重庆市北碚城区气溶胶中水溶性无机离子的质量浓度及其粒径分布

作者：李彦沛; 郝庆菊; 温天雪; 吉东生; 刘子锐; 王跃思; 江长胜^*

来源：环境科学, 2018, 39(09): 4002-4013.

DOI：10.13227/j.hjkx.201712077

• 水溶性离子
• PM2.1
• PM9.0
• 季节变化
• 粒径分布

为了研究重庆市北碚区城区气溶胶中水溶性无机离子的浓度和分布特征,于2014年3月2015年2月利用安德森采样器连续采集大气气溶胶分级样品,并用离子色谱法分析了不同粒径(9.00、5.80、4.70、3.30、2.10、1.10、0.65和0.43μm)中Na+、NH~4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、NO3-、SO42-这9种水溶性无机离子.结果表明,SO42-、NH~4+、NO3-、Cl-、Na+、K+主要分布在细粒子中,Mg2+、Ca2+、F-主要分布在粗粒子中.SNA(SO42-、NH~4+和NO3-三者的简称)呈明显单峰型分布,其峰值均出现在0.651.10μm的液滴模态,且在细粒子中主要以(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在.SO42-的形成主要来自云内过程,部分来自SO2的氧化.Na+、Cl-、Mg2+在粗、细粒子中呈双峰型分布;K+在0.431.10μm呈单峰型分布;F-、Ca2+在粗粒子中出现峰值.观测期间,PM2.1和PM9.0中总水溶性离子的年均质量浓度分别为(32.68±15.28)μg·m-3和(48.01±19.66)μg·m-3,且浓度具有相似季节变化特征,均表现为冬季>春季>夏季>秋季.大部分离子(Na+、NH~4+、K+、Cl-、NO3-、SO42-)浓度表现为冬春季偏高,夏秋季偏低;而少数离子(F-、Mg2+、Ca2+)浓度在秋季最低,其他季节浓度变化稍有不同.SNA是PM2.1中最主要的水溶性离子;而PM9.0中水溶性离子的主要成分除了SNA外,还包括Ca2+.PM2.1和PM9.0中阳离子总浓度明显高于阴离子,且不同离子间均具有一定的相关性.主成分分析结果表明,该地区水溶性离子的主要来源包括机动车尾气的排放源、燃烧源、土壤源和建筑道路扬尘.分析气象因素的影响,发现气温对二次离子的生成有明显关系(P<0.05),而相对湿度、风速的影响则不显著(P>0.05).

• 单位
  三峡库区生态环境教育部重点实验室; 中国科学院大气物理研究所; 大气边界层物理与大气化学国家重点实验室; 西南大学