陳治翰

(四川省攀枝花市環(huán)境監(jiān)測中心站, 四川 攀枝花　617000 )

攀枝花市大氣PM2.5中六種水溶性離子的污染特征

陳治翰

(四川省攀枝花市環(huán)境監(jiān)測中心站, 四川 攀枝花617000 )

PM2.5；水溶性離子；質(zhì)量濃度；相關(guān)性

1　引　言

2　實驗部分

2.1采樣布點

攀枝花市有5個國控大氣常規(guī)監(jiān)測點：炳草崗、弄弄坪、河門口、金江、仁和，這些點位是經(jīng)過優(yōu)化并通過國家環(huán)保部驗收確認的，符合環(huán)境空氣采樣規(guī)范，樣本具有空間代表性。見表1。

表1　PM2.5采樣點功能區(qū)情況

2.2樣品采集

2.2.1采樣設(shè)備

采樣設(shè)備型號：嶗應(yīng)2050型空氣/智能TSP綜合采樣器，切割頭型號：嶗應(yīng)2050儀器PM2.5切割頭，采樣流量為100L/min，采樣濾膜用石英濾膜，型號：Φ=90mm，孔徑：2μm。

2.2.2采樣時間

課題研究從2012年9月份～2013年11月份，共分5次采樣，每次連續(xù)采樣7天，共計樣品177個，每次每個樣品采集時間為設(shè)定為24h，實際采樣過程樣品采樣時間在20h以上均為有效樣品。

2.3樣品處理與分析方法

將1/2濾膜剪成碎條狀，用干凈鑷子夾取濾膜置于15mL離心管內(nèi)，用10mL純水超聲波提取30min，靜置；將提取后的溶液轉(zhuǎn)移至配有0.45μm的微孔濾膜自動進樣管，陽離子過C18柱由ICS1500進行分析，陰離子過H柱由ICS1000進行分析。

3　監(jiān)測結(jié)果及討論

使用Microsoft Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用IBM SPSS Statistics19統(tǒng)計軟件進行相關(guān)性分析，用origin7.5進行數(shù)據(jù)繪圖。

3.1水溶性離子的實驗室測定結(jié)果

表2　采樣期間攀枝花市大氣PM2.5及六種水溶性離子的質(zhì)量濃度

3.2攀枝花市不同月份水溶性離子污染水平及特征

表3　采樣期間攀枝花市濕度和降雨量

圖　不同月份大氣中6種水溶性離子含量Fig.　Concentrations of atmospheric six water-soluble ions in different months

從上圖可知，離子濃度變化趨勢基本為11月>1月>9月>8月>4月，參照攀枝花市季節(jié)規(guī)律，即為夏秋季低，冬春季高。9月、4月、8月較其他月份低，其原因主要為：9月恰逢攀枝花市雨季，降雨量大，從表3可知，9月降雨量達到113.2mm，雨水的沖洗使得大氣中顆粒物的含量總體降低，顆粒物中水溶性離子的含量也相對降低；8月太陽輻射很強，混合層發(fā)展出現(xiàn)較早，消失慢，而且高度高，利于污染物一次擴散。此外，8月降雨也較多，降雨量達到97.6mm，雨水本身對顆粒物也有清洗的作用；4月天氣干燥，從表3可知，4月份在整個采樣期間濕度最低，低濕度、高輻射的氣象條件不利于大氣顆粒物中水溶性離子的形成與富集[9]。

1月份和11月份濃度相對較高，課題組11月份采樣時間為11月底，參照攀枝花市季節(jié)分類，屬于秋末冬初，查看采樣期間的降雨統(tǒng)計可知，11月份無降雨，這一時期大氣層結(jié)穩(wěn)定、少風(fēng)，低溫，干燥等氣象條件致使污染物不易擴散，大量漂浮在空氣中加劇污染。且冬季極易引起逆溫，生成二次污染物，加劇大氣污染。1月為攀枝花市冬季，是一年中灰霾氣象頻率出現(xiàn)較多，持續(xù)時間較長的季節(jié)。灰霾的頻發(fā)，勢必導(dǎo)致大氣污染的加劇，尤其是細顆粒物污染的加劇，因此1月、11月的PM2.5濃度和水溶性離子濃度都較其他月份高，這點與廣州、北京、南京、武漢、杭州等地的研究結(jié)果相符合[9～11]。

3.3各主要水溶性離子的相關(guān)性及分析

表4　PM2.5濃度及其6種水溶性離子濃度的相關(guān)性

注：**. 在 0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān);*. 在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

為了探討攀枝花市大氣中PM2.5中所測水溶性離子的相關(guān)性，把5個點位的濃度分析結(jié)果作為母體樣本，分別按照4月、8月、9月、11月和1月，利用IBM SPSS Statistics19軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

3.3.11月份PM2.5及其水溶性離子質(zhì)量濃度相關(guān)性

3.3.24月份PM2.5及其水溶性離子質(zhì)量濃度相關(guān)性

3.3.38月份PM2.5及其水溶性離子質(zhì)量濃度相關(guān)性

NH4NO3(s)HNO3(g) +NH3(g)

(1)

HNO3(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+HCl(g)

(2)

3.3.411月份PM2.5及其水溶性離子質(zhì)量濃度相關(guān)性

4　結(jié)　論

不同月份離子濃度變化趨勢基本為11月>1月>9月>8月>4月，夏秋季低，冬春季高，離子濃度變化季節(jié)性明顯。

[1]白志鵬,蔡斌彬,董海燕,等.灰霾的健康效應(yīng)[J].環(huán)境污染與防治,2006，28(3):198-201.

[2]Geoffrey D. Silcox, Kerry E. Kelly , Erik T. Crosman , C. David Whiteman, Bruce L. Allen.Winter time PM2.5concentrations during persistent, multi-day cold-air pools in a mountain valley[J].Atmospheric Environment,2012, 46: 17-24.

[3]Massey D, Kulshrestha A, Masih J, A. Taneja Seasonal trends of PM10, PM5.0, PM2.5& PM1.0in indoor and outdoor environments of residential homes located in North-Central India[J]. Building and Environment,2012, 47: 223-231.

[4]Fan Zhihua, Meng Qingyu, Weisel Clifford, et al. Acute exposure to elevated PM2.5generated by traffic and cardiopulmonary health effects in healthy older adults[J].Science and Environmental Epidemiology,2009,19:525-533.

[5]圖梅S.大氣氣溶膠[M].王明星,王庚辰,譯.北京:科學(xué)出版社,1984.

[6]Wang Y, Zhuang G, Zhang X, et al .The ion chemistry，seasonal cycle and sources of PM2.5and TSP aerosol in Shanghai [J].Atmos.Environ,2006,40:2935-2952.

[7]Gehui Wang, Liming Huang, Shixiang Gao,et al. Characterization of water-soluble species of PM10 and PM2.5aerosols in urban area in Nanjing,China[J].Atmospheric Environment,2002,36(8):1299-1307.

[8]Xiaohong Yao, Chak K Chan, Ming Fang,et,al. The water-soluble ionic composition of PM2.5in Shanghai and Beijing,China[J].Atmospheric Enviroment ,2002,36(26):4223-4234.

[9]薛立杰,吳紹偉，等.北京市大氣中PM2.5中四種水溶性陰離子的水平變化比較[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報,2011,20(8-9):1315-1319.

[10]劉剛,騰衛(wèi)林,等.杭州市大氣PM2.5污染水平及水溶性離子組成[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2007,17(3):407-410.

[11]樊曙先,鄭有飛,等.南京市區(qū)與郊區(qū)大氣PM2.5中元素含量的對比分析[J].中國環(huán)境科學(xué),2005,25(2):146-150.

[12]Viana M, Perez C, Querol X, et, al. Spatial and temporal variability of PM levels and composition in a complex summer atmospheric scenario in Barcelona( NE Spain)[J]. Atmospheric Enviroment,2005,39(29):5343-5361.

[13]國務(wù)院發(fā)展研究中心，清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，中國汽車技術(shù)研究中心，中國環(huán)境科學(xué)研究院.能源基金會資助：中國機動車排放污染與控制[R].2001, 12.

Pollution Characteristics of Six Water-soluble Ions of PM2.5in Atmosphere of Urban Panzhihua

CHEN Zhi-han

(PanzhihuaMunicipalEnvironmentalCenter,Panzhihua,Sichuan617000,China)

PM2.5; water-soluble ions; concentration; correlation

2015-07-01

攀枝花市PM2.5的污染現(xiàn)狀調(diào)查及防治研究(2013CY-S-14)。

陳治翰(1977-)，男，四川南充人，1998年畢業(yè)于攀枝花大學(xué)檢測技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)，工程師，研究方向為環(huán)境空氣質(zhì)量狀況。

X513

A

1001-3644(2015)06-0075-06