大连市PM中水溶性离子污染特征及高酸度成因

作     者：杨萌 刘畅 王笑欢 刘莲莲 张明明 曹姗姗 阎守政 孙泽宇 田崇国 

作者机构：中国科学院海洋大科学中心 中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室 中国科学院大学 辽宁省大连生态环境监测中心 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金委-山东省联合基金项目（U1906215） 国家自然科学基金项目（42177089 41977190） 中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目（E32P030301） 

主　　题：大连市 PM 水溶性离子(WSI) 来源解析 气溶胶酸度 

摘      要：为更加深入地了解大连市细颗粒物(PM2.5)及其水溶性离子(WSI)的污染状况及影响因素，进行霾、酸雨等污染事件的精准管控，于2021年6月至2022年5月在大连市进行PM2.5样品的采集，分别采用重量法和离子色谱法测定了PM2.5和WSI的浓度，分析其污染特征和来源，并探讨了春季PM2.5高酸度的成因。结果表明，采样期间大连市ρ(PM2.5)及其ρ(WSI)年均值分别为(33.24±28.87)μg·m-3和(18.66±20.52)μg·m-3，二次离子(SNA，即SO42－、NO3－和NH4+)在WSI中占比最高[(86.2±9.3)%]。受到气象条件和秋末至春初集中采暖期燃煤排放的影响，PM2.5及其WSI季节变化大小为：冬季春季秋季夏季，SNA则为春季最高。相关性和主成分分析结果表明，PM2.5中的WSI主要来自大气中SO2和NO2的二次转化、燃烧和扬尘混合源以及沙尘和海盐源。燃烧源在夏季主要为生物质燃烧，秋冬春则以燃煤为主；秋季到冬季风向的变化带来海盐源向土壤沙尘源的转变，与西北风有关的外来污染输送则导致春季WSI来源较为复杂。ISORROPIA-II模型模拟得到NH4NO3是大连市PM2.5中存在最多的固体气溶胶形态，其次是CaSO4和(NH4)2SO4；PM2.5在夏秋冬三季pH值均接近中性，春季则明显呈酸性(2.03±3.18)。春季的高酸度与低温高湿和高SNA浓度带来较高的气溶胶含水量及气－粒转化程度，最终形成贫氨环境有关。后向轨迹和PSCF结果表明，春季高酸度PM2.5的外来输送主要来自西北(45.0%)和西南(40.8%)方向，前者主要与城市机动车和港口船舶排放有关，后者则受到相对较强的燃煤和工业源的影响。