2016-2018年北京市通州区大气PM_(2.5)中4种水溶性离子污染特征分析

摘要

目的了解北京市通州区大气细颗粒物(PM_(2.5))中NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和NH_(4)^(+)的污染水平,探讨其污染来源特征。方法2016—2018年每月10—16日采集252 d的大气PMP_(2.5)样品,采用离子色谱法测定NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和NH_(4)^(+)4种水溶性离子质量浓度,采用Kruskal-Wallis H检验对不同年度、不同季节、不同空气质量级别上述4种水溶性离子质量浓度进行比较,采用[NO_(3)^(-)]/[SO_(4)^(2-)]、SOR、NOR对4种水溶性离子的污染来源特征进行分析。结果2016—2018年北京市通州区大气PM_(2.5)及其中NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、NH_(4)^(+)和Cl^(-)4种水溶性离子质量浓度中位数分别为62、7.36、5.60、4.16和0.84μg/m^(3)。NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)、Cl^(-)质量浓度的年度差异有统计学意义(P<0.05),2018年NO_(3)^(-)质量浓度较2017年升高,2017年NH_(4)^(+)的质量浓度较2016年下降,2018年Cl^(-)质量浓度较2016年下降。NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)质量浓度的季节性差异具有统计学意义(P<0.05),春、秋、冬季大气PM_(2.5)中质量浓度最高的水溶性离子为NO_(3)^(-),夏季则为SO_(4)^(2-);Cl^(-)质量浓度冬季最高、夏季最低。大气PM_(2.5)中NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、NH_(4)^(+)、Cl^(-)质量浓度随着空气污染的加重有不同程度的升高,空气质量级别差异均有统计学意义(P<0.05),重度污染日比空气质量优的清洁日分别增加了27.4、10.4、15.0和21.4倍。2016—2018年北京市通州区大气PM_(2.5)中[NO_(3)^(-)]/[SO_(4)^(2-)]、SOR和NOR的中位数分别为1.29、0.41和0.13,提示移动源排放对大气PM_(2.5)中水溶性离子质量浓度的贡献高于固定源排放,大气PM_(2.5)中NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)的主要来源为光化学反应而形成的二次污染物。结论2016—2018年北京市通州区大气PM_(2.5)中NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、NH_(4)^(+)和Cl^(-)的质量浓度及二次转化随年度和季节呈现不同的变化趋势,污染过程累积效应最明显且贡献率较大的离子是NO_(3)^(-)。相较于固定源,机动车尾气等移动源对大气污染的贡献更大。大气污染治理在严控煤烟型污染的基础上,应进一步严控移动源排放。