养殖场、农田和道路大气PM2.5及其无机组分污染特征研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong591
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为探究不同监测位点大气PM2.5污染特征及其组分差异,于2015-11至2016-10对保定地区养殖场、农田和道路三个监测位点大气PM2.5质量浓度的变化特征进行监测,并结合主因子分析、酸碱度分析、相关性分析、富集因子分析等方法,对PM2.5中的8种水溶性离子(NH4+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42-)和8种金属元素(K、Ca、Mg、Al、Fe、Mn、Cu、Zn)的动态变化规律、季节性分布特征、主要来源、富集程度以及二次气溶胶(NH4+、NO3-)的气态前体物(NH3、NO2)动态变化特征等进行了分析,以期通过对大气PM2.5及其化学组分时空分布特征的比较与分析,为京津冀地区大气PM2.5的来源解析与预防治理工作提供基础数据和科学依据。主要研究结论如下:  (1)气态NH3月变化的整体趋势为养殖场的浓度显著高于农田和道路,气态NO2月变化的整体趋势为道路浓度明显高于养殖场和农田,但三个监测位点大气PM2.5中NH4+和NO3-与其前体物NH3和NO2的动态变化特征不相同。  (2)三个监测位点PM2.5日均浓度污染水平为道路>养殖场>农田;三个监测位点大气PM2.5月均浓度呈现不同的变化规律,总体道路PM2.5浓度处在较高的水平;三个监测位点大气PM2.5质量浓度的季节性变化规律相似,均为冬季的浓度最高,其次为春季和秋季,夏季浓度最低,但单一位点不同季节之间浓度值差异明显,其中养殖场的差异最明显。  (3)三个监测位点8种水溶性离子质量浓度的总体水平为养殖场>道路>农田,分别占大气PM2.5质量浓度的31.40%(养殖场)、30.45%(农田)、20.71%(道路);三个监测位点8种水溶性离子平均浓度水平大致为SO42->NO3->Cl->NH4+>Na+,Ca2+>Mg2+,K+;养殖场8种水溶性离子之间的相关性最好,三个监测位点PM2.5中产生了大量Cl富集,农田富集效果最强;二次气溶胶、生物质燃烧和土壤及道路扬尘是三个监测位点大气PM2.5中水溶性离子的主要来源;养殖场和农田颗粒物pH呈碱性,道理颗粒物pH呈酸性。  (4)三个监测位点SNA(SO42-、NO3-和NH4+的总称)占水溶性离子总浓度的比例分别为64.71%(养殖场)、64.93%(农田)、62.93%(道路),与其它地区相比,二次污染物对PM2.5贡献相对较低,NH4+主要以NH4NO3和(NH4)2SO4的形式存在,二次颗粒物主要来源于燃煤等固定源,固定源对道路大气PM2.5贡献率最大。  (5)三个监测位点8种金属元素质量浓度的总体水平为养殖场>道路>农田;总金属浓度的季节性变化差异明显;三个监测位点总金属浓度占PM2.5浓度的比值范围差异较小;8种金属元素平均浓度水平大致为K>Al>Ca>Mg,Fe>Zn>Mn,Cu;秋季不同监测位点间各金属元素的富集因子EF值均为最高,且位点间差异最大,其中农田金属元素受人为源影响最小,K、Ca、Mg、Mn主要受自然源和人为源的共同影响,Fe主要来自自然源,Cu、Zn主要来自人为排放。
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