武汉市东湖区域大气颗粒物污染特征

摘要

随着我国经济的快速发展，环境问题日益严重，尤其是近几年来我国各城市灰霾频发，城市大气污染问题更是受到广泛关注。本研究就武汉市东湖区域大气污染状况进行研究探讨，在2016年3月～2017年1月这段时间内对该区域中大气颗粒物PM10和PM2.5进行采样，并对其质量浓度、水溶性无机离子（Na+、NH4+、K+、Cl-、NO3-、SO42-）、重金属元素（Fe、Ca、Zn、As、Pb、Cr、Mn、Ni、Cu、Co、Cd）以及有机碳（OC）、元素碳（EC）的含量进行测定，分析PM10和PM2.5污染特征，初步探究武汉市生活休闲区大气颗粒物来源。本研究所得结果如下：
　　1.采样期间，PM10的平均质量浓度为114.8±57.8μg/m3，季节浓度变化为冬季＞春季＞夏季＞秋季；PM2.5的平均质量浓度为81.1±45.2μg/m3，季节浓度变化为冬季最高，秋季、夏季次之，春季最低。
　　2.PM10中总水溶性无机离子的平均浓度为63.1±37.7μg/m3，在PM10中平均占比为58.71％；PM2.5中总水溶性无机离子的平均浓度为37.0±28.7μg/m3，在PM2.5中平均占比为49.21%。SO42-、NO3-和NH4+是水溶性无机离子中的主要组分，这3种离子在PM10和PM2.5的总水溶性无机离子的质量浓度所占百分比均为80%以上。通过对不同IAQI分级下PM10和PM2.5中NO3-/SO42-的比值分析发现在空气污染逐渐加重时，PM10和PM2.5中NO3-/SO42-的比值升高，说明移动源对大气颗粒物的贡献增大。由离子间的相关性分析发现在PM10和PM2.5中NH4+、NO3-、SO42-这3种离子间的相关性较高，说明在颗粒物中NH4+、NO3-、SO42-之间是以NH4NO3、(NH4)2 SO4和NH4H SO4的形式存在。
　　3. PM10和PM2.5中所测11种元素的平均质量浓度分别为8.3±7.0μg/m3、5.2±4.2μg/m3，这几种元素在PM10中的占比为7.81%，在PM2.5中的占比为7.18%。Fe和Ca是所测11种元素的主要组成成分。Zn、As、Pb、Cd这4种重金属元素在PM10和PM2.5中的富集因子大于10，表明这些重金属元素在大气颗粒物中的主要来源为人为污染源，土壤扬尘对其的影响较小，其中As污染较为严重。Ni富集因子只在PM2.5中为大于10，而且As和Cd也是在PM2.5中富集因子大于PM10，说明这3种重金属元素较多的富集于细颗粒物中。
　　4.在PM10中，OC、EC的平均质量浓度分别为11.6±5.4μg/m3、4.4±2.7μg/m3，OC、EC在颗粒物的质量浓度中平均占比分别为10.07%和3.86%；在PM2.5中，OC、EC的平均质量浓度分别为9.0±4.7μg/m3、3.5±2.1μg/m3，OC、EC在颗粒物的质量浓度中平均占比分别为11.12%和4.29%。在PM10和PM2.5中OC、EC季节平均质量浓度由大到小均为冬季>夏季>秋季>春季。PM10和PM2.5中OC、EC都呈现出较强的相关性。PM10和PM2.5中SOC的平均质量浓度分别为5.1μg/m3、3.1μg/m3，SOC在OC中占比在PM10中为夏季最高，而在PM2.5中其占比在春季最高，均为50%以上。

目录

声明

1．前言

1.1 研究背景

1.2 大气颗粒物基本特征

1.3 研究进展

1.4 研究目的与内容

2材料与方法

2.1 采样点

2.2 采样时间和方法

2.3 样品分析

2.3.1 质量浓度

2.3.2 水溶性离子

2.3.3 重金属元素

2.3.4 有机碳-元素碳（OC-EC）

2.4 分析所用到的公式

2.4.1 离子平衡

2.4.2 元素富集因子

2.4.3 二次有机气溶胶（SOC）估算

3结果与讨论

3.1 PM10和PM2.5质量浓度

3.1.1 PM10和PM2.5整体浓度变化

3.1.2 PM10和PM2.5季节变化

3.2 PM10和PM2.5中水溶性无机离子

3.2.1水溶性无机离子的整体浓度

3.2.2水溶性无机离子的季节变化

3.2.3 离子平衡及其相关性分析

3.3 PM10和PM2.5中重金属元素

3.3.1重金属元素的整体浓度

3.3.2重金属元素质量浓度的季节性变化

3.3.3 富集因子分析

3.4 PM10和PM2.5中OC、EC

3.4.1 OC、EC的质量浓度及季节变化

3.4.2 OC/EC相关性分析以及二次有机气溶胶（SOC）估算

4 结论

参考文献

致谢