蔣榮，嚴(yán)飛，楊杰，錢震

(江蘇省南通環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南通 226006)

細(xì)顆粒物(PM2.5)已成為我國大部分地區(qū)冬季的主要污染物，水溶性離子作為PM2.5最主要成分，占其質(zhì)量濃度的40%以上[1]。目前國內(nèi)外圍繞水溶性離子的研究已有很多，國內(nèi)研究主要集中在長三角、京津冀等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)和污染相對較嚴(yán)重的城市或區(qū)域[2-4]，對于類似南通這樣的三線城市研究相對欠缺。南通市東臨黃海，海洋氣流的影響決定了其大氣污染物特征的獨特性?，F(xiàn)采用2016和2017年冬季南通市大氣多參數(shù)站連續(xù)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，對南通市冬季PM2.5中水溶性離子污染特征進(jìn)行研究，為南通市大氣污染防治提供技術(shù)借鑒。

1 研究方法

參照農(nóng)歷立春時間，將2016年12月—2017年2月劃分為2016年冬季，2017年12月—2018年2月劃分為2017年冬季；采用同時具有PM2.5和水溶性離子有效數(shù)據(jù)的小時數(shù)據(jù)為樣本，共獲取冬季樣本數(shù)4 095個。

2 結(jié)果與分析

2.1 南通市冬季ρ(PM2.5)

樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出，2016和2017年冬季PM2.5均值分別為58和54 μg/m3，遠(yuǎn)高于其年均值，2016和2017年南通市大氣多參數(shù)站監(jiān)測PM2.5年均值分別為44和40 μg/m3，由于管控力度增大等原因，2017年大氣顆粒物污染較2016年整體有好轉(zhuǎn)。冬季ρ(PM2.5)相對偏高主要是因為一方面冬季常受高壓控制，大氣層結(jié)穩(wěn)定，大氣邊界層高度低，濃霧、逆溫等氣象條件頻發(fā)，降水稀少，易于顆粒物累積，造成本地累積性顆粒物污染；另一方面冬季常有冷空氣南下，將北方供暖燃煤等因素造成的顆粒物污染攜帶過來，造成外源輸入性顆粒物污染。

2.2 南通市冬季水溶性離子污染特征

2.2.1ρ(水溶性離子)

圖1 各ρ(水溶性離子)和占ρ(PM2.5)百分比

國內(nèi)主要城市ρ(水溶性離子)占ρ(PM2.5)百分比見表1。由表1可見，與國內(nèi)其他主要城市對比，南通市冬季ρ(PM2.5)較低，但ρ(水溶性離子)總和ρ(SNA)占ρ(PM2.5)百分比相對較高，僅低于武漢2014年冬季重污染過程。各城市之間的差異受城市污染來源、城市空氣濕度、采樣時間、采樣方式等多種因素影響，但均反映出了水溶性離子是PM2.5重要組分。

表1 國內(nèi)主要城市水溶性離子占PM2.5質(zhì)量百分比

①清潔過程；②重污染過程。

表2 硝酸鹽與硫酸鹽的質(zhì)量比及其二次轉(zhuǎn)化結(jié)果

NOR和SOR計算公式為：

(1)

(2)

2.2.3 離子間的相關(guān)性分析

通過分析水溶性離子之間的相關(guān)性，可在一定程度推斷其各組分之間的結(jié)合方式和來源。冬季PM2.5及其水溶性離子相關(guān)性分析結(jié)果見表3。

表3 PM2.5中水溶性離子的相關(guān)性分析①(n =4 095)

①**為在α =0.01水平顯著相關(guān)，*為在α=0.05水平顯著相關(guān)。

除Na+外，Cl-與所有陽離子均在α=0.01水平顯著相關(guān)，表明Cl-較易以氯化鉀(KCl)、氯化銨(NH4Cl)、氯化鈣(CaCl2)、氯化鎂(MgCl2)等多種形式存在。K+作為生物質(zhì)燃燒的指示離子[10]，與Cl-呈較好的相關(guān)性，說明生物質(zhì)燃燒對Cl-貢獻(xiàn)較大，但南通市冬季無農(nóng)作物秸稈焚燒，也不存在生物質(zhì)燃燒集中供暖，推測北方供暖燃燒過程對南通市冬季Cl-增長產(chǎn)生貢獻(xiàn)。Ca2+作為土壤來源和建筑揚塵的標(biāo)識離子[1]，與Cl-也呈較好的相關(guān)性，說明Cl-還可能受到土壤塵的影響。Cl-與Na+無明顯相關(guān)性，且ρ(Cl-)/ρ(Na+)為8.6，遠(yuǎn)高于海鹽中其比值1.8[11]，說明海水對Cl-的貢獻(xiàn)相對較小，Cl-還可來源于工業(yè)含氯物質(zhì)的排放、大氣中氯化氫(HCl)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等，來源較為廣泛。

3 結(jié)論

(2) 移動源已經(jīng)成為南通市冬季的主要污染源，且有逐年增強趨勢，亟待制定移動源防控和治理措施。對NOR和SOR的分析表明，南通市冬季存在較明顯的二次轉(zhuǎn)化污染，SO2的轉(zhuǎn)化程度>NO2。