济南公共场所室内环境中PM2.5及无机水溶性离子污染特征研究

摘要

随着经济、社会和科技的快速发展，科研工作者对室外大气中的细颗粒物(PM2.5)及其化学组分开展了许多研究，相对而言，我国对室内空气质量的研究鲜有涉及。为了了解典型公共场所室内环境的空气质量，本研究在不同季节对济南市三种典型公共场所内（超市、商业办公室和大学餐厅）的PM2.5进行了采样，同时同步采集室外PM2.5样品，对所获得的大气颗粒物样品中的无机水溶性离子（F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）进行了分析，并对室外的气象因素（风向、风速、温度、湿度）进行了实时测定。本研究所得到的主要结果如下:
　　 1.济南公共场所室内PM2.5质量浓度显著高出世界其他城市类似公共场所内的PM2.5的浓度值，超市、商业办公室A、大学餐厅和商业办公室B（夏/秋）的PM2.5平均质量浓度分别为102.3，143.8，123.7，83.4和70.2μg· m-3，是世界卫生组织(WHO)所推荐的PM2.5日均标准（25μg·m-3）的5-12倍，说明济南市颗粒物污染严重，空气质量差。
　　 2.总体来说，济南市室内PM2.5质量浓度主要受制于室外污染大气的影响，室内源对室内PM2.5的影响不明显，四个地点的PM2.5质量浓度的平均I/O比范围在0.40-0.78之间，均小于1，说明室外空气污染比室内更为严重，相对而言，呆在室内可以降低对颗粒物的暴露风险。
　　 3.超市、大学餐厅、商业办公室B（秋）内的PM2.5质量浓度的昼夜变化与室外趋向于一致，进一步说明了室外PM2.5是室内PM2.5的主要来源。在商业办公室A的观测结果说明:吸烟会显著增加室内PM2.5的浓度，使PM2.5的I/O比出现了大于1的情况。
　　 4.超市、商业办公室A及商业办公室B中的总水溶性离子质量浓度占PM2.5的百分比均低于同期室外环境中的总水溶性离子所占的百分比。大学餐厅内的总水溶性离子占PM2.5的百分比要高出室外，可能是由于室内的相对湿度高造成的。
　　 5.各观测点室内外各种离子的浓度大小顺序基本一致，说明室内的水溶性离子主要来自于室外。在冬季，受燃煤取暖的影响，室内外的主要水溶性离子均为SO42-、NH4+、NO3-和Cl-;在春季、夏季和秋季，室内外的主要水溶性离子均为SO42-、NH4+和NO3-。由于硝酸盐的稳定性差，在传输到相对封闭的室内环境中后浓度会显著降低。
　　 6.总体说来，受通风的影响，所有水溶性离子在日间的I/O比要小于夜间。打扫会提升室内的Cl-浓度水平，吸烟会释放出K+，室内人员走动产生的扬尘会使Na+和Ca2+浓度升高。