长三角背景点夏季大气PM2.5中水溶性无机离子污染特征及来源解析

摘要

为研究长三角背景点夏季PM2.5污染特征,于2018年5月30日—8月15日在上海市崇明岛对PM2.5样品进行昼夜采集,并对其中水溶性无机离子(Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)进行了分析.运用PSCF(潜在源贡献)方法判别污染物排放源区,并结合PCA(主成分分析)和PMF(正交矩阵因子)源解析探究PM2.5来源.结果表明:①观测期间崇明岛ρ(PM2.5)平均值为(33±21)μg∕m3,低于GB 3095—2012《环境空气质量标准》一级标准限值(35μg∕m3),但在部分时段存在显著超标现象,ρ(PM2.5)最高值在120μg∕m3以上.②水溶性无机离子质量浓度平均值为(14±9.3)μg∕m3,占PM2.5的42.4％,其中SNA(SO42-、NO3-、NH4+三者统称)为主要离子,占水溶性离子总质量浓度的85.7％.③n(NH4+)∕n(SO42-)(NH4+与SO42-的摩尔浓度比)显示,清洁期〔ρ(PM2.5)<15μg∕m3〕呈贫铵状态,过渡期〔15≤ρ(PM2.5)≤35μg∕m3〕和污染期〔ρ(PM2.5)>35μg∕m3〕均呈富铵状态;过渡期SNA主要以NH4 HSO4和NH4 NO3形式存在,而污染期则主要以(NH4)2 SO4和NH4 NO3形式存在.④通过对两次典型污染事件进行离子相关性分析和PSCF分析发现,E1污染事件(5月30日—6月8日)为局地生物质燃烧型污染事件,E2污染事件(7月23日—8月1日)为区域传输污染事件.源解析结果进一步表明,两次典型污染事件期间气态污染物的二次转化对PM2.5的贡献最显著,贡献率分别为62.8％和59.8％;其次是生物质燃烧,其贡献率分别为32.5％和20.1％;E2污染事件期间海盐源对崇明岛PM2.5贡献率较高(16.6％),远超过E1污染事件期间对PM2.5的贡献率(2.7％).研究显示,区域输送对崇明岛PM2.5有显著贡献,二次颗粒物累积是崇明岛PM2.5超标的主要原因.