PM2.5中的WSI主要来自大气中SO2和NO2的二次转化、燃烧和扬尘混合源以及沙尘和海盐源.燃烧源在夏季主要为生物质燃烧，秋冬春则以燃煤为主；秋季到冬季风向的变化带来海盐源向土壤沙尘源的转变，与西北风有关的外来污染输送则导致春季WSI来源较为复杂.ISORROPIA-Ⅱ模型模拟得到NH4NO3是大连市PM2.5中存在最多的固体气溶胶形态，其次是CaSO4和（NH4）2SO4;PM2.5在夏秋冬三季pH值均接近中性，春季则明显呈酸性（2.03±3.18）.春季的高酸度与低温高湿和高SNA浓度带来较高的气溶胶含水量及气-粒转化程度，最终形成贫氨环境.后向轨迹和PSCF结果表明，春季高酸度PM2.5的外来输送主要来自西北（45.0%）和西南（40.8%）方向，前者主要与城市机动车和港口船舶排放有关，后者则受到相对较强的燃煤和工业源的影响.

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院烟台海岸带研究所; 山东省海岸带环境过程重点实验室