王媛媛，路新燕，高勇，劉丹，王楠，陳純，彭華，張軍河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004

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鄭州市大氣PM2.5中金屬元素的污染特征

王媛媛，路新燕，高勇，劉丹，王楠，陳純，彭華，張軍
河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004

摘要：在鄭州市區(qū)布設采樣點，研究了鄭州市PM2.5中金屬元素的污染特征、季節(jié)分布規(guī)律和富集因子。在1年的監(jiān)測期中，PM2.5的日平均質量濃度為87.4 μg·m-3，日均質量濃度超過GB3095—2012日均值二級標準的天數占總監(jiān)測天數的53%。PM2.5的日平均質量濃度季節(jié)性特征表現(xiàn)為冬季＞秋季＞夏季＞春季。K、V、Mn等10種金屬平均質量濃度與PM2.5平均質量濃度呈明顯正相關，相關系數范圍為0.516～0.907。Na、Cr和Ti平均質量濃度與PM2.5平均質量濃度呈明顯負相關，相關系數均小于-0.6。鄭州市大氣PM2.5中金屬元素質量濃度較高的有Ca、Na、K、Mg、Al、Fe、Zn，質量濃度較低的有Cd、Hg、Ni、V等。冬季PM2.5中Hg和Pb的平均質量濃度明顯高于其他季節(jié)。金屬元素總量中占比最高的是Ca、Na、K，這3種元素的比例和在4個季節(jié)中都大于65%。Cr、Cd、Pb和Hg的比例之和僅冬季超過2%。富集系數的研究表明鄭州市大氣PM2.5中的Ti主要來自天然的土壤，K、Ca、Mg、Fe、V的來源是自然和人為因素的結合。Cu、Zn、Pb主要來源于人為排放，富集因子遠遠大于其它元素，是PM2.5中主要的富集元素。Pb的富集因子在冬季最高，春季最低。對一次典型PM2.5重污染情況進行分析，結果表明PM2.5重污染時，金屬元素的污染也相當嚴重，且其污染源相對復雜，非單一的污染來源。

關鍵詞：PM2.5；金屬元素；質量濃度；富集系數；鄭州市

引用格式：王媛媛， 路新燕， 高勇， 劉丹， 王楠， 陳純， 彭華， 張軍. 鄭州市大氣PM2.5中金屬元素的污染特征［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 2016， 25（5）: 829-834.

WANG Yuanyuan， LU Xinyan， GAO Yong， LIU Dan， WANG Nan， CHEN Chun， PENG Hua， ZHANG Jun. Pollution Characteristics of Metal Elements in PM2.5in the Atmosphere of Zhengzhou ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2016， 25（5）: 829-834.

PM2.5是能夠進入人體肺泡的顆粒。PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，對人體健康和大氣環(huán)境質量的影響更大（Cao et al.，2012；Sun et al.，2013；Yang et al.，2012）。我國于2012年發(fā)布了《環(huán)境空氣質量標準》（GB 3095—2012），增加了 PM2.5的質量濃度限值。細顆粒物指數已經成為一個重要的測控空氣污染程度的指數。PM2.5主要來自于人為排放源和氣態(tài)污染物的化學轉化，化學組分非常復雜，主要成分為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、含碳顆粒（包括元素碳和有機碳）、重金屬、地殼物質等（Ye et al.，2003）。重金屬具有不可降解性，一旦進入環(huán)境體系就成為永久性潛在污染物質，可能對環(huán)境構成極大的潛在威脅。PM2.5通過呼吸進入人體后，其中的重金屬可造成各種人體機能障礙，導致身體發(fā)育遲緩，甚至引發(fā)各種癌癥和心臟?。╕ue et al.，2007；李鳳菊等，2007）。大氣 PM2.5的質量濃度特征，時空分布規(guī)律，化學組分濃度水平和污染特征，相關影響因素等一直是研究的熱點（陳純等，2013；蔣燕等，2016；王嫣然等，2016）。劉佳等（2015）對重慶地區(qū)霧霾天氣下PM2.5中23種金屬元素進行分析，發(fā)現(xiàn)K、Fe、Ca、Zn、Pb、Mn、Ba、As為PM2.5中的主要無機污染物。方宏達等（2015）研究表明在廈門市郊區(qū)，PM2.5中Pb和Cd的富集系數和生物利用系數最高，易遷移進入生物體內。周震峰等（2006）通過對 PM2.5中無機元素質量濃度進行因子分析表明人類活動對蘇南農村地區(qū)PM2.5具有重要影響，PM2.5中組成元素的季節(jié)分布規(guī)律存在區(qū)域差異。目前，有關鄭州市 PM2.5中金屬元素的污染特征研究仍然不足，需要引起關注并進行深入分析。本研究對鄭州市 PM2.5進行了為期1年的監(jiān)測，對PM2.5中金屬元素的污染特征、季節(jié)分布規(guī)律和富集因子進行了分析，以期為PM2.5的來源解析與預防治理工作提供基礎數據，為環(huán)境質量和居民健康的研究提供了科學依據。

1　實驗部分

1.1 樣品采集

采樣點設置在河南省環(huán)境監(jiān)測中心5樓頂，距地面約15 m，四周無遮擋物，周邊無大型工廠，屬于商業(yè)居住區(qū)，能較好反映城區(qū)空氣質量水平。采樣周期為1年。雨雪及風速大于8 m·s-1的天氣不采樣。每次采樣時間大于20 h。采樣同時記錄天氣狀況、溫度、濕度、氣壓等參數。2013年12月至2014 年3月采集冬季樣品，共采集有效樣品25個；2014 年4月至2014年5月采集春季樣品，共采集有效樣品23個；2014年6月至2014年8月采集夏季樣品，共采集有效樣品26個；2014年9月至2014年10月采集秋季樣品，共采集有效樣品23個。

1.2 儀器與試劑

TE-6070型大流量顆粒物采樣器（美國TISCH公司），采樣流量約為1 m3·min-1，24 h流量穩(wěn)定性≤5%，配PM2.5切割器。濾膜為石英濾膜，長方形，尺寸為203 mm×254 mm。

7500cx型電感耦合等離子體質譜儀（美國Agilent公司）；Prodigy XP電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國利曼公司）；Mars微波消解儀（德國）；金屬元素標準溶液為安捷倫公司8500-6940多元素混標；內標溶液為安捷倫公司5188-6525內標溶液；等離子工作氣和輔助氣均為99.999%的高純氬氣。

1.3 樣品分析

采樣前后石英濾膜在恒溫恒濕條件下進行24 h平衡后用梅特勒十萬分之一電子分析天平稱重，計算PM2.5的結果。取1/8濾膜用陶瓷剪刀剪碎置于消解罐中，加入10 mL硝酸-鹽酸混合溶液（于約500 mL超純水中加入55.5 mL硝酸及167.5 mL鹽酸，再用超純水稀釋至1 L），使濾膜浸沒其中。加蓋，置于微波消解儀上，以200 ℃消解15 min。消解結束后，冷卻，超聲15 min。以超純水定容至50.0 mL，過濾，待測。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定Na、Mg、Al、K、Ca，電感耦合等離子體質譜儀測定Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg和Pb。

1.4 質量保證和質量控制

定期清洗采樣器切割頭，定期校準流量。濾膜在使用前需進行檢查：濾膜不得有針孔或任何破損，邊緣平整、厚薄均勻、光滑無毛刺，無污染。每批樣品均進行全程序空白實驗，進行10%平行樣品分析。每次測定均繪制標準曲線，相關系數大于0.999，同時分析標準樣品，確保數據準確可靠。

2　結果與討論

2.1 PM2.5質量濃度水平和季節(jié)變化規(guī)律

監(jiān)測期內，PM2.5的日平均質量濃度為 87.4 μg·m-3，日均質量濃度超過 GB3095—2012日均值二級標準的天數有51 d，占總監(jiān)測天數的53%。超過半數的監(jiān)測日都存在 PM2.5污染，可見鄭州市PM2.5的污染現(xiàn)狀仍然十分嚴峻。PM2.5的日平均質量濃度季節(jié)變化特征表現(xiàn)為冬季（108 μg·m-3）＞秋季（94.1 μg·m-3）＞夏季（78.2 μg·m-3）＞春季（68.4 μg·m-3）。PM2.5日均質量濃度最大值出現(xiàn)在冬季，達到259 μg·m-3。從監(jiān)測結果可知冬季PM2.5污染較嚴重，可能與冬季供暖的影響有關（吳丹等，2014）。對北京（蔣燕等，2016）、杭州（杜正等，2015）、廈門（方宏達等，2015）、西安（李會霞等，2016）等城市大氣PM2.5的研究均表明冬季PM2.5的污染狀況在四季中最為嚴重，與本文研究結論一致，具有普遍性。鄭州市四季PM2.5日均質量濃度見圖1。

2.2 PM2.5質量濃度與PM2.5中金屬質量濃度相關性

由表1可以看出，K、V、Mn等10種金屬平均質量濃度與PM2.5平均質量濃度呈明顯正相關，占所檢測金屬種類的 62.5%，相關系數范圍為0.516～0.907。Na、Cr和 Ti平均質量濃度與 PM2.5平均質量濃度呈顯著負相關，占所檢測金屬種類的18.8%，相關系數均小于-0.6。Ca、Mg和Al的平均質量濃度與 PM2.5平均質量濃度相關性較低，其質量濃度隨PM2.5質量濃度的變化較小。PM2.5中的大部分金屬質量濃度與PM2.5質量濃度存在中度或高度相關，汪慶慶等（2013）對工業(yè)區(qū)大氣 PM2.5的研究也得出類似結論。

2.3 PM2.5中金屬元素質量濃度水平和季節(jié)變化規(guī)律

表1顯示，鄭州市大氣PM2.5中金屬元素質量濃度較高的有Ca、Na、K、Mg、Al、Fe、Zn，質量濃度較低的有 Cd、Hg、Ni、V等。冬季 PM2.5中Hg和Pb的平均質量濃度明顯高于其他季節(jié)，可能是來源于冬季燃煤量增加的人為源排放，同時和冬季的氣象條件不利于污染物擴散有關（林治卿等，2005）。對其他城市的研究也表明，冬季PM2.5中Hg的質量濃度明顯高于夏季（杜金花等，2010；王章瑋等，2004）。

鄭州市大氣PM2.5中金屬元素季節(jié)濃度差見圖2?？梢钥闯鲇啥具M入春季后，除了Na和Ti的質量濃度明顯升高，大部分金屬元素質量濃度都有所降低。由春季轉入夏季，Cd和Ti質量濃度略微升高，其他所有金屬元素的質量濃度都進一步降低。進入秋季，Na、Mg、Al、Cr、Ti質量濃度略微降低，其余元素質量濃度略微升高。除Ti外，所有金屬元素在冬季質量濃度都有所升高。特別是對人類健康影響較大的Pb和Hg，冬季較秋季質量濃度升高較大。

表1顯示，鄭州市大氣PM2.5金屬元素總量中占比例最高的是Ca、Na、K，這3種元素的比例之和在4個季節(jié)中都大于65%，春季最高，達到70.4%。占比例中等的有Mg、Al、Fe、Zn，這4種元素的比例之和在 4個季節(jié)都約占 30%，春季最低，為27.1%。占比例較低的Cd、Hg、Ni、V等元素的比例之和，在4個季節(jié)中都小于4%。《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095—2012）涉及的4種重金屬污染元素Cr、Cd、Pb和Hg，其比例之和只有在冬季超過了2%。

圖1　鄭州市大氣四季PM2.5日均質量濃度Fig. 1　Daily average mass concentrations of PM2.5 in the atmosphere of Zhengzhou at four seasons

表1　鄭州市大氣四季PM2.5中金屬元素的平均質量濃度Table 1　Average concentration of the mental elements in PM2.5 in the atmosphere of Zhengzhou at four seasons

鄭州市大氣PM2.5中各金屬元素所占比例季節(jié)差見圖3。可以看出由冬季進入春季和由秋季進入夏季，質量濃度降低的元素，在金屬總量中所占比例降低，而質量濃度升高的元素，在金屬總量中所占比例升高。毒性較大的Pb和Hg進入春季后在金屬總量中所占的比例明顯降低。由春季轉入夏季，由于Ca質量濃度降低較多造成金屬總質量降低，導致除Na、Ca、Al外，其他金屬元素占金屬總量的比例都有所升高。由秋季轉入冬季，Na、Mg、Fe、Cu的質量濃度升高，在金屬總質量中所占的比例卻有所降低。

圖2　鄭州市大氣PM2.5中金屬元素季節(jié)質量濃度差Fig. 2　Difference among the seasonal average mass concentrations of each metal element in PM2.5 in the atmosphere of Zhengzhou

圖3　鄭州市大氣PM2.5中各金屬元素所占比例季節(jié)差Fig. 3　Differences among the seasonal percentage values of each metal element in PM2.5 in the atmosphere of Zhengzhou

2.4 PM2.5的富集系數

富集系數分析可以判定顆粒物中金屬元素來自人為污染的程度。富集系數（EF）用下式計算：

式中，EF為富集系數，EF＜1，說明這些元素只來自巖石風化或土壤的天然塵埃；EF介于 1和10之間，說明這些元素既有來源人為的因素也有來源自然的因素；EF＞10，說明這些元素主要來自于人類生產生活；Ci為研究元素i的質量濃度；CR為所選參比元素的質量濃度；（Ci/CR）氣溶膠為當前氣溶膠中元素與參比元素的比值；（Ci/CR）地殼為地殼中相對應元素的平均含量與參比元素的平均含量比值。參比元素一般是選擇地殼中人為污染很小、化學穩(wěn)定性好、揮發(fā)性較低并且大量存在的元素。

地殼元素含量選擇河南省A層土壤元素背景值的算術平均值作為參考值，選擇 Al作為參比元素（國家環(huán)境保護局等，1990）。表2為計算所得的金屬元素的富集系數?？梢钥闯鲟嵵菔写髿?PM2.5中的Ti主要來自天然的土壤，沒有受到污染。K、Ca、Mg、Fe、V的來源是自然和人為因素的結合。由于Ca是建筑塵的標識元素，大量建筑活動可能是造成額外細粒子Ca負荷的主要原因（楊復沫等，2004）。Cu、Zn、Pb的富集系數遠遠大于10，主要來源于人為排放。Zn主要是來自輪胎的磨損，在城市環(huán)境空氣中多存在富集現(xiàn)象（趙金平等，2008）。Cu、Zn和 Pb的富集系數遠遠大于其它元素，是 PM2.5中主要的富集元素。這與陳純等（2013）對鄭州市金屬元素的研究結果一致，表明Cu、Zn和Pb作為鄭州市 PM2.5中主要的富集元素具有一定的時間穩(wěn)定性。鉛的富集系數在冬季最高，春季最低，說明Pb排放源的排放具有明顯的季節(jié)性。春季Ni和秋季Cr EF＜10，受到人為排放源影響較小，但在其他3個季節(jié)，人為活動排放的影響增加，表現(xiàn)出在顆粒物中富集。春季和夏季Mn富集系數小于冬季和秋季，在秋冬季節(jié)人為排放的影響大于自然來源。

表2　鄭州市大氣PM2.5中金屬元素的富集系數Table 2　Enrichment factor of the mental elements in PM2.5 in the atmosphere of Zhengzhou

2.5 一次典型PM2.5重污染情況的分析

在監(jiān)測期間，2014年3月11日PM2.5的日平均質量濃度最高，達到259 μg·m-3，2014年3月12日出現(xiàn)大風降溫天氣后，2014年3月13日PM2.5的日平均質量濃度明顯降低，為53.7 μg·m-3，為2014 年3月11日的1/5。將2014年3月11日和2014 年3月13日的金屬元素測定結果進行比較，見表3。可以看出，相比PM2.5的日平均質量濃度高的2014 年3月11日，2014年3月13日隨著PM2.5的日平均質量濃度的降低，全部金屬元素的質量濃度都有所降低。Ca的降幅最大，降為2014年3月11日的1/5。其次為Mg和Ti，降為2014年3月11日的1/4。降幅最小的Zn和Pb均下降了約30%。說明PM2.5重污染時，金屬元素的污染也相當嚴重且其污染源相對復雜，非單一的污染來源。

3　結論

（1）監(jiān)測期內，PM2.5的日平均質量濃度為87.4 μg·m-3，日均質量濃度超過 GB3095—2012日均值二級標準的天數占總監(jiān)測天數的 53%。PM2.5的日平均質量濃度季節(jié)變化特征表現(xiàn)為為冬季＞秋季＞夏季＞春季。PM2.5的污染治理工作仍需得到進一步的重視。

表3　2014-03-11和2014-03-13鄭州市大氣PM2.5中金屬元素的質量濃度Table 3　The mass concentrations of metal elements in PM2.5 in the atmosphere of Zhengzhou on March 11th， 2014 and March 13th， 2014

（2）K、V、Mn等10種金屬平均質量濃度與PM2.5平均質量濃度呈明顯正相關，占所檢測金屬種類的62.5%，相關系數范圍為0.516～0.907。Na、Cr和Ti平均質量濃度與PM2.5平均質量濃度呈明顯負相關，占所檢測金屬種類的18.8%，相關系數均小于-0.6。Ca、Mg和Al的平均質量濃度與PM2.5平均質量濃度相關性較低。控制PM2.5的污染狀況對降低大氣的金屬污染也具有一定的意義。

（3）鄭州市大氣PM2.5中金屬元素質量濃度較高的有Ca、Na、K、Mg、Al、Fe、Zn，質量濃度較低的有Cd、Hg、Ni、V等。冬季PM2.5中Hg和Pb的平均質量濃度明顯高于其他季節(jié)。鄭州市大氣PM2.5金屬元素總量中占比例最高的是Ca、Na、K，這3種元素的比例之和在4個季節(jié)中都大于65%。占比例中等的有Mg、Al、Fe、Zn，這4種元素的比例之和在4個季節(jié)都約占的30%。占比例較低的Cd、Hg、Ni、V等元素的比例之和，在4個季節(jié)中都小于4%。Cr、Cd、Pb和Hg，4種元素的比例之和僅冬季超過2%。

（4）鄭州市大氣PM2.5中的Ti主要來自天然的土壤，沒有受到污染。K、Ca、Mg、Fe、V的來源是自然和人為因素的結合。Cu、Zn、Pb主要來源于人為排放。Cu、Zn和Pb的富集系數遠遠大于其它元素，是PM2.5中主要的富集元素。Pb的富集系數在冬季最高，春季最低。

（5）對一次典型PM2.5重污染情況進行分析，結果表明 PM2.5重污染時，金屬元素的污染也相當嚴重，且其污染源相對復雜，非單一的污染來源。

參考文獻：

CAO J， XU H， XU Q， et al. 2012. Fine Particulate Matter Constituents and Cardiopulmonary Mortality in a Heavily Polluted Chinese City ［J］. Environmental Health Perspectives， 120（3）: 373-378.

SUN Z， MU Y， LIU Y， et al. 2013. A comparison study on airborne particles during haze days and non-haze days in Beijing ［J］. Science of the TotalEnvironment， 456-457（7）: 1-8.

YANG D， QI S， DEVI N L， et al. 2012. Characterization of polycyclic aromatic hydrocarbons in PM2.5and PM10in Tanggu District， Tianjin Binhai New Area， China ［J］. Frontiers of Earth Science， 6（3）: 324-330. YE B， JI X， YANG H， et al. 2003. Concentration and chemical composition of PM2.5in Shanghai for a 1-year period ［J］. Atmospheric Environment，37（4）: 499-510.

YUE W， LI X， LIU J， et al. 2007. Source tracing of chromium-， manganese-，nickel- and zinc-containing particles （PM10） by micro-PIXE spectrum ［J］. Journal of Radioanalytical & Nuclear Chemistry， 274（1）: 115-121.

陳純， 朱澤軍， 劉丹， 等. 2013. 鄭州市大氣PM2.5的污染特征及源解析［J］. 中國環(huán)境監(jiān)測， 29（5）: 47-52.

杜金花， 黃曉鋒， 何凌燕， 等. 2010. 深圳市大氣細粒子（PM2.5）中汞的污染特征［J］. 環(huán)境科學研究， 23（6）: 667-673.

杜正， 陳之江， 項建強， 等. 2015. 杭州市臨平地區(qū)PM2.5和PM10污染特征分析研究［J］. 環(huán)境科學與管理， 40（11）: 61-65.

方宏達， 陳錦芳， 段金明， 等. 2015. 廈門市郊區(qū)PM2.5和PM10中重金屬的形態(tài)特征及生物可利用性研究［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 24（11）: 1872-1877.

國家環(huán)境保護局， 中國環(huán)境監(jiān)測總站. 1990. 中國土壤元素背景值［M］.北京: 中國環(huán)境科學出版社.

蔣燕， 陳波， 魯紹偉， 等. 2016. 北京城市森林 PM2.5質量濃度特征及影響因素分析［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 25（3）: 447-457.

李鳳菊， 邵龍義， 楊書申. 2007. 大氣顆粒物中重金屬的化學特征和來源分析［J］. 中原工學院學報， 18（1）: 7-11.

李會霞， 史興民. 2016. 西安市PM2.5時空分布特征及氣象成因［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 25（2）: 266-271.

林治卿， 襲著革， 楊丹鳳， 等. 2005. 采暖期大氣中不同粒徑顆粒物污染及其重金屬分布狀況［J］. 環(huán)境與健康雜志， 22（1）: 33-34.

劉佳， 翟崇治， 許麗萍， 等. 2015. 灰霾天氣下重慶地區(qū)秋冬金屬污染特征及來源分析［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 24（10）: 1689-1694.

汪慶慶， 周連， 陳曦， 等. 2013. 工業(yè)區(qū)大氣PM2.5中金屬元素分布特征及影響因素分析［J］. 環(huán)境與健康雜志， 30（9）: 777-781.

王嫣然， 張學霞， 趙靜瑤， 等. 2016. 2013—2014年北京地區(qū)PM2.5時空分布規(guī)律及其與植被覆蓋度關系的研究 ［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 25（1）: 103-111.

王章瑋， 張曉山， 張逸， 等. 2004. 北京市大氣顆粒物PM2.5， PM10及降雪中的汞［J］. 環(huán)境化學， 23（6）: 668-673.

吳丹， 于亞鑫， 夏俊榮， 等. 2014. 我國灰霾污染的研究綜述［J］. 環(huán)境科學與技術， 37（S2）: 295-304.

楊復沫， 賀克斌， 馬永亮， 等. 2004. 北京市大氣 PM2.5中礦物成分的污染特征［J］. 環(huán)境科學， 25（5）: 26-30.

趙金平， 譚吉華， 畢新慧， 等. 2008. 廣州市灰霾期間大氣顆粒物中無機元素的質量濃度［J］. 環(huán)境化學， 27（3）: 322-326.

周震峰， 劉康， 孫英蘭. 2006. 蘇南農村地區(qū)大氣PM2.5元素組成特征及其來源分析［J］. 環(huán)境科學研究， 19（3）: 24-28.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.05.015

中圖分類號：X16

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5906（2016）05-0829-06

基金項目：國家儀器科技開發(fā)重大專項（2011YQ060100）

作者簡介：王媛媛（1983年生），女，工程師，碩士，從事環(huán)境監(jiān)測工作。E-mail: 122584475@qq.com

收稿日期：2016-03-01

Pollution Characteristics of Metal Elements in PM2.5in the Atmosphere of Zhengzhou

WANG Yuanyuan， LU Xinyan， GAO Yong， LIU Dan， WANG Nan， CHEN Chun， PENG Hua， ZHANG Jun
Henan Environment Monitoring Center， Zhengzhou 450004， China

Abstract：Pollution characteristics， seasonal distribution rules and enrichment factor of the metal elements in PM2.5in Zhengzhou has been studied in urban district. The daily average mass concentration of PM2.5in the year in which the monitoring experiments conducted is 87.4 μg·m-3. The number of days on which the daily average mass concentration of PM2.5greater than the secondary standard for daily value stipulated in GB 3095-2012 accounted for 53% of all the days monitored. Among the four seasons， the daily average mass concentration of PM2.5of Winter is the highest with Autumn being the second highest， Summer being the third highest and Spring being the minimum. An obvious positive correlation exists between the average mass concentrations of the 10 mental elements such as K， V and Mn and the average mass concentration of PM2.5， and the correlation coefficient ranges from 0.516 to 0.907. An obvious negative correlation exists between the average mass concentrations of Na， Cr and Ti and the average mass concentration of PM2.5， and all the correlation coefficients are less than -0.6. The mass concentrations of Ca， Na， K， Mg， Al， Fe， and Zn in PM2.5in the atmosphere of Zhengzhou are relatively high， while the mass concentrations of the metal elements， such as Cd， Hg，Ni， and V in PM2.5are relatively low. The average mass concentration of Hg and Pb in PM2.5in winter are much greater than that at other seasons. The percentage values of the mass concentration of Ca， Na and K in the total mass of the mental elements which are greater than 65% at all the four seasons are the top three， while only in winter， the sum of the percentage values of Cr， Cd， Pb and Hg is greater than 2%. The study on enrichment factor shows that Ti in PM2.5in the atmosphere of Zhengzhou comes mainly from soils，and the sources of K， Ca， Mg， Fe and V are combinations of natural and human factors. Cu， Zn， and Pb， the principal enriched elements in PM2.5， are mainly from anthropogenic discharges and their enrichment factors are much greater than that of other elements. The enrichment factor of Pb in winter is the highest and the enrichment factor of Pb in spring is the lowest among the four seasons. An analysis on a typical heavy pollution case of PM2.5has been carried out and the conclusion shows that the concentration of PM2.5reaches heavy-pollution level， the pollution of metal elements is also fairly severe and the pollution sources are also very complicated and are of multiple sources.

Key words：PM2.5； metal elements； mass concentration； enrichment factor； Zhengzhou