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1、5 1 9 空气颗粒物中非金属离子的特征分析 张芹李大秋王蕊 ( 济南市环瑰保护科研所济南2 5 0 0 1 4 ) 空气悬浮颖粒物中的非金属离子以硫酸盐、硝酸盐、氯化物和按盐为主，并多为水溶 性成份。四种非金属离子是悬浮颗粒物的重要组成部分.因而研究空气中这些颗粒物的季 节及粒度等分布特点，对认识悬浮颗粒物的化学特征并识别其污染来源都有重要意义。 1 实脸部分 1 . 1 布点与采样 在济南市建城区约 1 1 o k . T 范围内，按主导风向及优化布点原则布设 1 1 个采样点位， 总悬浮颗粒物( T S P ) 采样使用 K B -1 2 。 采样器， 流量为 1 O O L / m i
2、 n 。 可吸人颗粒物 (M, o ) 分级采样使用C Q-D L L 3 型大容量串级式空气采样器， 采集六个不同级次的空气颗粒物样 品，各级次的空气动力学当量直径 ( P m)分别为。 . 3 8 , 0 . 3 8 -1 . 5 0 , 1 . 5 0 .3 . 5 2 , 3 . 5 2 - 5 . 7 8 , 5 . 7 8 -7 - 9 2 和 7 . 9 2 - - 1 0 . 0 0 ，采样流量为 1 . O O m / m i n , T S P和 P M,。 分级样品同 步采样， 均 选用4 9 型 超细 玻璃纤维滤膜， 采样前经4 0 0 C 高温 处理， 并恒温恒湿 温
3、度2 0 C ， 相对湿度5 0 %) 2 4 小时后， 用万分之一天平称重。 12 样品分析 将采集有样品的玻瑞纤维滤膜， 置于 2 5 0 m L烧杯中， 加人 1 0 0 mL浸取液，浸泡2 4 h , 抽滤后转移至2 5 O mL容量瓶中，用浸取液稀释至刻度， 作为待测液A。并将经以上处理的 滤膜再用。 . l m o l / L的H2 S O 浸取， 用二次水定容到 2 5 o m L容量瓶中， 作为待测液 B 。取 待测液A用 Z I C - II A型离子色谱仪对S O 1 一 、 C l - 和NO ,准确地进行定量， 侧定条件: 淋 洗液( N a i C O , O . 0
4、 0 2 4 m o l / L , N a H C O , O . 0 0 3 0 m o l / I ) 流量2 . O m L / m i n 。 用纳氏 试剂 分光光 度法，分别测定待测液A和 B中NH 军 的含量，其和为样品中N H才 的总含量。 2 结果与讨论 2 . 1 不同杜径顺拉物中非金属离子的分布特点 不同粒径颗粒物中非金属离子的平均浓度值见表 1 。 由样品的分析结果看， 非金属离子 具有较明显的粒径分布规律， P M,。 中 4 种非金属离子的含量是T S P中含量的1 / 5 2 / 5 ， 其 中硫酸根所占比重最大， 钱离子最小， 也就是说， P M, , 相对T
5、S P中的硫酸根富集程度最高， 钱离子富集程度较 低。 在P M , o 各粒级中， 4 种非金属 离子的 含量均以小于。 . 3 8 K m粒径区的 极细颗粒物最为集中， 在这一粒级的颗粒物中， N 03 , C l - , NH ;和S 0; 一含量分别占P M, , 的6 7 %, 6 0 %, 4 2 % 和2 5 。 在小于1 . 5 K m的细 颗粒物中C l - , N O T 和N H , 的 含量分别 占P M , 。 的四 分之三以 上， 且4 种非金属离子的 浓度在P M, 。 中有随颗粒物粒径的 减小而增 大的趋势，尤其是 N H+浓度与粒径呈显著负相关，在对数坐标纸上
6、呈直线。 由测定结果还可以看出， T S P中四种非金属组分的硫酸盐含量最高，约占 6 7 0 o ，另外 三种离子的浓度水平大致相同，而硝酸盐与硫酸盐的相关程度最高，实测表明硫酸盐浓度 通常为硝酸盐浓度的 4 -6 倍，在P M, 。 中硝酸盐和硫酸盐的当量比为 2 : 1 1 . 2 , 5 2 0 空气颗拉物中非金属离子们特征分析 表 t 各粒径区非金属离子的平均浓度统计结果表 单位:p s / m 粒 级 粒 径 范 围 ( p -) CIN O;S O 盖 - NH 4 - 平 均 浓 度 X标 tl, 平均浓度 X 标准差 平 均 浓 度 X$F 7 S 平均浓度 XU S AS
7、TS P 1 0 0 . 0 0 6 . 4 2 8 ， 5 4 9 1 1 - 3 8 05 . 1 46 6 . 9 1 41 4 . 5 8 9 1 0 . 0 7 52 . 96 6 P M ,下 一 ， 。 . 。 。 2 . 3 3 9 17 8叮 1 9 3 1 ; ; 4 3一 2 7 . 7 8 81 4 . 7 5 41 . 9 3 6 2 . 0 2 4 57 . 9 2- 1 0. 00。 . 2 0 5一 于元 0 . 2 5 90. 1 55 . 26 25 . 6 1 1 0 . 0 5 70 . 0 6 0 45 . 7 8 - 7 . 9 20 . 1 4 4
8、 0 . 0 4 2 0 . 1 2 60. 0 8 9 3 . 8 8 34 . 3 3 7 0 . 0 8 10 . 0 9 5 33 . 5 2 - 5 . 7 8 0 . 1 3 2 一 ( ). ( 16 6 0 .1 1 0 0 . a 3 8 3 . 8 4 7 2 . 9 4 3一 0 . 1 2 10 . 1 2 1 21 . 5 0 - 3 . 5 2 。 1 2 6 0 . 0 6 7 0. 1 2 80 . 1 0 25 . 2 7 3 6 . 5 9 90 . 2 2 10 . 1 4 0 10 . 3 8 - 1 . 5 0 。 3 2 9 。 . ;丽-0. 4
9、4 40 . 2 6 8一 2 . 5 3 7一 2 . 6 0 8 0 . 6 3 4 0 . 6 2 4 0 0 . 3 8l . 4 0 3【 0 . 9 9 9 2. 1 2 7 1 . 2 06 . 9 8 54 . 4 9 10 . 8 2 2 1 . 2 3 1 2 . 2 TS P中非金属组分的季节变化特点 由T S P中非金属组分不同季节分析结果见表 2 ,采暖期4种非金属离子的平均浓度均 明显高于 非采暖期， N O 3 , C l 3 , S O ;和N l- l , 采暖 期的平均浓度依次分别是非采暖 期的 2 . 5 , 2 . 8 , 3 . 4和5 . 0 倍，
10、因此， 燃料燃烧产物转化形成的非金属组分为其主要污染源之一。 表2 T S P中不同季节非金从离子的平均浓度结果统计表单位km/,z OS O; - NH 亡 -1 9 . 8 1 34 6 . 8 5 9 8 8 . 9 2 67 . 8 5 6 - - 1 5 . 2 9 4 0 2 2 一 7 2 . 2 2 9 1 0 . 1 7 4 1 3 2 1 3 . 4 9 02 . 0 5 4 8 . 8 7 2 9 . 0 2 8 - 4 4 . 7 901 . 21 5 - 3 . 3 7 9 2 26 6 生 61 2 . 3 4 10 . 5 8 9 由各测点功能分区的测定结果还可知
11、，_ 业区氯化物和硫酸盐含量明显高于其它功能 区;居民文教区的氯化物、硝酸盐和硫酸盐的平均浓度相对较低，而钱盐却为最高。 细颗粒的污染主要来 自 燃煤、 汽车尾气和光化学烟雾等过程， 全部为人为源产物， PM, 中的非金属离子也主要来 自人类活动，氯化物、硝酸盐和硫酸盐也相对集中在细颗粒物部 分。 总之， 由非金属离子的粒径和季节等分布特点可知， 4 种非金属组分主要是人为源造成 的，硫酸盐在粗颗粒物中亦有一定含量，表明除人为源之外还与风沙等污染源有关。 3结论与建议 ( 1 ) 空气颗粒物中的4 种非金属离子在P M, 。 中相对较为集中， 并在 P M, 。 中随粒径减小 而浓度有增大的趋势。 ( 2 ) T S P中4 种非金属组分主要来源于燃料燃烧 ( 3 ) 4种非金属离子相对集中在可吸人颗粒物部分， 对人体健康危害严重， 尤其是二次 硫酸盐是首要污染物 ，J组
