中国太原PM2.5的水溶性无机离子的种类的特征和源的分析外文翻译资料

英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

中国太原PM_2.5的水溶性无机离子的种类的特征和源的分析

Qiusheng He^a* , Yulong Yan^a , Lili Guo^a , Yanli Zhang^b , Guixiang Zhang^a , Xinming Wang^b

（太原科技大学环境和安全，中国太原，有机地球化学国家重点实验室、广州地球化学研究所，中国科学院，中国广州）

文章信息

文章历史:

收于2016年1月11日

修订后接收于2016年9月11日

录取于2016年10月12日

网上能够查找到于2016年10月13日

关键词:

PM_2.5

水溶性无机离子(WSI)季节性变化

酸性平衡比率分析

摘要

2009年8月到2010年4月，研究人员在太原市收集区四季的PM_2.5样品，其中水溶性无机离子(WSI，包括F^-，Cl^-，NO₃^-，SO₄^2-，Na ，NH₄ ，K ，Mg² ，和 Ca² ）利用离子色谱色谱仪进行分析。每日样品的PM_2.5浓度从49.90到477.93mu;g / m³浮动，样品PM_2.5的均值为209.54mu;g / m³，在很大程度上超过了美国的环境保护机构的PM_2.5 24小时限制值35mu;g/m³ 和中国环境保护部75mu;g/m³。WSI平均浓度为68.86mu;g/m³，其中PM_2.5约占32.86%。最多的阴离子和阳离子，SO₄^2-和NH₄ 分别是WSI浓度的14.78%和43.53%。PM_2.5在太原用微量同等酸性浓度方法，但在近中性的秋天，WSI的化学形式主要是NH₄HSO₄，(NH4)₂SO₄和NH₄NO₃。PM_2.5和WSI显著的的季节性变化特征和最高值出现在冬天。PM_2.5，SO₄^2-和一些煤型离子，如NH₄ 和Cl^-在冬季浓度高于其他季节，原因主要是更多的煤炭燃烧对能源和室内暖气供应。比率分析表明，Mg² 和Ca² 不仅来源于土壤，沙尘，而且也从煤燃烧和工业排放。生物质燃烧如玉米秆和树枝导致K 离子的排放在秋季和夏季最高。风有规律的影响PM_2.5和WSI，并运输主要来自西北土壤沙尘也和当风速变高时将导致空气中灰尘再悬浮。此外，簸箕地形很容易引起太原城污染物集中，太原的一些煤炭焦化行业也可能会导致高的PM_2.5和WSI。

@2016爱思唯尔保留所有权利。

1. 引言

空气动力学直径lt;2.5mu;m的颗粒物(PM_2.5)在近几十年来由于其独特的对人类健康的影响，空气质量和全球气候变化，人们对其的研究更加关注。以更高的表面质量比为特点，小颗粒更容易吸收有毒成分，并导致各种各样的健康问题(世界卫生组织，1999；环境保护局，1999)。PM_2.5可能直接散射和吸收阳光而消光，并影响大气能见度(Yuan等，2006)。

在许多研究已经报道了中国城市中PM_2.5水平高于其他国家，这是因为过度的煤炭使用导致的(Tan等 ，2014 和2016；Qiu等，2013；Zhang等，2011)。与国外研究(如Khan等，2010；Aldabe 等，2011)相比，在一些中国城市发现高PM_2.5污染被及其程度超过了环保局出具的极限值PM_2.5(例如Tan等，2016；Tao等，2012；Zhang等，2011)。水溶性无机离子(WSI)，包括种类有NO₃^-，SO₄^2-，NH₄ ， Mg² 和Ca² ，约占20 - 45%，甚至gt;70%的PM_2.5的质量 (Tan等，2016；Zhang等，2011；Li等，2010；Kulshrestha等，2009；Khan等，2010；Tao等，2012；Dai等，2013；Tao等，2013)，气溶胶吸湿性在这一过程中发挥了决定性作用并可能会加剧能见度的降低。(Shen等，2009)。WSI的主要物种SO₄^2-，NO₃^-和NH₄ ，并且上海和福州分别贡献了PM_2.5质量的32%和43%，(Wang等，2006；Xu等，2012)。与汽车排放相比，高水平的SO₄^2-，NO₃^-在中国的城市主要是与煤炭燃烧相联系，尤其是在冬天在一些北方城市(Xiao和Liu，2004；Hu等，2002；Wang等，2005；Xu等，2012；Tan等，2016)。此外，WSI粒子受到来源变化的影响，如工业来源，农业源等，这可能导致F^-，Cl^-，NO₃^-，SO₄^2-，Na ，NH₄ ，K ，Mg² ，和 Ca² 的粒子的变化(Nair等，2006；Rengarajan等，2011；Li等，2010)。例如，化肥的使用在农业活动可能会导致更多的大气粒子形成的NH₄ (Zhang等，2011)。

WSI在粒子存在于一些特定的化学形式中，它可以影响PM_2.5的特点。一个典型的化学形式(NH₄)₂SO₄，的两个重要的离子SO₄^2-和NH ₄ ，不仅吸湿性对颗粒的影响很重要，同时也提高了吸湿增长的有机盐的混合物与硫酸铵(Wu等，2011)。相比于2001 - 2003年北京和2001年上海丰富的NH₄NO₃，2004年在上海的气溶胶粒子主要离子的形式为(NH₄)₂SO₄ ，NH₄HSO₄，Ca(NO₃)₃，CaCl₂，和 CaSO₄(Wang等，2005 和 2006；Yao等，2002)。细粒态NH₄NO₃大大加大了在东亚近年由于增加排放污染物(包括NH₃和人为来源的氮氧化物排放)和粗粒子浓度的降低(Kim，2006)。

NO₃^-/ SO₄^2-的比率可以用来评估移动源和固定污染源大气中硫和氮的贡献。比率在交通拥挤的城市密度更高，如广州(0.79，Tan等，2009)，上海(0.64，Wang等，2006)，北京(0.58，Yao等，2002)、厦门(0.52，Zhang等，2012)，较低的比率出现在以煤炭为主的城市如贵阳(0.14；Xiao和Liu，2004)、青岛(0.35；Hu等，2002)。先前的研究已经表明，F^-在城市地区大气的主要来源是烧煤，而Cl^-的主要来源是煤燃烧，生物质燃烧和土壤烟尘(Kulshrestha，2009；Watson等，2001)。除了灰尘和煤燃烧是主要贡献大气中的Mg² 和Ca² ，工业排放是Mg² 的另一个重要来源在一些镁生产领域(Osada等，2002；Zhang等，2002)。一般来说，NH₄ 和K 表明了生物质燃烧的主要路径(Nair等，2006)，但Zhang等(2012)报道，煤炭燃烧也NH₄ 的重要来源，尤其是在城市地区。

太原作为中国最大的煤炭基地，大气二氧化硫、氮氧化物和微粒浓度在是中国最高的之一(环境保护部，2015)。SO₄^2-，NO₃^-，Ca² 和NH₄ 是近几年湿沉降的主要的组分，太原应该关注S和N的高沉积通量(Guo等，2015)。尽管高大气SO₂和NO_x标准，但仍有一些研究在相关的粒子阶段SO₄^2-，NO₃^-标准相应贡献。本文的目的是讨论PM_2.5和WSI标准下，充分说明了在太原关键影响因素对其季节性变化和化学形式。

2.实验

2.1.站点描述

太原是陕西省的省会，土地面积约1500平方公里，人口420万。地形像簸箕，群山环绕在其西部，北部和东部方向，山谷平原在其南部，这易造成空气污染物支流汇合和积累。太原位于内陆属于暖温带大陆性季风气候。每年的平均温度是9.5°C，夏天最高温度(23.5°C)和冬天最低温度(minus;6.8°C)，夏季盛行风向是东南风而西北风是冬季盛行风向。

在市区有两个火力发电厂电力和暖气供应厂，两个世界上最大的不锈钢生产和中国重型机械工厂重工业工厂供应显示在地图上。自2004年以来，一些污染严重的工业如炼焦和化工厂被迫关闭，废气被排放到大气中之前通过相关部门的规定进行清理。SO₂和PM₁₀浓度稳定的减少，但仍超过国家空气质量标准的二级值(TYEPB，2011；Meng等2007 a和b)。

抽样地点位于一栋15层办公室的屋顶，在迎泽桥西北，太原市的中心城区周围没有明显的污染排放源的区域(图1)。基于四个位于太原的城市地区的大气环境监测站的在线监测数据，污染物在的SO₂，NO₂和PM _2.5非常接近，这与空气污染物稳定分散在整个市区有关(TYEPB，2011；Zhang等，2012 b)。因此，汇合和积累的空气污染物在城市可以均匀混合，所以采样站点可以代表太原城市的空气质量。

2.2.抽样

PM_2.5样品利用石英纤维滤膜(石英纤维滤膜 8“times;11”，色层分析滤纸L.td)收集，通过一个高容量的空气采样器的撞击器，截取2.5mu;m(空气动力学直径)的粒子，流量为1.05 m³ /min(TH - 1000 f，中国武汉天虹智能仪器公司)，在2009夏季-2010年春季采样，(表1)。获得的样本的数量在夏季，秋季，冬季和春季分别为16，25，21和21。在采样周期，空白滤膜也暴露在空气中，取样器没有通过抽取空气滤膜，表示所有人为活动在一样的抽样程序中的影响。取样器在使用前仔细检查并校准流校准器。采样时期，气象数据在图2中，包括环境温度、相对湿度(RH)，风速和风向记录地表天气的网站(http://www.wunderground.com/)。和每天的平均值

图1 山西省地形、位置的主要行业,街道和采样站点在太原(1、太原第二热电厂;2、太原钢铁工厂;3、太原重型机械工厂;4、太原第一热电厂)

表1

采样周期和统计的气象条件 SO₂和PM₁₀采样时间

<td

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料</td

资料编号：[26087]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• 气候系统模式BCC_CSM1.1对东亚高空对流层急流和相关瞬变涡流活动的模拟外文翻译资料
• 基于FAO Penman-Monteith方程与每日天气预报信息估算参考蒸散量研究外文翻译资料
• 稳定非饱和渗流条件下的无限大边坡稳定性外文翻译资料
• CMIP5模式下中国极端降水指数。第二部分:概率投影外文翻译资料
• 2013年2月8-9日东北部地区暴风雪过程的偏振雷达和微物理过程研究外文翻译资料
• 华南前汛期香港中尺度暴雨的研究外文翻译资料
• 边界层对极地春季臭氧损耗现象起止的影响外文翻译资料
• 一种利用神经网络从具有高光谱分辨率的红外光谱 反演温度信息的方法外文翻译资料
• 1961 ~ 2004年青藏高原夏季降水的时空分布外文翻译资料
• 中国中东部地区冬季雾——霾日的年际变化及其与东亚冬季风的关系外文翻译资料