濟南市大氣顆粒物中水溶性無機離子的粒徑分布研究.pdf

1、為了了解山東省省會濟南市的大氣顆粒物中水溶性無機離子的粒徑分布特征,對濟南市的大氣顆粒物進行了采樣,獲得不同粒徑的大氣顆粒物的樣品,分析其中的水溶性無機離子成分,包括F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+,并對氣象因素如風速、相對濕度、能見度等進行了觀測。研究了濟南市一年四季灰霾和非灰霾天氣條件下的大氣顆粒物質(zhì)量濃度和主要水溶性無機離子的粒徑分布特征,主要結(jié)論如下:
　　 1.濟

2、南市的大氣顆粒物污染嚴重,全年的PM1.8和PM10質(zhì)量濃度平均值為136.01μg/m3和229.01μg/m3,PM10年均質(zhì)量濃度大大高于國家標準,日均濃度超標率為54％。冬季PM1.8和PM10質(zhì)量濃度均為四季最高,其次分別是夏季、春季和秋季。冬季和夏季的PM1.8/PM10濃度的比值都要高于春季和秋季。
　　 2.PM10和PM1.8的質(zhì)量濃度與能見度的關系較為顯著,隨顆粒物質(zhì)量濃度的增大,能見度明顯下降,細粒子(PM

3、1.8)的質(zhì)量濃度與能見度的相關性略大于PM10。
　　 3.冬季和春季的顆粒物質(zhì)量濃度的粒徑分布為三模態(tài),而夏季和秋季為雙模態(tài)分布。各個季節(jié)粗粒子模態(tài)的峰值均在3.2～5.6μm粒徑段。冬季和春季的細粒子中有兩個峰值,分別位于0.32～0.56μm粒徑段和1.0～1.8μm粒徑段,秋季細粒子峰值出現(xiàn)在0.56～1.0μm粒徑段,而夏季則出現(xiàn)在1.0～1.8μm粒徑段。灰霾天氣粗粒子與細粒子的質(zhì)量濃度都顯著高于非灰霾天氣,而細粒

4、子質(zhì)量濃度增加的比例更高,說明大氣顆粒物中細粒子對灰霾的發(fā)生貢獻很大。
　　 4.濟南市全年PM10中總水溶性離子的質(zhì)量濃度平均值92.83μg/m3?？偹苄噪x子質(zhì)量濃度分別占到PM10和PM18質(zhì)量濃度的37％和47％。PM10和PM1.8中的主要離子均為SO42-、NO3-和NH4+離子。
　　 5.四季灰霾天氣的各種水溶性離子的質(zhì)量濃度均要高于非灰霾天,尤其是二次離子SO42-、NO3-和NH4+。SO42-、N

5、H4+、K+、和Ca2+的質(zhì)量濃度呈單峰分布,Cl-和NO3-呈雙峰分布,其中SO42-、NH4+和K+主要分布在細粒子中,Ca2+主要分布在粗粒子中,Cl-和NO3在粗細粒子中均有明顯的峰值。SO42-和NH4+質(zhì)量濃度的粒徑分布基本一致,秋季峰值出現(xiàn)在0.56～1.0μm粒徑段,夏季位于1.0～1.8μm粒徑段,春、冬季節(jié)除主峰外在0.32～0.56μm還有一個隱峰。NO3-的質(zhì)量濃度呈雙峰分布,在粗細粒子中均有明顯的峰值,粗粒子峰

6、值出現(xiàn)在3.2～5.6μm粒徑段,春秋兩季的NO3-在細粒子中的峰值出現(xiàn)在0.56～1.0μm粒徑段,夏季峰值出現(xiàn)在1.0～1.8μm粒徑段,冬季在細粒子中出現(xiàn)了兩個峰值。
　　 6.針對典型的灰霾事件分析發(fā)現(xiàn),水溶性離子濃度的變化主要是受風速大小以及氣流來源方向的影響。SO42-和NH4+的粒徑分布一致,呈現(xiàn)單模態(tài)分布,主要是以“凝結(jié)模態(tài)”或“液滴模態(tài)”的形式存在。硫酸鹽的濃度與質(zhì)量中位直徑相關性良好。NO3-呈現(xiàn)雙模態(tài)分布,