北京市春季PM2.5中金属元素污染特征及来源分析

熊秋林，赵文吉*，王皓飞，赵佳茵，汪涵涵，孙春媛，张骞中

北京市春季PM2.5中金属元素污染特征及来源分析

熊秋林1，赵文吉1*，王皓飞1，赵佳茵2，汪涵涵1，孙春媛1，张骞中1

1. 首都师范大学资源环境与旅游学院城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地，北京 100048；2. 北京大学环境科学与工程学院，北京 100871

PM2.5是我国大部分城市大气环境中的首要污染物。PM2.5中的金属元素尤其是重金属，其质量浓度超标会引发生态环境风险及人体健康风险。为了研究北京市春季大气PM2.5中金属元素污染状况及其来源，于2015年5月同步采集了北京城区及郊区大气PM2.5样品13份。用Elan DRC II型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测试了样品中的15种金属元素质量浓度，测试结果表明，Na和Ca占比最高，两元素质量浓度之和占元素总质量浓度的72.23%（城区）和71.96%（郊区）；Mg、A l、Fe、K占比较高，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的25.84%（城区）和26.35%（郊区）；北京城区PM2.5中大部分元素质量浓度较郊区均有所下降，而Zn、Ni、Cu 3种重金属质量浓度表现为城区明显高于郊区。北京城区白天PM2.5中大部分元素质量浓度较夜晚均有所下降，而Ba、Fe、Pb 3种重金属质量浓度表现为白天略高于夜晚。富集因子分析表明，2015年春季北京PM2.5中Fe、Al、K、Ba、Mn、Cr的EF值均在1～10之间，为轻度富集；Mg、Ca、Na、Cu、Pb的EF值均在10～100之间，为中度富集；Mo的EF值超过了1000，为超富集。由Pearson相关分析、因子分析结果以及污染源排放的特征元素判断，北京春季PM2.5中金属元素主要有三大来源，分别为地壳来源（土壤尘和建筑尘）、冶金源和机动车源。关键词：细颗粒物；金属元素；富集因子分析；Pearson相关分析；因子分析

引用格式：熊秋林， 赵文吉， 王皓飞， 赵佳茵， 汪涵涵， 孙春媛， 张骞中. 北京市春季PM2.5中金属元素污染特征及来源分析［J］.生态环境学报， 2016， 25（7）： 1181-1187.

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空气污染问题已经成为全球性环境问题，而我国已是世界空气污染，尤其是细颗粒物（PM2.5）污染最严重的地区之一（Kan et al.，2012）。PM2.5不仅会使大气能见度降低，严重影响城市交通和居民出行，其携带的有毒有害重金属更会对人体健康造成巨大危害（谭吉华等，2013）。早在上世纪80年代就有中国学者开展了城市大气颗粒物中重金属元素分布规律的研究（季廷安等，1987）。近年来，已有大批学者对中国大气颗粒物中的主要重金属元素Pb、V、As、Mn、Ni、Cr和Cd的污染水平、季节变化、南北方差异、粒径分布、化学形态等污染特征进行研究（杨复沫等，2003；Schleicher et al.，2011；Li et al.，2013a，2013b；Pan et al.，2015）。此外，来源解析（宋宇等，2002；Stortini et al.，2009；Song et al.，2012；Duan et al.，2012）和健康风险评估（林海鹏等，2012；李友平等，2015）是目前大气颗粒物重金属研究的两大热点。常用的研究方法主要有富集因子法、主成分分析法、因子分析法以及气团后向轨迹分析法（陈培飞等，2013）。

近几年随着环境治理提上议事日程，北京地区的大气颗粒物及其重金属污染问题受到大众的日益关注，相关领域的学者们已经开展了大量的研究工作。吕森林等（2006）研究发现北京不同季节PM10中金属元素总量差别较大，春季最高，秋季最低；地壳元素A l、Si、Mg、Ca、Fe等的质量浓度在春季最高，人为污染源的元素S、Cl、Zn的质量浓度则在冬季达到最大值。张小玲等（2010）对比分析了北京城区和远郊区PM2.5元素特征，采样分析结果表明城区元素的质量浓度均高于郊区元素。Li et al.（2012）分析了北京2008年奥运会期间不同粒径颗粒物的化学组分，研究发现地壳元素占微量元素的大部分，有毒重金属元素主要存在于细粒子中，而地壳元素，如铝、铁、钙、镁和钡，主要存在于粗粒子中。于扬等（2012）研究发现北京市PM2.5中的重金属元素含量及富集特征在不同年份、不同季节差别较大，典型的城市污染元素As在冬季质量浓度最高；化学分析结果显示人为污染是PM2.5中Cu、Cd、Pb、Zn和As等重金属污染的主要来源，应用主因子分析法确定的北京PM2.5的3种可能来源分别是交通排放、工业排放和燃煤。马艳华等（2013）探讨了北京PM2.5重金属元素的空间分布，研究发现重金属种类与含量在区域及局部环境中的差异较大。王晴晴等（2014）采集并分析了2011年冬季北京PM2.5样品中水溶性重金属（As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn等）的浓度，研究结果表明，采样期间水溶性重金属浓度较高，Cd和水溶性As平均浓度超过环境空气中的浓度限值。上述研究对于了解北京PM2.5重金属元素污染季节变化及其来源具有很好的借鉴意义，然而对于春季城区与郊区的比较研究相对较少。

为了研究北京市春季（城区与郊区，白天和夜晚）PM2.5中金属元素质量浓度及污染特征，于2015年5月在北京城区和郊区分别设置采样点（首都师范大学校本部和良乡校区）采集PM2.5样品，系统分析了北京城区和郊区春季PM2.5中金属元素质量浓度、污染水平及其来源。

1　材料与方法

1.1采样方法

1.1.1采样地点

（1）城区采样点：北京市海淀区首都师范大学校本部（39°57′N，116°17′E）三维重点实验室楼顶（离地面高度约10 m），周围3 km以内为10～50 m高的建筑群，周边环境基本代表了北京城区的典型环境。

（2）郊区采样点：北京市房山区首都师范大学良乡校区（39°43′N，116°10′E），采样点设在良乡校区科技楼楼顶（距离地面约20 m），周围500 m范围内无高大建筑物和大型工厂企业，无单一特定污染源的影响，可代表北京郊区的典型环境。

1.1.2采样仪器

首都师范大学校本部利用美国Tisch Environmental，Inc.（TEI）公司的大流量PM2.5采样器TE-6070DV（流量1.13 m³·m in-1）采集城区PM2.5样品；首都师范大学良乡校区利用美国BGI公司的PQ200环境级精细颗粒物采样器（流量16.7 L·m in-1）采集郊区PM2.5样品；两台采样器均是美国进口的符合EPA标准的PM2.5采样器。

1.1.3采样时间

采样时间为2015年5月25—30日，利用TE-6070DV和PQ200采样器同步采集北京城区和郊区PM2.5样品，每次采样均为12 h连续采样（白天采样时间为当日09：00—21：00；夜晚采样时间为当日21：00—次日09：00）。采样滤膜为Whatman公司的203 mm×254 mm石英超细纤维滤膜（大流量采样器）以及直径为47 mm石英超细纤维滤膜（中流量采样器）。使用前均严格按照环境空气颗粒物采样技术要求准备好采样滤膜。采样前后将滤膜放置于恒温恒湿箱平衡24 h后使用1/105精度的电子天平（TB-215D型，美国丹佛）进行称量，称量操作均在特设的洁净天平室中完成。样品空白为除不参与采集PM2.5外，其余过程完全相同的空白滤膜。2015年春季共采集了13个有效样品。

1.2分析方法

采用重量法对PM2.5的质量浓度进行测定，采用ICP-MS测定PM2.5样品中金属元素质量浓度。

1.2.1样品前处理

测定PM2.5中金属及其他无机元素时，采用微波消解的方法处理样品膜：在整张石英样品膜上切割下部分采样膜（约为总样品采样面积的1/4），用塑料剪刀剪碎，置于50 m L聚四氟乙烯消解罐中。本研究使用HNO3-HCl-HF消解体系，样品全部浸没。样品消解结束后，待消解罐冷却后将消解液过滤至50 m L聚四氟容量瓶中，高纯水定容至50 m L，后置于50 m L药用聚四氟小瓶中保存。实验过程中用空白滤膜做对照实验，并用消解液做空白实验。该消解方法已被成功应用在田世丽（2014）、孙颖等（2011）的研究中。

1.2.2样品分析

通过美国电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定北京城区和郊区PM2.5样品中15种化学元素（Pb、As、Cu、Ni、Fe、Mn、Cr、Ca、K、A l、Mg、Na、Zn、Mo、Ba）的质量浓度。配制标准溶液系列50、10、2、0.5 ppb绘制标准曲线。标准溶液系列由多元素标准储备液用5%硝酸溶液逐级稀释而成，配好的混合标准溶液装于聚四氟乙烯瓶中并保存于4 ℃冰箱中。用内标法测定各元素质量浓度。

ICP-MS检测内标溶液为Li、Sc、Ge、Y、In、Tb、Bi等7种元素混合溶液（10 µg·mL-1，Internal Standard M ix），内标使用液的浓度为50 ppb，配置完成后装于聚四氟乙烯瓶中并保存于4 ℃冰箱中，分析过程中仪器自动在线加入所有的空白溶液、标准溶液和样品溶液，节省内标物质，保证了内标物在分析过程中的稳定性。ICP-MS法可以实现多元素分析，具有灵敏度高、检出限低，分析取样量少等优点，可同时测量周期表中大多数元素，测定分析物质量浓度可低至1 ng·L-1的水平。样品分析过程中测试了空白膜样品的元素质量浓度并进行了空白扣除。

1.2.3质量控制

采样过程中的质量控制如下：

（1）采样前，需要对仪器进行清洁，特别是其粒径切割器部分（在使用过程中或是存放过程中，切割器可能会沉积杂质或是灰尘，会对采样产生影响）；此外，检查抽气泵的碳刷是否需要更换，并对采样仪器进行流量校正。

（2）每次更换滤膜时，检查采样滤膜，确保没有缺损、污染等；并用无水乙醇清洗滤膜夹。

（3）样品采集期间，核查采样的流量记录情况，遇到突然断电或是流量记录不稳定的情况，及时处理并详细记录；避免在雨、雪天气及大风等非正常天气状况采样。

（4）样品采集完成后进行妥善保存，防止传输或是存放过程中样品损坏或损失。

2　结果与讨论

表1　采样期间北京天气状况Table 1　Beijing weather conditions during sampling

表2　北京白天PM2.5中元素质量浓度（ng·m）和组成百分比（%）Table 2　M ass concentrations （ng·m-3） and fractions （%）of the elem ents in PM2.5

表3　北京城区PM2.5中元素质量浓度（ng·m-3）和组成百分比（%）Table 3　Mass concentrations （ng·m-3） and fractions （%） of the elements in PM2.5

2.1PM2.5中金属元素的浓度水平

采样期间（2015年5月25—29日），北京天气状况如表1所示。北京市34个大气环境监测站点（第20号监测点“前门东大街”缺失数据）PM2.5质量浓度均值分别为102.4 μg·m-3（25日）、88.8 μg·m-3（26日）、92.2 μg·m-3（27日）、113.7 μg·m-3（28日）和61.0 μg·m-3（29日），除29日外 ，其余4天均超过大气环境国家二级标准限值，呈现出轻度污染。

2015年春季北京城区和郊区，白天和夜晚PM2.5中15种元素的质量浓度平均值和组成百分比（本文中元素组成百分比为该元素质量浓度占15种测量元素总质量浓度的比例）见表2和表3。由表2可知，在2015年春季，白天城区PM2.5中各元素质量浓度大小顺序为Na＞Ca＞Mg＞Al＞Fe＞K＞Mo＞Zn＞Pb＞Cu＞Mn＞ Ba＞Cr＞As＞Ni；白天郊区PM2.5中各元素质量浓度大小顺序为Na＞Ca＞Mg＞A l＞Fe＞K＞Mo＞As＞Pb＞Zn＞Mn＞Ba＞Cr＞Cu＞Ni。该结果与宋宇（2002）等人的研究结论（不考虑燃煤源，Na质量浓度与Ca相当，但高于Mg、A l、Fe）基本一致。由此可见，从质量浓度上看，2015年春季城区和郊区白天PM2.5中15种元素质量浓度大小排序稍有差别；但从元素组成上看，无论是城区还是郊区，PM2.5中元素组成百分比都具有较高的一致性：Na和Ca占比最高，两元素质量浓度之和占元素总质量浓度的72.23%（城区）和71.96%（郊区）；Mg、A l、Fe、K占比较高，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的25.84%（城区）和26.35%（郊区）。城区Mo、Zn、Pb、Cu、Mn占比较低，这5种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的1.72%；Ba、Cr、As、Ni占比最低，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的0.2%；郊区M o、As、Pb、Zn、Mn占比较低，这5种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的1.51%；Ba、Cr、Cu、Ni占比最低，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的0.183%。此外，城区与郊区春季PM2.5中M g、K、Cr、Ca、A l、Na、Fe、Mn、Mo、Ba、Pb等11种元素质量浓度比率的变化范围在0.7～0.95之间，说明城区PM2.5中大部分元素质量浓度较郊区均有所下降，下降幅度在5%～30%之间。As的城区与郊区质量浓度比率极低，仅为0.03。以上12种金属元素的分析结果与张小玲等（2010）的采样分析结果（城区元素的质量浓度均高于郊区元素）差异较大。而城区Zn、Ni、Cu质量浓度分别较郊区高出173%、359%、497%，说明城区Zn、Ni、Cu 3种重金属质量浓度明显高于郊区，与张小玲等（2010）的采样分析结果一致。

由表3可知，在2015年春季城区夜晚PM2.5中各元素质量浓度大小顺序为Na＞Ca＞Mg＞Al＞K＞Zn＞Fe＞Mo＞Pb＞Cu＞Mn＞Ba＞Cr＞Ni＞As。无论是白天还是夜晚，PM2.5中元素组成百分比都具有较高的一致性：Na和Ca占比最高，两元素质量浓度之和占元素总质量浓度的72.23%（白天）和70.59%（夜晚）；Mg、A l、Fe、K占比较高，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的25.84%（白天）和24.83%（夜晚）。白天M o、Zn、Pb、Cu、M n占比较低，这5种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的1.72%；Ba、Cr、As、Ni占比最低，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的0.2%。夜晚，Zn占比较高，占元素总质量浓度的3.47%；Mo、Pb、Cu、Mn占比较低，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的1.12%；Ba、Cr、Ni、As占比最低，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的0.19%。此外，城区白天与夜晚春季PM2.5中Zn、Cu、Ni、K、Cr、Ca、M g、Mn、Na、A l、As等11种元素质量浓度比率的变化范围在0.15～0.98之间，说明白天PM2.5中大部分元素质量浓度较夜晚均有所下降，下降幅度在2%～85%之间，其中白天Zn质量浓度明显低于夜晚。M o质量浓度表现为白天与夜晚相当，无明显变化。白天Ba、Fe、Pb质量浓度分别较夜晚高出4%、8%、13%，说明白天Ba、Fe、Pb 3种重金属质量浓度略高于夜晚。

2.2PM2.5中元素的富集特征

富集因子法是用于研究大气颗粒物中元素的富集程度以及判断、评价元素的自然来源和人为来源的普遍方法（杨复沫，2003；宋宇，2002；王晴晴，2012；李友平，2015；李丽娟，2014）。富集因子（Enrichment Factor，EF）的计算公式为：

式中，Ci为研究元素的质量浓度；Cn为所选参比元素的质量浓度；（Ci/Cn）sample和（Ci/Cn）background分别为环境样品和土壤背景中研究元素与参比元素质量浓度的比值。参比元素的选择要求不易受环境与分析测试过程的影响，性质比较稳定。由于Fe在土壤中比较稳定，人为污染较小且在PM2.5中也普遍存在，因此本研究选择Fe为参比元素。各元素的背景值取中国土壤平均值（中国环境监测总站，1990）。一般而言，PM2.5中某元素的EF值的大小不仅可以反映出PM2.5中元素的富集程度，还可定性判断和评价PM2.5中元素的初步来源及其对污染的贡献。根据PM2.5中元素的EF值的大小，本研究将PM2.5中元素的富集程度分为5个级别，具体分级情况见表4。北京城区和郊区春季PM2.5中各元素的富集因子（EF）计算结果见表5。

表4　EF与PM2.5中元素的富集程度的关系Table 4　Relationships of EF and enrichment degree of the chemical elements in PM2.5

由表5可知，As的EF值由郊区的302.8降为城区的14.9，富集程度由高度富集降为中度富集；Ni的EF值由郊区的0.9升为城区的6.8，富集程度由基本无富集升为轻度富集；Zn的EF值由郊区的14.8升为城区的223.1，富集程度由中度富集升为高度富集。由此说明，虽然2015年春季北京城区PM2.5中As的富集程度较郊区有明显减轻，但是Ni和Zn两种元素的富集程度较郊区有明显上升，尤其是Zn处于高度富集水平。除As、Ni和Zn外，2015年春季北京城区和郊区PM2.5中各元素的EF对应的等级和富集程度均表现出一致性：PM2.5中A l、K、Ba、Mn、Cr的EF值均在1～10之间，为轻度富集，说明它们部分来源于地壳或土壤，部分来源于人为污染；Mg、Ca、Na、Cu、Pb的EF值均在10～100之间，为中度富集，说明它们主要来自于人为污染；Mo的EF值均超过了1000，为超富集，说明不管是在北京城区还是郊区PM2.5中的Mo污染已经非常严重，主要来源于人为污染，受土壤、扬尘的影响很小。与杨复沫（2003）等人的研究结果相比，近年来Pb、Mn等重金属的EF值显著下降，说明Pb、Mn等重金属的人为污染程度有所降低。

2.3PM2.5中元素的来源分析

2.3.1PM2.5中金属元素的相关分析

运用统计软件SPSS对北京PM2.5中Pb、As、 Cu、Ni、Fe、Mn、Cr、Ca、K、Al、Mg、Na、Zn、M o、Ba等15种元素进行相关分析。用直方图检验对变量进行正态分布检验发现，15种元素呈正态分布。因此对15种元素进行Pearson相关分析（表6）。从 Pearson积矩相关系数可知，Ca、K、Al、Mg、Na、As，Fe、Mn、Cr、M o、Ba，Cu、Ni、Zn 这3组元素分别在置信度为0.01或0.05时两两间呈现极显著相关，说明3组金属元素（Ca、K、A l、Mg、Na、As，Fe、Mn、Cr、Mo、Ba，Cu、Ni、Zn）分别来自3类不同的来源。Pb仅与Mn在置信度为0.01时极显著相关，与其他元素相关性不显著，说明Pb来自另外一种污染源。

表5　北京城区和郊区PM2.5中各元素的富集因子（EF）计算结果Table 5　 Enrichment factors （EF） of elements in PM2.5

表6　PM2.5元素含量的Pea rson相关矩阵Table 6　Pearson Correlation matrix of element concentration in PM2.5

表7　主成份解释的总方差Table 7　The total variance of principal components explained

2.3.2PM2.5中金属元素的因子分析

因子分析最常用的分析方法是主成分分析法，熊秋林等（2015）利用主成份分析法识别了北京城区冬季降尘的来源主要由地壳来源和化石燃料燃烧构成。为了研究2015年春季北京PM2.5中Pb、As、Cu、Ni、Fe、Mn、Cr、Ca、K、A l、Mg、Na、Zn、Mo、Ba等15种元素的来源，对各金属元素进行主成分因子分析，根据特征向量选取准则（特征值＞1.0），共提取3个主成分，见表7和表8。从表7可知，这3个主成分可以解释原始变量的84.031%，其中第一主成分占解释变量的58.583%；提取的3个主成分代表了2015年春季北京PM2.5中金属元素的主要来源。经最大公差旋转后，各主成分因子负荷矩阵见表8。

从表8可知，第一主成分主要由Na、Mg、A l、K、Ca、Fe、Cr、Mn、As、Mo和Ba构成，其因子负荷分别为0.83、0.87、0.88、0.77、0.89、0.78、0.77、0.74、0.86、0.83和0.80；第二主成分主要由Pb和Mn构成，其因子负荷分别为0.68和0.64；第三主成分主要由Cu构成，其因子负荷为0.61。因子分析结果表明，2015年春季北京PM2.5中金属元素主要有三类污染源，与Pearson相关分析结果较为一致。PM2.5中元素组成与其来源相关，通过对比各类污染源排放的特征元素与PM2.5中元素成分，可进一步判断和分析PM2.5的来源（Song，2012；Gao，2014），各类污染源排放的特征元素见表9。对比分析染源排放特征元素和因子分析结果可知，第一主成分以常量金属Ca、A l、M g、Fe以及重金属Cr、Mn、Mo等为代表，主要代表了地壳来源（包括土壤尘和建筑尘）以及冶金源；第二主成分主要由Pb和Mn构成，主要代表了机动车源和冶金源；第三主成分主要由Cu构成，代表了冶金源。由此说明，北京春季PM2.5中金属元素主要有三大来源，分别为地壳来源（土壤尘和建筑尘）、机动车源和冶金源。

表8　PM2.5微量元素的成份矩阵Table 8　Component matrix of the PM2.5trace elements

表9　各类污染源排放的特征元素Table 9　Characteristic elements of the various pollution sources emission

3　结论

（1）2015年春季北京城区和郊区白天PM2.5中元素组成百分比具有较高的一致性：Na和Ca占比最高，两元素质量浓度之和占元素总质量浓度的72.23%（城区）和71.96%（郊区）；M g、Al、Fe、K占比较高，这4种元素质量浓度之和占元素总质量浓度的25.84%（城区）和26.35%（郊区）。北京城区PM2.5中大部分元素质量浓度较郊区均有所下降，下降幅度在5%～30%之间；而Zn、Ni、Cu 3种重金属质量浓度表现为城区明显高于郊区。

（2）北京城区春季白天与夜晚PM2.5中Zn、Cu、Ni、K、Cr、Ca、Mg、Mn、Na、A l、As等11种元素浓度比率的变化范围在0.15～0.98之间，说明白天PM2.5中大部分元素质量浓度较夜晚均有所下降，下降幅度在2%～85%之间，其中白天Zn质量浓度明显低于夜晚，而Ba、Fe、Pb 3种重金属质量浓度表现为白天略高于夜晚。

（3）富集因子分析表明，2015年春季北京PM2.5中Fe、A l、K、Ba、Mn、Cr的EF值均在1～10之间，为轻度富集，说明它们部分来源于地壳或土壤，部分来源于人为污染；Mg、Ca、Na、Cu、Pb的EF值均在10～100之间，为中度富集，说明它们主要来自于人为污染；Mo的EF值均超过了1000，为超富集，说明不管是在北京城区还是郊区PM2.5中的Mo污染已经非常严重，主要来源于人为污染，受土壤、扬尘的影响很小。

（4）由Pearson相关分析、因子分析结果以及各类污染源排放的特征元素判断和分析得出，北京春季PM2.5中金属元素主要有三大来源，分别为地壳来源（土壤尘和建筑尘）、机动车源和冶金源。

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Pollution Characteristics and Source Analysis of Metal Elements in PM2.5during Spring in Beijing

XIONG Qiulin1， ZHAO Wenji1*， WANG Haofei1， ZHAO Jiayin2， WANG Hanhan1，SUN Chunyuan1， ZHANG Qianzhong1
1. Urban Environmental Process and Digital Modeling Laboratory， school of Resources， Environment & Tourism，Capital Normal University， Beijing 100048， China；2. College of Environmental Sciences and Enginnering， Peking University， Beijing 100871， China

PM2.5is the primary pollutant in atmospheric environment of most cities in China. Metal elements， especially heavy metals， in PM2.5can harm ecological environment and human health. In order to study characteristics of metal elements and their sources in spring atmospheric PM2.5， 13 PM2.5samples werecollected in Beijing City and suburban in May 2015. Then， 15 metal elements' concentrations were measured by Elan DRC II type inductively coupled plasma mass （ICP-MS）. The results show that concentrations of Na and Ca were the highest， accounting for 72.23% of those of total elements （in urban area） and 71.96% （in suburb）； concentrations of Mg， Al， Fe， K were the second highest， accounting for 25.84% of those of total elements （in urban area）and 26.35% （in suburb）. Most elements' concentrations in Beijing city decreased compared to suburban， while concentrations of three heavy metals （Zn， Ni， Cu） in urban area were significantly higher than those in suburb. Most concentrations of elementsin Beijing city during the day decreased compared to those at night， however， concentrations of Ba， Fe and Pb during the day were slightly higher than those at night. Enrichment factor analysis showed that Ba， Mn， Fe， Al， K， Cr （EF values 1～10） were lightly enriched； Mg，Ca， Na， Cu， Pb （EF values 10～100） were moderately enriched； Mo （ EF more than 1000） was highly enriched. Sources analysis of metal elements in PM2.5were conducted through a multi-method analysis， including Pearson correlation analysis， factor analysis and pollution emission source-marked elements analysis. The results indicate that sources of spring PM2.5in Beijing were mainly composed of the earth's crust sources （including soil dust and construction dust）， metallurgical industries and vehicle emissions.

PM2.5； metal elements； enrichment factor analysis； pearson correlation analysis； factor analysis

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.07.013

X513

A

1674-5906（2016）07-1181-07

国家教育部博士点基金项目（20111102110004）；国家青年科学基金项目（41101404）；北京市教委科技计划项目（KM 201110028013）；北京市教委学科建设与研究生教育建设项目（028-145321400）

熊秋林（1988年生），男，博士研究生，主要研究方向为GIS和RS在大气环境中的应用。E-mail： xiong_ql@163.com *通讯联系人，E-mail： zhwenji1215@163.com

2016-06-07