上海市郊区大气细颗粒和超细颗粒物中元素粒径分布研究

张艺凡 | -> | 1286| 1| 0.236902MB |细颗粒物,超细颗粒物,粒径分布,质量中值粒径,相关系数,富集因子,同步辐射

摘要: 用同步辐射X 荧光光谱分析了上海市郊区大气细颗粒和超细颗粒物( 01028 7~ 2140 Lm) 中元素粒径分布、质量中值粒径、元素相关性和不同粒径颗粒物中的富集因子. Ca、Ti 主要分布于粒径> 2 Lm 的颗粒物中, 它们之间的相关系数达01933, 富集因子在011~ 312 之间, 且与粒径无明显关联, 主要来自土壤扬尘等自然来源. V、Cr、Mn、Ni、Zn、Cu、Pb、Cl、S 等元素主要分布在01 1~ 110 Lm 颗粒物中, 质量中值粒径在0156~ 0194 Lm 之间.V、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb 显著富集, 且富集程度随粒径减小而增大.其中Pb 在超细颗粒物( < 011 Lm) 中的富集因子达2 02317~ 2 24412, 远大于在细颗粒和PM215 中的富集程度. 这些元素主要来自燃油、燃煤、冶金和机动车尾气等人为污染. Fe 在> 012 Lm 颗粒物中分布较均匀, 质量中值粒径113 Lm. 除了局部污染源, 远距离传输对该地区大气颗粒物污染有不可忽略的影响.

    众所周知, 可吸入大气颗粒物中的金属元素对人体健康有负面影响, 因此受到研究者广泛关注. 目前大多数研究主要集中于总悬浮颗粒物( TSP) 、PM10或PM215中的元素浓度和化学形态研究, 但近来许多研究者对更小粒径( < 215 Lm) 的大气颗粒物产生了兴趣. 这是因为大气颗粒物一般呈双峰分布( 忽略不稳定的Aitken 核模态) , 分别在> 2 Lm 和< 2 Lm 处出现峰值[ 1, 2] , 其中< 2 Lm 的细颗粒和超细物在大气中滞留时间更长, 影响范围更大[ 2, 3] . 细颗粒物和超细颗粒物不但更容易在深部呼吸道沉积[4, 5] , 而且由于粒径小, 比表面积大, 其中的有毒有害物质往往比大颗粒物呈现更大的活性和毒性[6~ 8] . 因此, 元素在不同粒径大气颗粒物中的分布特征受到越来越多的关注.
    通常可以利用颗粒物中的元素分布和浓度分析大气污染来源. 进一步研究表明, 来自不同污染源的元素更容易富集在某些粒径范围的颗粒物中[ 3,9~ 12] . 这为污染源解析提供了新的思路[13,14] . 在目前的国内外研究中, 大多数研究的粒径范围在011~ 10 Lm 之间[ 5,10~ 13, 15, 16] , 对粒径< 011 Lm 的超细颗粒物的研究较少.
    本研究将粒径范围扩展到超细颗粒物, 利用同步辐射X 射线荧光测量了上海市郊区大气细颗粒
和超细颗粒物( 01028 7~ 2140 Lm) 中元素的粒径分布, 并结合质量中值粒径( median mass aerodynamic diameter, MMAD) 、元素的相关性和不同粒径大气颗粒物中的富集因子分析该地区大气细颗粒物和超细颗粒物中元素的粒径分布特征及与污染来源的关系.

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