程慧波

（甘肅省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，甘肅 蘭州 730000）

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及城市化進(jìn)程加快，大氣環(huán)境污染日益加重，蘭州市主城區(qū)作為大氣環(huán)境同人類(lèi)活動(dòng)之間物質(zhì)、能量、動(dòng)量以及水汽交換的重要場(chǎng)所[1-3]，PM2.5時(shí)空分布以及組成成分對(duì)蘭州市主城區(qū)的生態(tài)環(huán)境以及人群健康等有著重要的影響。通過(guò)地形地貌因素的分析、污染源的調(diào)查、氣象因素的研究以及二次污染顆粒物的形成條件分析等因素有助于表征大氣顆粒物的空間分布，借助地理信息系統(tǒng)（GIS），能夠更加直觀地區(qū)研究顆粒物空間分布態(tài)勢(shì)特征[4-5]。水溶性離子是PM2.5的重要組成部分，二次無(wú)機(jī)離子是顆粒物污染過(guò)程中的重要化學(xué)物種[6-8]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)PM2.5的離子濃度、季節(jié)變化以及區(qū)域分布做了大量的研究，許多研究發(fā)現(xiàn)很多地區(qū)水溶性離子組成成分受局地源的影響較大。本研究以蘭州市主城區(qū)PM2.5為研究對(duì)象，在春季開(kāi)展樣品采集及水溶性離子分析，研究蘭州市主城區(qū)PM2.5時(shí)空分布特征及PM2.5中水溶性離子的質(zhì)量濃度、及來(lái)源特征，以期為蘭州市主城區(qū)后續(xù)開(kāi)展PM2.5時(shí)空分布、組成特征及污染成因提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本次研究在蘭州市主城區(qū)蘭煉賓館、職工醫(yī)院、生物研究所、鐵路設(shè)計(jì)院4個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行樣品采集。樣點(diǎn)布設(shè)綜合考慮了蘭州市主城區(qū)的地理位置以及氣候條件，布設(shè)點(diǎn)位具有代表性。選用中流量TH-150F型進(jìn)行采樣，流速為100L/min，采樣前后標(biāo)準(zhǔn)濾膜在恒溫恒濕箱中進(jìn)行保存。采樣時(shí)間為：2014年4月1日-2014年4月10日（春季）。

1.2 監(jiān)測(cè)儀器和分析方法

本文研究各樣點(diǎn)監(jiān)測(cè)儀器為河北先河PM10/PM2.5顆粒物XHPM2000E自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀（監(jiān)測(cè)采樣時(shí)間為2014年4月1日—6月30日）；分析儀器為美國(guó)戴安（Dionex）公司生產(chǎn)的ICS.2000離子色譜儀。在分析過(guò)程中使用上海超聲SKQ-2200智能超聲波儀進(jìn)行消解樣品。

2 結(jié)果與討論

2.1 PM2.5空間分布特征

根據(jù)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位PM2.5顆粒物XHPM2000E自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)蘭州市主城區(qū)2014年鐵路設(shè)計(jì)院、七里河區(qū)職工醫(yī)院、西固區(qū)蘭煉賓館、生物制品研究所4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的PM2.5春季平均值在ArcGIS中進(jìn)行空間插值，得到了2014年年蘭州市主城區(qū)春季PM2.5污染的空間格局分布圖，如圖1所示。

圖1 2014年蘭州市主城區(qū)春季PM2.5顆粒物空間分布插值圖

從圖1可以看出2014年春季蘭州市主城區(qū)PM2.5空間分布呈現(xiàn)出了片狀、點(diǎn)狀和條帶狀的分布模式，高值區(qū)域主要分布在蘭州市主城區(qū)東邊區(qū)域，該區(qū)域PM2.5濃度值在0.063～0.081mg/m3，該區(qū)域存在大量的物流公司存在，人流車(chē)輛較大，居民生活以及機(jī)動(dòng)車(chē)輛尾氣排放等因素造就了該區(qū)域PM2.5濃度值要高于其他區(qū)域。以黃河為主線的中間區(qū)域則PM2.5濃度值整體保持在0.06mg/m3左右。

2.2 水溶性離子污染特征

對(duì)2014年蘭州市主城區(qū)春季大氣顆粒物PM2.5進(jìn)行水溶性離子實(shí)驗(yàn)分析得出的結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 蘭州市主城區(qū)2014年春季PM2.5水溶性離子濃度

從2014年蘭州市主城區(qū)春季4個(gè)采樣點(diǎn)水溶性離子實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：蘭煉賓館陰離子濃度排列順序?yàn)?SO42-＞Cl-＞NO3-＞SO32-＞F-，陽(yáng)離子濃度排列順序?yàn)?Na+＞Ca2+＞K+＞NH4+＞Mg2+； 鐵路設(shè)計(jì)院水溶性陰離子的排列順序?yàn)?SO42-＞Cl-＞NO3-＞SO32-＞F-，陽(yáng)離子濃度排列順序?yàn)?Na+＞Ca2+＞K+＞NH4+＞Mg2+； 生物研究所水溶性陰離子濃度排列順序?yàn)镾O42-＞Cl-＞NO3-＞SO32-＞F-， 陽(yáng)離子濃度排列順序?yàn)椋篊a2+＞Na+＞K+＞Mg2+＞NH4+；職工醫(yī)院水溶性陰離子濃度排列順序?yàn)?SO42-＞Cl-＞NO3-＞SO32-＞F-，陽(yáng)離子濃度排列順序?yàn)?Ca2+＞Na+＞K+＞NH4+＞Mg2+。 從水溶性陰陽(yáng)離子的排序結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)蘭煉賓館同鐵路設(shè)計(jì)院排序一致，生物研究所同職工醫(yī)院排序基本一致，說(shuō)明了蘭州市主城區(qū)春季PM2.5主要污染物來(lái)源結(jié)構(gòu)基本類(lèi)似。從水溶性陰陽(yáng)離子的分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：Cl-、NO3-、SO42-是陰離子中的主導(dǎo)離子，Ca2+、Na+是陽(yáng)離子中的主導(dǎo)離子，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析得出，PO43-離子在所有的采樣點(diǎn)中均未檢出。

3 結(jié)論

1）2014年春季蘭州市主城區(qū)PM2.5空間分布呈現(xiàn)出了片狀、點(diǎn)狀和條帶狀的分布模式，高值區(qū)域主要分布在蘭州市主城區(qū)東邊區(qū)域，該區(qū)域PM2.5濃度值在 0.059～0.076mg/m3。

2）蘭煉賓館同鐵路設(shè)計(jì)院排序一致，生物研究所同職工醫(yī)院排序基本一致，說(shuō)明了蘭州市主城區(qū)春季PM2.5主要污染物來(lái)源結(jié)構(gòu)基本類(lèi)似。

3）蘭州市主城區(qū)春季 PM2.5中 Ca2+、Na+是陽(yáng)離子中的主導(dǎo)離子，Cl-、NO3-、SO42-是陰離子中的主導(dǎo)離子。