郑州市PM2.5化学组分的季节变化特征及来源解析

摘要

为了解析郑州市PM2.5的污染特征和来源,同时为了研究不同季节以及市区和市郊之间的差异,本研究于2018年四季在郑州市环境保护监测中心站(市区)和郑州大学(市郊)点位共计采集环境PM2.5有效样品1284个.通过离子色谱仪、碳分析仪和X射线荧光光谱仪分别测试得到9种无机水溶性离子、两种碳组分和27种元素浓度,分析了郑州市城郊PM2.5中化学组分的季节变化特征,使用富集因子法、地累积指数法、化学质量平衡模型、后向轨迹法和潜在源贡献因子法,研究了郑州市城郊不同季节PM2.5的来源差异.结果表明,市区和市郊点位年平均PM2.5浓度达到(59.7±24.0)μg·m-3和(74.7±13.5)μg·m-3,郊区点位(除冬季外)季节平均浓度均高于市区点位,季节均值呈现冬季>秋季>春季>夏季的变化.市郊春季受地壳物质的影响较大,夏秋两季全部组分浓度均高于市区;冬季市区受燃煤源和机动车源影响更大.Cu、As、Zn、Pb和Sb受到人为源的影响强烈,市区富集程度更大,Zn、Cu、As和Pb存在一定的潜在生态风险.源解析结果显示,两点位春夏秋冬四季均分别受到扬尘源、二次硫酸盐、二次硝酸盐和燃煤源的较大影响,此外,市区四季受二次污染源和机动车源的影响较大,而市郊秋冬季受生物质源影响较大.来自山东的气团、西北方向的气团(除夏季外)、南方气团(除冬季外)对郑州市PM2.5的污染水平影响较大,其潜在来源区域主要为省内及与邻省的交界处.