重庆市四季PM2.5化学组分分析

李大年　刘芮伶　黄伟

摘要：为了全面了解重庆市PM2.5中水溶性离子的污染特征及其来源，于2014年7月至2015年6月在重庆市2个采样点采集了PM2.5样品，运用离子色谱法对PM2.5的水溶性离子进行了分析，其质量浓度季节变化明显，因子分析表明;二次气溶胶、道路扬尘、建筑扬尘和工业排放是采样期间重庆市PM2.5的主要来源。

关键词：环境空气;PM2.5;水溶性离子

本研究利用戴安离子色谱分析出NH4+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+5种水溶性阳离子和F-、CL-、SO42-、NO3-4种水溶性阴离子浓度。研究期间水溶性离子浓度变化范围为21.06～43.90μg/m3，其中5种阳离子总浓度变化范围为6.54～13.46μg/m3，平均值为10.00μg/m3;阴离子总浓度变化范围为13.45～30.44μg/m3，平均值为19.76μg/m3。水溶性离子年均值大小排列为：SO42->NH4+>NO3->CL->Ca2+>K+>Mg2+>Na+>F-，浓度值分别为11.79、6.92、6.79、1.10、0.99、0.81、0.74、0.59、0.12μg/m3。

表1是四个季度的9种水溶性离子的最大值、最小值及平均值分布表。四个季度主要水溶性阳离子差异较大，夏季NH4+、Mg2+和Ca2+为主要的水溶性阳离子，秋季NH4+、K+和Na+为主要的水溶性阳离子，冬季NH4+、K+和Na+为主要的水溶性阳离子，春季NH4+、K+和Ca2+为主要的水溶性阳离子;水溶性阴离子除了夏季是SO42->CL->NO3-，其他三个季节都是SO42->NO3->CL->F-;四个季度SO42-、NO3-和NH4+都是主要的水溶性离子。夏季、秋季、冬季和春季PM2.5浓度平均值分别为30、105、112和58μg/m3，水溶性离子的平均值分别为21.34、29.63、43.48和20.87μg/m3，PM2.5浓度与水溶性离子总浓度都呈现一致的变化趋势，都是秋、冬两个季节高，春、夏两个季节低。夏季水溶性离子总浓度占PM2.5浓度百分比最高，为71.37%，秋季最低，为28.12%，春季和冬季分别为35.92%和38.73%，四个季度中夏季与其他三个季度差别较大，与夏季总体浓度较低有关，因扩散较好，来自一次污染的贡献较少，水溶性离子比例相对增加。

夏季水溶性离子总浓度范围为9.57～30.58μg/m3，平均值为21.34μg/m3。夏季PM2.5中水溶性離子的日均浓度在2014年7月6日出现最大值，浓度为30.58μg/m3，此后由于连续降雨，水溶性离子浓度呈现较为明显的下降趋势，7月15日天气转晴，颗粒物浓度又迅速回升。

秋季水溶性离子总浓度范围为6.60～75.61μg/m3，平均值为29.63μg/m3。秋季PM2.5中水溶性离子的日均浓度在2014年10月24日至10月26持续出现高值，在10月26日出现最高值，浓度为75.61μg/m3，当日PM2.5浓度为136μg/m3，水溶性离子占当日PM2.5浓度的55.60%。此后由于连续降雨，水溶性离子浓度呈现较为明显的下降趋势。

冬季水溶性离子总浓度范围为10.09～82.22μg/m3，平均值为43.48μg/m3。冬季PM2.5中水溶性离子整体处于较高污染水平，在2015年1月14日和1月16日分别达到了82.22和81.24μg/m3。明显看出K+污染，K+是指征燃烧的示踪物，可以说明冬季存在较为明显的燃烧行为，重庆冬季存在熏腊肉的传统，验证了K+污染来源。

2015年春季水溶性离子总浓度范围为4.60～40.73μg/m3，平均值为20.87μg/m3。春季PM2.5中水溶性离子的日平均浓度值。春季PM2.5中各水溶性离子占总水溶性离子的百分比，春季水溶性离子与其他三个季节相同，都是以SO42-、NO3-和NH4+为主要水溶性离子，占水溶性离子总浓度的百分比分别为44.92%、20.89%和23.84%。

图1是PM2.5中各水溶性离子占总水溶性离子的百分比，NO3-、SO42-和NH4+是PM2.5中最重要的三种水溶性离子，分别占总水溶性离子的22.74%、39.5%和23.19%，这三类成分是大气中重要的无机盐，也是表征区域污染的重要指标，主要来自于SO2、NOx和NH3等气态前体物的转化，也成为二次无机气溶胶SNA（Secondary inorganic aerosol），是影响大气能见度重要的因素，从重庆城区水溶性离子的观测浓度可以反映，城区颗粒物以二次转化为主。

参考文献：

[1]刘芮伶，李礼，余家燕，等.重庆市城区大气气溶胶光学厚度的在线测量及特征研究[J].环境科学学报，2014，34（4）：819-825.

[2]张灿，周志恩，翟崇治，等.重庆市黑碳气溶胶特征及影响因素初探[J].环境科学学报，2014，34（4）：812-818.

[3]钟杰，翟崇治，余家燕，等.重庆市主城区秋冬季黑碳浓度特征及传输轨迹分析[J].山东化工，2015（44）：167-170.