太原市城区大气PM2.5中元素污染特征及其来源解析

摘要

cqvip:为了解2017年—2018年非采暖季、采暖季PM_(2.5)污染较轻时期和采暖季PM_(2.5)污染较重时期太原市城区大气PM_(2.5)及其附着的15种金属及类金属元素(铝、砷、钙、镉、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、铅、钒和锌)的分布特征及主要来源,在太原市城区的尖草坪区解放北路、迎泽区新建南路和双塔寺街三个监测点使用中流量颗粒物采样器连续采集6 d且每天不少于20 h的大气PM_(2.5)滤膜样品。PM_(2.5)滤膜样品用微波消解法进行前处理后,使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测其中15种金属及类金属元素的含量。通过描述性统计方法分析和比较三个监测点大气PM_(2.5)及其附着的15种金属及类金属元素日均浓度在时间和空间上分布的差异,进一步采用富集因子法和主成分分析法分析其聚集特征和主要来源。结果发现各采样点大气PM_(2.5)及其附着的15种金属及类金属元素的日均浓度在整体上呈现的趋势为:采暖季污染较重时期>采暖季污染较轻时期>非采暖季;各监测期大气中PM_(2.5)及其附着的大多数金属及类金属元素的日均浓度在3个监测点间无显著性差异(p<0.01); PM_(2.5)上附着的15种金属及类金属元素的主要来源在非采暖季是土壤扬尘、建筑扬尘和冶金工业,其贡献率分别为32.03%, 30.52%和18.26%,在采暖期污染较轻时,主要来源是建筑、土壤和冶金工业的混合源、建筑和生物质燃烧混合源以及土壤,其贡献率分别为37.98%, 37.05%和16.55%,在采暖期污染较重时,主要来源是建筑和生物质燃烧混合源,建筑、土壤和冶金工业的混合源以及土壤,其贡献率分别为40.62%, 35.52%和13.96%。与往年的相关研究结果相比,虽然近年来太原市对PM_(2.5)的污染源如冶金工业、机动车和燃煤等的污染物排放控制有所成效,但还应进一步加强对生物质燃烧、土壤扬尘、建筑扬尘和冶金工业污染源的管控措施。