石家庄市春季PM10和PM2.5浓度及其水溶性离子组分特征分析

李　粟，苗海斌，康富华

(石家庄市环境监测中心，河北石家庄　050022)



石家庄市春季PM10和PM2.5浓度及其水溶性离子组分特征分析

李粟，苗海斌，康富华

(石家庄市环境监测中心，河北石家庄050022)

摘要：对2013年春季石家庄市PM10和PM2.5中水溶性离子进行分析，石家庄市春季PM10平均质量浓度为354.9 μg/m3，总水溶性无机离子质量浓度为105.48 μg/m3，其中和是主要的水溶性无机离子，占总离子质量分数依次为40.89%，17.93%，13.49%，10.75%和9.09%，共计92.15%；PM2.5平均质量浓度为174.4 μg/m3，总水溶性无机离子质量浓度为86.45 μg/m3，与PM10中一样，和Ca2+是主要的水溶性无机离子，占总离子质量分数依次为41.06%，24.25%，12.11%，8.34%和5.32%，共计91.08%。石家庄市春季PM10及PM2.5中比值分别约为0.22和0.20，由此判断石家庄市春季主要污染以固定源为主，以燃煤及工业生产为主要来源。

关键词：固体污染防治工程；石家庄市；PM10；PM2.5；水溶性离子

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李粟，苗海斌，康富华.石家庄市春季PM10和PM2.5浓度及其水溶性离子组分特征分析[J].河北工业科技,2015,32(1):90-94.

目前已知环境空气中PM10和PM2.5的化学成分包括无机成分、有机成分、微量重金属元素、元素碳等。不同化学成分的颗粒物对气候、人体健康和大气能见度的影响也不相同，这些影响还与化学成分在颗粒物内部和表面存在状态有关[1-5]。大气气溶胶中的一些水溶性硫酸及硫酸盐、硝酸及硝酸盐和铵盐等成分大多是由矿物和燃料燃烧而成，也有些是在大气化学反应过程中形成的。国民经济的迅速发展及汽车数量的增加，加剧了城市细粒子和气体光化学污染，而颗粒物的化学组成又决定了其对人体健康和环境的危害性，其中水溶性无机离子是细颗粒物中非常重要的化学组成部分。许多研究证实水溶性离子的浓度对大气的消光系数具有较高的分担率，是许多大都市造成能见度降低的最主要原因，是导致大气复合污染的重要特征之一[6]。石家庄市环境空气污染指数在中国重点城市排名中一直居高不下，因此分析石家庄市颗粒物中水溶性离子的化学组成成分及特征对于石家庄市颗粒物源解析课题非常重要。

本文通过分析石家庄市环境空气6个国控点位，对2013年春季大气环境中PM10和PM2.5污染特征及其水溶性离子组成、变化特征及相关性进行了具体分析，为确定细颗粒物的污染来源和制定污染控制策略提供重要依据，对于进一步了解石家庄市细颗粒物污染对气候、环境和人群健康的影响具有十分重要的意义。

1样品采集及分析

1.1　采样地点及时间

根据石家庄市地形、气象、环境等影响因素，选取国控空气自动监测点位进行环境空气样品采集，点位分别为1#化工学校、2#西北水源、3#西南高教区、4#高新区、5#世纪公园、6#职工医院。选取点位原则：一方面，这些点位均为国控监测点位，具有代表性，采样高度距离地面3~25 m，与人群日常活动空间相对应；另一方面，这些点位均有自动监测数据，便于与日常自动监测结果进行比较。

采样时间为2013-04-22至2013-05-07，每天采样时间不少于20 h。各点同步采样，采样期间记录当时气温、气压、相对湿度、风速、风向等气象参数。

采样仪器采用武汉天虹仪器厂开发的TH-150系列智能中流量大气采样器，分别选取PM10及PM2.5切割头进行样品采集。

1.2　样品分析

无机阴、阳离子的样品预处理一起进行。使用模具裁取1/8石英滤膜，剪碎后置于25 mL玻璃具盖离心管中，准确加入20 mL超纯水，超声萃取60 min，将提取液离心3 min。取上清液，用0.22 μm一次性过滤头过滤后即可供分析之用。将剩余的滤膜放回滤膜盒，避光冷藏保存。

无机阴离子测定采用Dionex ICS-2000离子色谱仪，配备电导检测器、ASRS 300(4 mm)抑制器、Ionpac AS19分离柱和IonPac AG19保护柱、Dionex AS自动进样器进行分析。

无机阳离子测定采用Dionex 600离子色谱仪，配备电导检测器、CSRS 300(4 mm)抑制器、Ionpac CS12A分离柱和IonPac CG12A保护住、Dionex AS40 自动进样器进行分析。

2结果讨论

2.1　春季PM2.5，PM10及其水溶性离子浓度水平

表1　石家庄市2013年春季PM10中

表2　石家庄市2013年春季PM2.5中

2.2　PM10，PM2.5中各离子间相关性分析

表3　PM10中各离子间相互关系矩阵

表4　PM2.5中各离子间相互关系矩阵

3结语

1)石家庄市春季PM10平均质量浓度为354.9 μg/m3，总水溶性无机离子质量浓度为105.48 μg/m3，PM2.5平均质量浓度为174.4 μg/m3，总水溶性无机离子质量浓度为86.45 μg/m3，高于中国国内大部分城市。石家庄市环境空气粗颗粒物中水溶性无机离子含量多于细颗粒物中的含量，春季仍以PM10污染为主。

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向本期载文的审稿专家致谢

本期《河北工业科技》共发表论文16篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此，本刊编辑部特向这些专家表示敬意，对他们的辛勤劳动表示感谢。

本期载文的审稿专家名单如下(按姓名的汉语拼音字母顺序排列)：

陈卫东陈勇星崔玉龙邓慧琼杜全胜范绍佳弓爱君郭斌

霍凤鸣李发朝李景印李忠民刘宝友罗晓马辉牛永革

司士辉王改珍王玖河王菊王平王亚楠余子鹏张鉴达

张丽梅张元勋张越赵海森赵文霞赵燕芳朱先磊

(本刊编辑部)

LI Su，MIAO Haibin，KANG Fuhua.Analysis of mass concentration and water soluble ionic components characteristics of PM10and PM2.5in spring in Shijiazhuang City[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2015,32(1):90-94.

Analysis of mass concentration and water soluble ionic components

characteristics of PM10and PM2.5in spring in Shijiazhuang City

LI Su， MIAO Haibin， KANG Fuhua

(Shijiazhuang Environmental Monitoring Center, Shijiazhuang， Hebei 050022, China)

Abstract:Water soluble ions of PM10and PM2.5in the spring of 2013 in Shijiazhuang are analyzed. The average mass concentration of PM10is 354.9 μg/m3, and total water soluble inorganic ion mass concentration is 105.48 μg/m3, wherein , , Ca2+, Cl-and are the most important water soluble inorganic ion. Their ion mass concentrations are 40.89%, 17.93%, 13.49%, 10.75%, 9.09%, respectively, and their total ion concentration is 92.15%. The average mass concentration of PM2.5is 174.4 μg/m3, total water soluble inorganic ion mass concentration is 86.45 μg/m3, the same to PM10, , , Cl-, and Ca2+are the most important water soluble inorganic ions, the ion mass fractions are 41.06%, 24.25%, 12.11%, 8.34%, 5.32%, respectively, and their total mass concentration is 91.08%. of PM10and PM2.5in spring in Shijiazhuang are 0.22 and 0.20, respectively, showing that in Shijiazhuang in spring the major pollution is from fixed source. Fire coal and industrial production are the main sources.

Keywords:solid pollution control engineering; Shijiazhuang City； PM10； PM2.5； water soluble ionic

作者简介：李粟(1972—)，女，河北保定人，高级工程师，主要从事环境空气污染方面的研究。

收稿日期：2014-05-05;修回日期：2014-09-08；责任编辑：张士莹

中图分类号：X831

文献标志码：A

doi:10.7535/hbgykj.2015yx01016

文章编号：1008-1534(2015)01-0090-05