濟(jì)南市大氣顆粒汞的濃度特征及污染來(lái)源解析

聶曉玲,潘 齊,侯晨曉,李雅馨,杜 萍,王 艷

1.山東大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,山東 青島 266237

2.山東省生態(tài)環(huán)境規(guī)劃研究院,山東 濟(jì)南 250102

3.山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,山東 濟(jì)南 250101

4.北京科大分析檢驗(yàn)中心有限公司,北京 100083

汞是一種高毒性重金屬,因其在環(huán)境中的持久性和在食物鏈中的生物積累性而受到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注[1]。通過(guò)自然源(如森林火災(zāi)、火山與地?zé)峄顒?dòng)、土壤和植被釋放、水體表面揮發(fā))和人為源(如有色金屬冶煉、化石燃料燃燒、水泥生產(chǎn))排放到大氣中的汞,可隨大氣進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸,造成全球性的汞污染[2]。氣態(tài)元素汞(Hg0)、氣態(tài)氧化汞(RGM)和顆粒態(tài)汞(PHg)是大氣中汞的3種主要存在形式。其中：Hg0是大氣汞的主要存在形式,占比超過(guò)90%,在大氣中的留存時(shí)間為0.5～1年;雖然PHg和RGM占比較低,但其溶解性和沉降速率較高,是大氣汞沉降進(jìn)入陸地、海洋等生態(tài)系統(tǒng)的重要形式,在汞的全球循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。

近幾十年來(lái),PHg污染已成為我國(guó)面臨的重要環(huán)境問(wèn)題之一。前期研究發(fā)現(xiàn),中國(guó)是全球人為源汞排放量最大的國(guó)家[2]。更大的排放量可能導(dǎo)致更重的大氣汞污染。研究者們通過(guò)觀測(cè)研究發(fā)現(xiàn),中國(guó)城市和偏遠(yuǎn)地區(qū)的大氣汞濃度普遍高于發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),特別是PHg,中國(guó)城市地區(qū)的PHg濃度比歐洲和北美地區(qū)高2個(gè)數(shù)量級(jí)[3]。然而,與Hg0和RGM相比,只有少數(shù)人關(guān)注PHg,且關(guān)注點(diǎn)主要集中在PHg濃度時(shí)間變化趨勢(shì)、空間分布和粒徑組成,僅少數(shù)研究涉及影響因素和來(lái)源分析[4-7]。粒徑分布相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),大氣中的PHg集中分布在較細(xì)的顆粒物中。例如：在北京城市站點(diǎn)采集的PM2.5中的PHg濃度,占PM10中PHg總量的75%～87%[8];在南京采集的PM10樣品中,一半以上的汞富集在2.1 μm以下粒徑的顆粒物中。此外,城市地區(qū)大氣PM2.5污染較重。PM2.5不僅加劇了城市的灰霾現(xiàn)象,同時(shí)還可攜帶有毒重金屬等進(jìn)入人體肺部,對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此,研究大氣PHg尤其是吸附在PM2.5中的PHg具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

汞的最新人為源排放清單顯示,人口密集、能源消耗較多的中國(guó)東部地區(qū)是全國(guó)最主要的大氣汞排放區(qū)域之一,其排放量可占全國(guó)總量的22%,而山東省在全國(guó)所有省份中的貢獻(xiàn)排名第二[9]。山東省省會(huì)濟(jì)南市是中國(guó)東部空氣污染較為嚴(yán)重的典型北方城市,特別是PM2.5污染。冬季采暖活動(dòng)導(dǎo)致煤炭和生物質(zhì)燃料消費(fèi)量顯著增加,加劇了大氣汞和顆粒物的排放。此外,冬季采暖活動(dòng)導(dǎo)致的大氣污染物排放量增加還會(huì)增強(qiáng)二次無(wú)機(jī)氣溶膠的形成,改變其粒徑、吸濕性和光學(xué)性質(zhì)[10],加速霾的形成,從而對(duì)PHg的形成產(chǎn)生影響。因此,加強(qiáng)對(duì)采暖期和非采暖期大氣PHg污染特征及其影響因素的研究非常必要。

本研究以山東省濟(jì)南市為研究對(duì)象,開(kāi)展了為期超過(guò)兩年的PM2.5樣品采集工作,分析了其中的PHg濃度,對(duì)比分析了采暖期和非采暖期PHg的污染特征,利用主成分分析法探究了采暖期和非采暖期大氣PHg的主要影響因素,并結(jié)合PHg污染玫瑰圖和后向氣流軌跡,解析了濟(jì)南市大氣PHg的本地來(lái)源和區(qū)域來(lái)源。本研究有助于更好地認(rèn)識(shí)中國(guó)東部北方城市大氣PHg的污染特征和來(lái)源,對(duì)于評(píng)估城市地區(qū)大氣PHg的污染水平及對(duì)健康的影響具有重要意義,同時(shí)也可為制定和完善大氣汞污染排放控制策略提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

采樣站點(diǎn)位于中國(guó)東部典型北方城市濟(jì)南市,采樣儀器放置于山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心大氣超級(jí)觀測(cè)站樓頂(36.67°N,117.03°E),距離地面約7 m。該站點(diǎn)位于城區(qū)與開(kāi)發(fā)區(qū)之間,周?chē)饕獮榫用駞^(qū)和農(nóng)田,另有一條交通主干道和幾處大型工廠。PM2.5樣品采集使用流量為16.7 L/min的顆粒物采樣器(美國(guó)Thermo Scientific,Partisol 2000i),將PM2.5采集到孔徑為2 μm、直徑為47 mm的聚四氟乙烯濾膜(英國(guó)Whatman)上。采樣前后,將濾膜放置在溫度為(20±5)℃、濕度為(50±5)%的恒溫恒濕箱中恒重24 h后,使用微量電子天平(美國(guó)Mettle Toledo,XS205DU)進(jìn)行稱重,獲得的差值即為采集到的PM2.5的質(zhì)量。每個(gè)樣品持續(xù)采集23 h,在2014年6月—2016年8月共采集PM2.5樣品481個(gè)。將采集到的樣品濾膜保存于-20 ℃冰箱中,用于后續(xù)分析。此外,在樣品采集過(guò)程中,同步收集采樣站點(diǎn)氣象參數(shù)(包括氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、風(fēng)向和風(fēng)速)和常規(guī)大氣污染物濃度(包括SO2、CO、O3、NO、NO2、NOx、PM2.5和PM10)等數(shù)據(jù)。上述數(shù)據(jù)來(lái)源于山東省環(huán)境信息與監(jiān)控中心,時(shí)間分辨率為1 h。

1.2 PHg分析

將大氣PM2.5樣品濾膜放進(jìn)預(yù)先清洗好的棕色高硼硅玻璃瓶中,加入5 mL BrCl溶液,并在室溫下放置24 h,以將樣品中所有形態(tài)的汞氧化成溶解態(tài)汞。然后,向消解瓶中加入超純水,定容至20 mL,搖勻待測(cè)。進(jìn)行儀器檢測(cè)前,先加入鹽酸羥胺溶液去除多余的鹵素,然后使用原子熒光光譜儀(北京吉天,AFS-830)測(cè)定消解液中的汞含量。其中,還原劑為硼氫化鉀溶液,載流為5%鹽酸溶液,載氣為純度為99.999%的高純氬氣。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到的高硼硅玻璃瓶、鑷子、濾膜盒等均需依次在30%硝酸溶液、5% BrCl溶液和30% HCl溶液中分別浸泡12 h,用超純水沖洗5遍以上后,烘干保存。本方法的檢出限為0.2 ng/L;測(cè)定的方法空白濃度小于0.5 ng/L,低于待測(cè)樣品濃度的10%;加標(biāo)回收率為97%～107%。進(jìn)行儀器測(cè)定時(shí),標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)均在0.999 5以上。每隔20個(gè)樣品測(cè)定1次標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控樣品(生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所),檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果是否合格,并選取其中一個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次,檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是否小于15%。一旦出現(xiàn)異常,則重新配置標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 主成分分析法

主成分分析法是一種在盡可能保持原有信息的前提下,借助正交變換將多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)不相關(guān)的綜合因子,從而達(dá)到降維目的的多元統(tǒng)計(jì)分析方法[11]。該方法已被廣泛應(yīng)用于氣象學(xué)和空氣污染來(lái)源解析研究,也可用于識(shí)別大氣汞與其他空氣污染物以及氣象條件之間的潛在關(guān)系,以區(qū)分不同的排放源[12-13]。本研究使用SPSS 25.0軟件進(jìn)行主成分分析,所輸入數(shù)據(jù)包括PHg濃度、汞含量、氣象參數(shù)(風(fēng)速、氣壓、濕度、溫度)及常規(guī)大氣污染物(SO2、CO、O3、NO、NO2、NOx、PM2.5和PM10)濃度,以分析對(duì)濟(jì)南市大氣PM2.5中的PHg濃度影響較大的因素。

1.4 后向氣流軌跡分析

為確定濟(jì)南大氣PHg的長(zhǎng)距離和區(qū)域性潛在傳輸來(lái)源,利用美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)開(kāi)發(fā)的混合單粒子拉格朗日綜合軌跡(HYSPLIT)模型,輸入空間分辨率為1°的全球數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)氣象數(shù)據(jù)集(GDAS),探究不同來(lái)向的氣流軌跡對(duì)PHg濃度的影響。本研究以500 m為起始高度進(jìn)行48 h后向氣流軌跡模擬,隨后對(duì)所有軌跡進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 大氣PHg的濃度變化

觀測(cè)期間的濟(jì)南市大氣PHg和PM2.5濃度逐日變化見(jiàn)圖1,大氣PHg濃度與國(guó)內(nèi)外其他城市和地區(qū)的比較結(jié)果見(jiàn)表1。采樣期間,濟(jì)南市大氣PHg的平均濃度為472.1 pg/m3,中值為402.0 pg/m3,與國(guó)內(nèi)其他城市處于同一數(shù)量級(jí)。其中,與貴陽(yáng)[14]、寧波(冬季)[15]、上海[16]城市站點(diǎn)PHg濃度值相當(dāng),顯著低于北京PM2.5中的PHg濃度[17]和南京PM10中的PHg濃度[4],但明顯高于合肥城市站點(diǎn)[18]以及大氣相對(duì)較為清潔的沿海城市站點(diǎn)和偏遠(yuǎn)站點(diǎn)[19],約是青島[6]、寧波(夏季)[20]和廈門(mén)[12]等沿海城市站點(diǎn)PHg濃度的2～3倍。與世界其他地區(qū)的城市站點(diǎn)相比,濟(jì)南市PHg濃度均值顯著高于韓國(guó)和日本等國(guó)家的城市站點(diǎn)[19,21],高出北美[19,22]和歐洲[22]城市站點(diǎn)觀測(cè)值近2個(gè)數(shù)量級(jí),這可能歸因于中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、污染治理技術(shù)等方面的差異,表明中國(guó)城市地區(qū)大氣PHg控制研究仍然任重而道遠(yuǎn)。

表1 濟(jì)南市大氣PHg濃度與國(guó)內(nèi)外其他研究站點(diǎn)的對(duì)比

圖1 2014年6月—2016年8月濟(jì)南市大氣PHg和PM2.5濃度的時(shí)間序列

如圖1所示,采樣期間,濟(jì)南市大氣PHg濃度隨時(shí)間的波動(dòng)幅度較大,且出現(xiàn)了許多濃度極值,特別是在采暖期(灰色陰影部分),PHg濃度可高達(dá)3 815 pg/m3,表明該站點(diǎn)附近可能分布有較強(qiáng)的排放源。采樣期間,采暖期的PHg濃度均值為583.1 pg/m3,是非采暖期的1.4倍,表明冬季采暖等活動(dòng)可能是導(dǎo)致采暖期PHg污染更加嚴(yán)重的重要原因。另外,大氣PM2.5濃度與PHg濃度的變化趨勢(shì)基本一致(圖1),且二者的相關(guān)性在采暖期(r=0.426,P<0.01)比在非采暖期(r=0.351,P<0.01)更強(qiáng),表明PM2.5可能對(duì)PHg的形成有顯著影響,或者二者可能具有相同的來(lái)源。

為降低PM2.5濃度對(duì)分析結(jié)果的影響,用采樣膜上的汞的質(zhì)量除以PM2.5的質(zhì)量,得到單位質(zhì)量PM2.5中的汞含量(PHg/PM2.5)。在整個(gè)采樣期間,濟(jì)南市PM2.5中的汞含量為0.01～33.62 μg/g,均值為6.20 μg/g,其中采暖期均值為7.10 μg/g,高于非采暖期(5.76 μg/g)。濟(jì)南市PM2.5中的汞含量低于北京(11.77 μg/g)[23],而顯著高于國(guó)內(nèi)外其他城市,如上海PM2.5中的汞含量為1.23～4.28 μg/g[24],日本沖繩為0.2 μg/g[25],波蘭扎布熱為3.5 μg/g[26]。此外,濟(jì)南市大氣PM2.5中的汞含量比山東省土壤(0.02 μg/g)[27]、煤炭(0.2～1.0 μg/g)[28]、表層土(0.46 μg/g)[29]和灰塵(0.28 μg/g)[29]中的汞含量高1～2個(gè)數(shù)量級(jí),表明濟(jì)南市大氣PM2.5的汞富集能力極強(qiáng),且在采暖期更顯著。

濟(jì)南市大氣PM2.5中的汞含量不僅與PHg濃度呈顯著正相關(guān)(r=0.639,P<0.01),還與PM2.5濃度有關(guān)。如圖2所示,PM2.5中的汞含量與PM2.5濃度在采暖期(R2=0.98,P<0.01)和非采暖期(R2=0.99,P<0.01)均存在冪函數(shù)關(guān)系。在PM2.5濃度較低(<75 μg/m3)時(shí),PM2.5中的汞含量隨PM2.5濃度的升高而迅速降低,而當(dāng)PM2.5濃度高于200 μg/m3時(shí),汞含量逐漸趨于相對(duì)穩(wěn)定的較低值狀態(tài)。該下降趨勢(shì)可能與顆粒物的粒徑分布和組分差異有關(guān)。不同粒徑顆粒物的汞富集能力不同。其中,粒徑越小,比表面積越大,更有利于汞的吸附。此外,前期研究表明,在PM2.5濃度較高時(shí)(即霧霾天氣),較粗粒徑的顆粒物在PM2.5中占主導(dǎo)[34]。CHEN等[35]在上海PHg粒徑分布研究中發(fā)現(xiàn),細(xì)模態(tài)PHg的優(yōu)勢(shì)粒徑范圍在非霾日為0.32～0.56 μm,而在霾日為0.56～1.0 μm。此外,霾日的水溶性離子濃度也顯著高于非霾日。例如,硫酸鹽濃度在霾日相比非霾日可增加5.4倍[35],導(dǎo)致PM2.5濃度迅速增加,而汞物種濃度增加速率緩慢,從而使PHg含量相對(duì)降低[36]。這意味著具有較低汞含量的粒徑較粗的顆粒物可能是霧霾期間PM2.5的重要構(gòu)成,而采暖期PM2.5比非采暖期PM2.5具有更高的汞含量可能與燃煤等采暖活動(dòng)排放了較多的超細(xì)顆粒物[37]有關(guān)。

圖2 濟(jì)南市采暖期和非采暖期PM2.5中的汞含量與PM2.5質(zhì)量濃度的關(guān)系

2.2 大氣PHg的主要影響因素

為進(jìn)一步探討大氣PHg濃度的主要影響因素,本研究采用主成分分析法分別從采暖期和非采暖期因子中提取出4個(gè)和5個(gè)特征值大于1的主因子。這些主因子在采暖期和非采暖期的解釋總方差累計(jì)占比分別為75.7%(圖3)和77.1%(圖4)。

圖3 采暖期大氣PHg影響因素的主成分分析結(jié)果

圖4 非采暖期大氣PHg影響因素的主成分分析結(jié)果

在采暖期因子1中,PM2.5、CO、SO2和NO2具有較高的正載荷,且因子1與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān),由此可認(rèn)定因子1為煤炭燃燒源的貢獻(xiàn)。該因子解釋了總方差的39.2%(圖3)。SO2通常被認(rèn)定為煤炭燃燒的標(biāo)記物。采暖期SO2與PHg呈顯著正相關(guān)(r=0.346,P<0.01),并且PHg在因子1中具有較高的正載荷(0.449),表明煤炭燃燒源對(duì)采暖期大氣PHg具有較大貢獻(xiàn)。因子2與NO、NO2、NOx、CO呈顯著正相關(guān),且與O3和風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān),由此可認(rèn)定因子2對(duì)應(yīng)交通源的影響。該因子解釋了總方差的16.7%。前期研究表明,汽車(chē)在燃燒燃油獲得動(dòng)力的同時(shí),會(huì)向大氣中排放不同形態(tài)的汞[38],其排放量雖遠(yuǎn)低于煤炭燃燒,但在交通繁忙的主干道周?chē)?交通源對(duì)大氣PHg具有重要貢獻(xiàn)。最新的大氣汞排放清單也顯示,除煤炭燃燒外,移動(dòng)源(交通源)也會(huì)釋放大量大氣汞[9]。因子3中,氣壓具有顯著正載荷,溫度具有顯著負(fù)載荷,因此,可將該因子認(rèn)定為氣象條件的季節(jié)性變化。因子3解釋了總方差的10.9%。PHg與因子3呈顯著負(fù)相關(guān),即在采暖期,氣壓較高、溫度較低時(shí),PHg濃度降低。高壓低溫通常是西北冷空氣侵襲影響的結(jié)果,此時(shí)空氣相對(duì)比較清潔,大氣中的PHg會(huì)被稀釋。因子4中,PHg含量的載荷非常高,其他參數(shù)幾乎沒(méi)有影響,因此,可將因子4定性為涉汞工業(yè)企業(yè)直接排放。該因子可解釋總方差的8.9%。

與采暖期大氣PHg主要受煤炭燃燒影響不同,在非采暖期,影響大氣PHg濃度的最主要因素是氣象條件的季節(jié)性變化,該因子解釋了總方差的32.4%,且對(duì)PHg具有正貢獻(xiàn)(圖4)。在非采暖期,氣壓低、氣溫高時(shí),大氣PHg濃度降低,這主要是由于低壓高溫通常是東南方向海洋氣團(tuán)影響的結(jié)果,海洋氣團(tuán)帶來(lái)了較為清潔的低PHg空氣。此外,除了同采暖期類似的煤炭燃燒、交通排放和涉汞工業(yè)企業(yè)直接排放等排放源之外,非采暖期還存在解釋了總方差的7.2%的因子5。該因子與濕度呈顯著負(fù)相關(guān),與O3和風(fēng)速呈顯著正相關(guān),因此,可認(rèn)定因子5為PHg的氣粒分配。此外,該因子與PHg呈負(fù)相關(guān),即風(fēng)速高、O3濃度高、濕度低不利于大氣中的活性氣態(tài)汞在顆粒物表面富集。

2.3 大氣PHg的本地貢獻(xiàn)和區(qū)域輸送

風(fēng)速和風(fēng)向是大氣PHg擴(kuò)散與傳輸?shù)闹匾绊懸蛩?可依此追溯PHg污染的本地來(lái)源。如圖5所示,濟(jì)南市采暖期的盛行風(fēng)向是東風(fēng)和西南偏南風(fēng),發(fā)生頻率分別為15.8%和15.1%;較高濃度的PHg(>472.1 pg/m3)主要出現(xiàn)在偏東和東北方向,且隨著風(fēng)速的增大而降低。相比采暖期,非采暖期盛行風(fēng)向轉(zhuǎn)變?yōu)闁|南至西南風(fēng),發(fā)生頻率占整個(gè)非采暖期的63.0%;其次是東風(fēng),占比為11.7%(圖5)。與采暖期類似,非采暖期的高濃度PHg同樣也主要分布在偏東和東北方向?？傮w來(lái)說(shuō),濟(jì)南大氣PHg的濃度分布具有明顯的風(fēng)向依賴性,高PHg污染主要出現(xiàn)在偏東和東北方向,并且較高濃度PHg在采暖期的出現(xiàn)頻率顯著高于非采暖期。

圖5 采暖期和非采暖期風(fēng)玫瑰圖和大氣PHg污染玫瑰圖

大氣PHg濃度的風(fēng)向依賴性與該地區(qū)周?chē)饕廴驹吹奈恢梅植加嘘P(guān)。在該采樣站點(diǎn)東北偏東方向,主要分布有兩家發(fā)電廠、三家水泥廠、一家鑄造廠和一家鍛造廠,在更遠(yuǎn)的地方甚至分布著許多熱電廠。這些工廠都屬于燃煤工業(yè)企業(yè),是主要的大氣汞人為排放源。此外,在采暖期和非采暖期PHg玫瑰圖中可發(fā)現(xiàn),該研究站點(diǎn)西南方向的大氣PHg濃度也普遍偏高(圖5),然而在南部地區(qū)并沒(méi)有識(shí)別到大型的汞排放點(diǎn)源,猜測(cè)可能是由區(qū)域傳輸導(dǎo)致的。

為進(jìn)一步探究區(qū)域傳輸對(duì)濟(jì)南大氣PHg濃度的貢獻(xiàn),本研究使用HYSPLIT模型進(jìn)行48 h后向氣流軌跡分析,隨后通過(guò)聚類分析,在采暖期和非采暖期分別得到4個(gè)和6個(gè)聚類軌跡,具體結(jié)果如圖6所示。

注：該圖為HYSPLIT模型自動(dòng)生成的制式圖。圖6 濟(jì)南采暖期和非采暖期48 h后向氣流軌跡聚類分析

從圖6可見(jiàn),在采暖期和非采暖期,到達(dá)研究站點(diǎn)的氣團(tuán)均主要來(lái)自于魯西南地區(qū),分別占?xì)饬鬈壽E總數(shù)的35%和41%,表明局地區(qū)域傳輸源是濟(jì)南市大氣PHg的另一主要來(lái)源。魯西南地區(qū)分布有密集的燃煤工廠,被認(rèn)為是山東省大氣汞的主要排放區(qū)域[39]。此聚類的氣團(tuán)源自并途經(jīng)大氣汞污染較重的區(qū)域,且傳輸高度低、傳輸距離短、在污染區(qū)域停留時(shí)間較長(zhǎng),有利于大氣汞吸附到顆粒物中,導(dǎo)致該聚類氣團(tuán)中的PHg濃度最高,在采暖期和非采暖期的濃度均值分別為770.2 pg/m3和467.4 pg/m3。此外,研究站點(diǎn)還受來(lái)自西北方向的長(zhǎng)距離傳輸氣團(tuán)的顯著影響。其中,途經(jīng)污染較重的京津冀地區(qū)的氣團(tuán)的大氣PHg濃度較高,如采暖期聚類2中的PHg濃度均值為561.3 pg/m3,非采暖期聚類3中的PHg濃度均值為453.8 pg/m3。此外,在非采暖期,研究站點(diǎn)還主要受到來(lái)自東南和西南方向的海洋氣團(tuán)的影響,分別占非采暖期全部氣流軌跡的20%和6%。該方向的氣團(tuán)相對(duì)比較清潔,PHg濃度較低,均值分別為382.9 pg/m3和334.3 pg/m3。總體來(lái)說(shuō),濟(jì)南大氣PHg污染氣團(tuán)主要來(lái)自魯西南地區(qū)和京津冀地區(qū),而在非采暖期,來(lái)自東南和西南方向的海洋氣團(tuán)的PHg濃度相對(duì)較低,會(huì)進(jìn)一步降低整個(gè)非采暖期的PHg濃度。

3 結(jié)論

1)研究期內(nèi),濟(jì)南市大氣PHg濃度均值為472.1 pg/m3,在國(guó)內(nèi)外城市中處于中等偏上水平,表明濟(jì)南地區(qū)面臨較嚴(yán)重的大氣PHg污染。冬季采暖加重了PHg的污染情況,采暖期大氣PHg濃度均值為583.1 pg/m3,是非采暖期的1.4倍。

2)濟(jì)南大氣PM2.5具有極強(qiáng)的汞富集能力,PM2.5中的汞含量在采暖期的均值為7.10 μg/g,高于非采暖期(5.76 μg/g),可能與燃煤等采暖活動(dòng)排放了較多的超細(xì)顆粒物有關(guān)。

3)濟(jì)南市采暖期PHg主要來(lái)源于煤炭燃燒和交通排放;在非采暖期,主要受氣象條件季節(jié)性變化的影響,其次是交通排放和煤炭燃燒排放。

4)濟(jì)南大氣PHg的濃度分布具有明顯的風(fēng)向依賴性,主要與該地區(qū)周?chē)娜藶樵捶植加嘘P(guān),尤其是位于采樣站點(diǎn)東北偏東方向的眾多燃煤工業(yè)企業(yè)貢獻(xiàn)了較多的PHg。

5)區(qū)域傳輸也是濟(jì)南市大氣PHg污染的重要影響因素之一。魯西南地區(qū)的局地排放對(duì)濟(jì)南市大氣PHg濃度具有顯著貢獻(xiàn)。此外,途經(jīng)京津冀等污染地區(qū)的污染氣團(tuán)也會(huì)加劇濟(jì)南市大氣PHg污染,而非采暖期來(lái)自東南和西南方向的清潔海洋氣團(tuán)則會(huì)降低采樣期間的PHg濃度。