上海市大氣顆粒物和降水中的離子化學(xué)特征.pdf

1、近年來，全國各大城市霧霾問題愈演愈烈，2013年中國遭遇史上最嚴(yán)重霧霾天氣。上海市在2013年12月初，嚴(yán)重霧霾天氣持續(xù)了一周左右，霧霾是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述。空氣中的污染物可以通過濕沉降進(jìn)行清除，降水在一定程度上可以凝結(jié)并粘住空氣中懸浮的微小顆粒物，它是大氣污染物被清除的最有效且最快速的過程之一。
　　為了較全面系統(tǒng)地分析上海市大氣干濕沉降的離子化學(xué)特征，本研究以大氣顆粒物和降水中水溶性離子為主線，于2015

2、年4月～9月在上海師范大學(xué)徐匯校區(qū)旅游學(xué)院6樓樓頂（高約25米）采集了降水、PM2.5、PM10、和分級樣品。本文對其中降水樣品的pH值和電導(dǎo)率進(jìn)行了定量測定，并建立離子色譜法測定降水、PM2.5、PM10和分級樣品中的主要水溶性離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、SO42)和有機(jī)酸根離子(HCOO-、CH3COO-、C2O42-)的濃度，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室分析和統(tǒng)計(jì)分析，研究

3、其組成、粒徑分布和來源，探討降水對大氣顆粒物中離子的沖刷作用。
　　研究數(shù)據(jù)表明，降水樣品pH平均值為5.88，酸雨約占總降水次數(shù)的43％，降水的酸性程度情況是9月份＞6月份＞7月份＞5月份。降水樣品電導(dǎo)率的平均值為27.8μs/cm，降水電導(dǎo)率保持在一個(gè)相對平緩的狀態(tài)。降水樣品中電導(dǎo)率與離子總濃度呈正相關(guān)，降水電導(dǎo)率的大小受多方面因素的共同影響，不是由某一單一因素所決定，主要與降水中水溶性離子以及大氣中的污染物有關(guān)。降雨樣品中5

4、種陽離子總濃度變化范圍在28.7～651.5μeq/L之間。11種陰離子的總濃度變化范圍在46.2～314.7μeq/L之間。測定的21份PM2.5樣品中，離子總濃度變化范圍在9.17～65.36μg/m3之間，16份PM10樣品，離子總濃度變化范圍在11.54～88.45μg/m3之間。在不同介質(zhì)中，各離子的組成和排列順序皆有差異。PM2.5和PM10中NO3-和SO42-的質(zhì)量比分別為0.73、1.39，說明固定源（燃煤排放）對PM

5、2.5中的氮、硫貢獻(xiàn)更大，而在PM10中移動(dòng)源（機(jī)動(dòng)車尾氣）貢獻(xiàn)較大。在不同粒徑顆粒物中，水溶性離子主要集中在粒徑＞9.0μm和0.7～1.1μm之間的顆粒物中，NO3-和SO42-的質(zhì)量比值都不相同，比值大于1的集中在粒徑范圍為3.3～4.7μm之間的顆粒物，說明這一粒徑段的顆粒物受移動(dòng)源的影響更大。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，在降水、PM2.5和PM10中，NH4+與SO42-、NO3-都具有顯著相關(guān)性，從不同源的貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)人類活動(dòng)排放是上海

6、市大氣干濕沉降中SO42-和NO3-的主要來源。降水對PM2.5、PM10中大部分離子都有較為明顯的沖刷作用，其中對Ca2+的清除率最大。PM10以及PM2.5雨后各離子的生成率也不同，其中，六周期的PM2.5樣品中降雨對Ca2+、C2O42-、SO42-、NH4+、NO3-、Mg2+、CH3COO-等離子的清除率較大。PM10中降雨對NO2-、F-、BrO3-、Ca2+、HCOO-、Cl-、K+、NO3-、SO42-、Mg2+、Br-