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1、PM2.5中水溶性离子分布全解Part1PM2.5简介PM2.5简介010203Pm2.5的概念Pm2.5的成分PM2.5的来源复杂，成分自然也很复杂。主要成分是元素碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐。其它的常见的成分包括各种金属元素，既有钠、镁、钙、铝、铁等地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、砷、镉、铜等主要源自人类污染的重金属元素。Pm2.5中水溶性离子水溶性离子组分主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等，一般是二次颗粒物，都可溶于水，在PM2.5中主要以硫酸铵、硝酸铵的形式存在。PM2.5（particulatematter2.5）是指大气中
2、直径小于或等于2.5微米的颗粒物也称为可入肺颗粒物。2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。硝酸盐PM2.5中NCV主要来自气态前体物氮氧化物的转化,生成途径主要有两种:(1)在白天有光照、存在经基自由基的情况下,二氧化氮首先被氧化成硝酸气,在氨气充足(富氨)的情况下硝酸气会与氨气反应形成细颗粒的硝酸铵(2)夜晚无光照的情况下,经基自由基的生成被抑制,从而二氧化氮生成硝酸气的途径也就被抑制,因此在夜间二氧化氮则倾向于被臭氧氧化生成五氧化二氮,进而在颗粒物表面水合生成确酸盐。城市大气中NOx主要来自机动车
3、的排放和燃煤，温度是影响NO-3浓度的重要原因：当气温低于15℃时，NO-3主要以粒子形态存在;当气温高于30℃时,NO-3主要以气态HNO3的形式存在。铵盐NH4+大多数分布在细粒子中,主要来源于牲畜喂养、农业灌溉和有机质的降解等过程产生的NH3在大气中的转化.局地源对NH+4的影响最为明显,因此其季节变化不太明显。无机可溶性离子西安市地处中国内陆地区，远离海岸，可以排除Na+和Cl-的海盐来源.细粒子中的钠离子和氯离子主要来自燃煤源粗粒子中的钠离子主要来自土壤风沙扬尘.。Cl-的质量浓度在冬季要远远高于其它季节，PM2.5中Cl-浓度在冬
4、季是其它季节的2.4倍，可见西安市大气颗粒物中大部分Cl-来源于取暖燃煤。Na+和Cl-Mg2+和Ca2+Ca2+和Mg2+易富集在粗粒子上，粗颗粒物中水溶性无机离子主要来自于自然源,Mg2+和Ca2+主要来自土壤源。K+是生物质(麦秸、树叶等)燃烧的示踪物,主要分布在细粒子中。冬季周边农村烧材取暖,导致K+浓度在冬季明显高。于其它季节.夏季麦收时会焚烧秸秆,导致K+在6月浓度骤然升高。K+Part2水溶性离子在PM2.5中的分布特征1霾和正常天气下水溶性离子的分布特征N03-8.5NH4+8S042-18.8Na+0.7Cl-2.6晴天时可
5、溶性离子质量浓度可溶性离子质量浓度（ug/m3）Mg2+0.3K+1.7Ca2+1.8N03-11.2NH4+17.7S042-37.8Na+0.5Cl-1.6灰霾时可溶性离子质量浓度可溶性离子质量浓度（ug/m3）Mg2+0.2K+1.8Ca2+1.5在正常天气下PM2.5中,水溶性离子质量浓度排序变化为SO42->NO3->NH4+>Cl->Ca2+>K+>Na+>Mg2+,SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+的质量浓度分别是18.5μg·m-3、8.5μg·m-3、8.4μg·m-3和1.8μg·m-3,在PM2.5中水溶性离子中所
6、占的百分比分别为43%、20%、20%和4%.霾天气PM2.5中主要水溶性离子的质量浓度由高到低的顺序为SO42->NH4+>NO3->K+>Cl->Ca2+>Na+>Mg2+,SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+的质量浓度分别为37.8μg·m-3、17.7μg·m-3、11.2μg·m-3和1.5μg·m-3,分别占PM2.5总水溶性离子的53%、15%、25%和2.4%.霾天气时,PM2.5中的SO42-、NO3-、NH4+的质量浓度分别是正常天气的2.04、1.32和2.11倍.Na+、Ca2+和Cl-的质量浓度比正常天气时偏低.
7、2水溶性离子的季节分布特征无机水溶性离子的季节变化情况PM2.5中SO42-,NO3-,NH4+和Cl-的年均质量浓度分别为35.5,17.2,10.1和15.7μg·m-3,其余离子的年均质量浓度均小于3μg·m-3.SO42-,NO3-和NH4+三种离子的浓度占到PM2.5中总水溶性离子的83%,其它离子浓度之和仅占到PM2.5的17%.PM2.5中Mg2+浓度在4月和5月为一低谷,说明春季大风天气带来的扬尘和浮尘等对细粒子中Mg2+浓度贡献不大.PM2.5中Ca2+的质量浓度季节变化均为冬>春>秋>夏.K+是生物质(麦秸、树叶等)燃烧的
8、示踪物.冬季周边农村烧材取暖,导致K+浓度在冬季明显高于其它季节.夏季关中平原麦收时会焚烧秸秆,导致K+在6月浓度骤然升高。Na+的质量浓度在1月达到最高值214L
