苏鲁皖豫交界城市中心城区PM2.5组分及来源分析

2022-03-19司尧迪韩周洋刘昌威

江西化工 2022年1期

孙丹，司尧迪，韩周洋，刘昌威，薛俊

(江苏省宿迁环境监测中心，江苏宿迁 223800)

引言

当前，京津冀、长三角、汾渭平原等重点区域空气质量逐年好转，苏皖鲁豫地区作为长三角和京津冀两大重点治理区域的连接带，交界处22个城市的空气污染情况也值得关注。随着大气污染防治的深入开展，苏鲁皖豫地区PM2.5浓度也逐年改善，但尚未达环境空气质量二级标准要求[1]，PM2.5污染仍是苏鲁皖豫地区突出问题。

当前，我国多个城市如北京[2]、南京[3]、成都[4]、武汉[5]、沈阳[6]等等均开展PM2.5的观测研究，分析其组分特征，并识别主要污染来源。宿迁市作为苏鲁皖豫交界地区城市，也有必要针对PM2.5化学组分、分布特征及其来源进行分析，阐明形成机理和二次转化[7]，以帮助地方深入开展大气污染防治，保障PM2.5浓度的持续改善。

1 样品及分析

1.1 样品采集

1.2 仪器及分析方法

样品采集使用青岛众瑞ZR-3930型PM2.5细颗粒物采样器，采样流量设置为16.7L·min-1。样品分析按照《环境空气颗粒物(PM2.5)手工监测方法(重量法)技术规范》(HJ 656-2013)的要求开展，采样滤膜采用十万分之一电子天平称重。有机碳OC和元素碳EC采用热光碳分析仪进行测试，水溶性离子采用离子色谱仪分析，无机元素采用等离子质谱仪进行元素含量分析。

2 结果与讨论

2.1 PM2.5的质量平衡及组成特征

图1 实测PM2.5与重构PM2.5的相关性分析

图2 2021年上半年宿迁PM2.5离线监测主要组分化学组成

2.2 PM2.5浓度及其主要组分的时间变化

图3 2021年上半年宿迁市手工分析PM2.5及其主要组分浓度的时间变化

2.3 特征因子分析

2.3.1 水溶性离子

图4 2021年上半年宿迁市手工采样PM2.5的比值的时间变化

图5 2021年上半年宿迁市手工监测期间SOR和NOR的时间变化

2.3.2 有机碳OC和元素碳EC

OC/EC比值在研究碳质气溶胶的主要来源上具有重要作用。EC是燃烧过程所产生，因此EC可以表征燃烧源[14]。据已有研究[15]，柴油和汽油车的尾气排放碳质组分中OC/EC比值为1.0～4.2，工业化石燃料燃烧排放为2.5～10.5，生物质的燃烧排放为16.8～40.0。

在整个监测期间，宿迁市OC/EC的均值为3.09，大部分时段OC/EC比值的波动范围不大，在1.12～6.08之间。2021年1-6月的OC/EC均值分别为2.38、2.23、2.28、3.35、5.29、2.96，除了5月份可能受秸秆焚烧影响外，其他月份总体波动范围不大，说明冬季、春季的碳质气溶胶可能来自工业污染和机动车尾气的共同排放。仅4月29日、5月5日的OC/EC比值大于10，这可能有生物质燃烧、大气长距离传输或区域SOC形成等；而其余时间OC/EC的比值均稳定在6以下，可能主要来自于燃煤和机动车尾气。