杭州市空气中pm_10_的化学组成特征

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1、第24卷第5期环境化学Vo.l24,No.52005年9月ENVIRONMENTALCHEMISTRYSeptember2005*杭州市空气中PM10的化学组成特征12311祁国伟曹军骥卓里欣余波王志伟(1杭州市环境监测中心站,杭州,310007;2中国科学院地球环境研究所,西安,710075;3浙江大学,杭州,310007)摘要于2001年2月至2002年4月在杭州5个空气质量自动监测子站采集了176组PM10样品,分析了22种化学元素、5种离子以及有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量,并讨论了PM10的化学组成特征.杭州市空气中铅污染仍然存在,硫的存在形式主要为水溶性硫酸盐.5种水

2、溶性离子的浓度由大到小排列的2--+--+顺序是SO4>NO3>NH4>Cl>F,大气中NH4主要是以(NH4)2SO4,NH4HSO4和NH4NO3的形式存-3-3在.OC和EC浓度分别为2014Lg#m和410Lg#m,其相关性不好表明碳的来源复杂.PM10的物质平衡计算表明,局地地质尘是最高的化学组分,达2717%,其次为有机物2319%,第三为硫酸盐1612%,这3个组分占PM10的6718%,其它为硝酸盐613%,铵盐611%,微量元素515%,元素碳314%以及未测组分1110%.关键词PM,离子,物质平衡,杭州市.10根据杭州市多年的环境空气质量监测,可吸入颗粒物(PM1

3、0)是影响杭州市空气质量最为重要的污染指标.本次工作采集了PM10样品,并测量了样品中22种元素、5种水溶性离子、元素碳和有机碳的含量,对杭州市空气中可吸入颗粒物的理化特征作了定量探讨,以期深入了解杭州空气中颗粒物污染的化学组成及其变化特征.1样品的采集与分析于2001年2月至2002年4月在杭州市5个空气质量自动监测子站(国控点位)采集了PM10样品,其中,1号站位于拱墅区和睦小学,采样高度15m,为工业区代表点;2号站位于下城区朝晖五区小学,采样高度1612m,为居住区代表点;3号站位于江干区浙江大学华家池校区,采样高度1111m,为文化、居住、交通混合区代表点;4号站位于上城区复

4、兴第二小学,采样高度1614m,为交通枢纽区代表点;5号站位于西湖区西山路卧龙桥,采样高度619m,为风景区代表点.共采集样品176组,每组滤膜3张,包括2张PTFE和1张石英滤膜.样品的质量浓度由重力法获得,同时分析了颗粒物中的元素、离子和碳等主要化学成分.其中一张PTFE膜进行PIXE(质子激发X荧光)分析,获得了17种元素的含量:A,lAs,Br,Ca,Cr,Cu,Fe,Mn,N,iP,Pb,S,Se,S,iT,iV,Zn,滤膜余下部分采用ICP-AES(等离子体发射光谱仪,TEIRTSAdvantage型,USA)分析Ba,Cd,Na,K,Mg等元素.2----另一张PTFE膜

5、采用离子色谱仪(DX-600,Dionex,USA)分析SO4,Cl,F,NO3四种阴离+子,NH4采用纳氏比色法分析.石英滤膜采样前在500e下灼烧4h,以除去可能的有机物污染.样品采集后由热/光碳分析仪分析滤纸上的有机碳(OC)和元素碳(EC)含量.2元素浓度分布特征以Ti为参比元素计算了22种元素的富集因子(表1).杭州市大气污染物PM10中22种元素按富集程度排序依次是As,Se,S,Pb,Br,Cd,Zn,Cu,Ba,Cr,N,iP,K,Mn,V,Ca,Na,Fe,A,lS,iT,iMg.PM10中S和Pb的富集因子极高(选择2005年2月2日收稿.*杭州市科技发展计划(20

6、02124B31)和杭州市环境保护科研计划(200009)资助项目.604环境化学24卷Ti元素为参比元素),表明该元素受到非地壳元素的强烈影响,反映出燃煤、汽车尾气的污染突出.S的高富集程度除了含S矿物燃料燃烧的贡献外,可能也与海洋硫酸盐的贡献有关.Pb的高富集程度明显来源于汽车尾气中Pb的排放.1995年完成的/杭州市区大气颗粒物(TSP)来源的受体模型解析研究0课题中,同样选择Ti为参比元素,计算得出Pb富集因子为164414,由于Pb和Ti元素在气溶胶中主要是以细粒子(<5Lm)形态存在于大气中的,因此,在大气TSP和PM10中元素的富集因子差别不明显,时隔7年Pb元素的富集因

7、子下降了45%左右,但仍维持高水平.-3表1杭州市空气中PM10的化学成分及元素的富集因子(EF)(浓度单位:Lg#m)Table1ConcentrationsofmassanddifferentchemicalspeciesandenrichmentfactorsofelementsinPM10-3(Concentrationsunit:Lg#m)春季(n=41)EF夏季(n=59)EF秋季(n=39)EF冬季(n=38)EF全年(n=176