冶煉工業(yè)區(qū)大氣顆粒物中水溶性陰離子分布特征
——以黃石市下陸區(qū)為例

汪昂綠，張慧迪，張 麗*，姚 萱，閆桂華，張家泉

(湖北理工學(xué)院 a.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，b.礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復(fù)湖北省重點實驗室，湖北 黃石 435003)

0 引言

近年來，大氣灰霾成為了較為嚴(yán)重的社會問題，其主要是由大氣顆粒物污染所導(dǎo)致[1]。研究表明，由于大氣顆粒物污染而導(dǎo)致的失能調(diào)整生命年損失占全部損失的0.5%，其中我國占0.4%[2]。水溶性離子是大氣顆粒物中最主要的成分之一，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。

1 材料及方法

1.1 樣品采集

采樣點位于黃石市下陸區(qū)(114.954 504°,30.187 309°)，周邊有有色冶煉、鑄造等工業(yè)企業(yè)。于2013年12月1日—12月31日，連續(xù)采樣31 d，每天采樣24 h。采樣儀器為TH-150F型智能中流量總懸浮顆粒物采樣器(武漢天虹儀表有限責(zé)任公司)，采樣濾膜為玻璃纖維濾膜，采樣前于馬弗爐中450 ℃灼燒5 h，以去除可能存在的有機(jī)物。冷卻后于恒溫恒濕箱中平衡24 h，其中溫度控制在15～30 ℃范圍內(nèi)，相對濕度控制在35%～45%范圍內(nèi)。在此平衡條件下，用Mettler Toledo AB265-S電子天平(精確度為0.01 mg)稱量濾膜質(zhì)量，每張濾膜稱至恒重。采樣后的濾膜同樣在室溫下平衡24 h 后再稱重。采樣同時記錄溫濕度和大氣壓等。

1.2 樣品前處理及測試

將1/4樣品濾膜放入離心管中，加入25 mL去離子水，后將離心管放入KQ-300型超聲波清洗器中振蕩4次，每次15 min，再用搖床振蕩1 h。然后用0.22 μm的微孔濾膜過濾樣品，直至濾頭為白色為止，待測。使用ICS-1100型離子色譜儀(美國戴安公司)分析已知組成和濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液，系統(tǒng)生成校正曲線測定后，完成定性/定量的計算。同時，按要求開展空白樣品分析(6張空白濾膜)及平行樣品分析(樣品量的10%)。

2 結(jié)果與討論

2.1 顆粒物的質(zhì)量濃度及相關(guān)性

2013年12月，黃石市大氣環(huán)境中的PM2.5，PM10和TSP日均濃度變化范圍[4]分別為47.2 ～365.9，78.2～513.8，90.5～586.4 μg/m3，平均值分別是201.2，294.0，345.4 μg/m3，明顯超過我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)中Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)，說明該地區(qū)大氣顆粒物污染較嚴(yán)重。通過PM2.5和PM10，PM10和TSP的相關(guān)性分析，黃石市大氣環(huán)境中PM2.5與PM10及PM10與TSP的相關(guān)性系數(shù)R2分別為0.98(>0.9)和0.97(>0.9)，相關(guān)性非常顯著。這說明PM2.5，PM10和TSP可能受相同排放源的影響[4]。

2.2 水溶性陰離子質(zhì)量濃度與變化特征

(a) PM2.5 (b) PM10 (c) TSP

表1 國內(nèi)外其他城市的PM2.5中5種陰離子濃度

表2 黃石市下陸區(qū)大氣顆粒物中

2.4 水溶性陰離子的主成分分析

表3 水溶性離子與各主成分的成分矩陣

3 結(jié)論