PM2.5中水溶性离子分布剖析.pptVIP

* * PM2.5中水溶性离子的分布特征及危害 P art 1 PM2.5简介 PM2.5简介 01 02 03 Pm2.5的概念 Pm2.5的成分 PM2.5的来源复杂，成分自然也很复杂。主要成分是元素碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐。其它的常见的成分包括各种金属元素，既有钠、镁、钙、铝、铁等地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、砷、镉、铜等主要源自人类污染的重金属元素。 Pm2.5中水溶性离子 水溶性离子组分主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等，一般是二次颗粒物，都可溶于水，在PM2.5中主要以硫酸铵、硝酸铵的形式存在。 PM2.5（particulate matter 2.5）是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物也称为可入肺颗粒物。2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。 PM2.5组成成分 PM2.5组成一般分为可溶性组分、元素组分和碳质组分，可溶性组分一般包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、氯化钠等无机组分及甲酸、乙酸、乙二酸等可溶性有机物，可溶性组分一般占PM2.5质量的20％-50％。 无机可溶性离子 铵盐 硝酸盐 硫酸盐 Pm2.5中水溶性离子 硫酸盐 PM2.5中硫酸根的生成机制认为主要有两类:气相和液相氧化。气相反应主要是通过S02与OH-自由基的氧化反应；液相氧化是S02在云、雾水中或者气溶胶液滴表面在氧化剂(如H2O2和03)和金属(如Mn、Fe)的催化氧化下生成H2S04。在干净大气中,S042-的形成以均相成核为主,而在污染大气条件下,非均相氧化是S042_的主要生成途径。主要来源为化石燃料的燃烧,在冬季的排放量远高于其它季节,春季达到最小值。SO2-4浓度不仅与排放源有关，也与大气中气态SO2转化为颗粒态SO2-4的光化学反应和液相氧化有关，通常以(NH4)2SO4, NH4HSO4和H2SO4的形式存在，且这些硫酸盐均是水溶性的.随着夏季辐射强度的增大，光化学反应增强,，SO2-4质量浓度会逐渐增大。 硝酸盐 PM2.5中NCV主要来自气态前体物氮氧化物的转化,生成途径主要有两种: (1)在白天有光照、存在经基自由基的情况下,二氧化氮首先被氧化成硝酸气,在氨气充足(富氨)的情况下硝酸气会与氨气反应形成细颗粒的硝酸铵 (2)夜晚无光照的情况下,经基自由基的生成被抑制,从而二氧化氮生成硝酸气的途径也就被抑制,因此在夜间二氧化氮则倾向于被臭氧氧化生成五氧化二氮,进而在颗粒物表面水合生成确酸盐。城市大气中NOx主要来自机动车的排放和燃煤，温度是影响NO-3浓度的重要原因：当气温低于15℃时，NO-3主要以粒子形态存在;当气温高于30℃时, NO-3主要以气态HNO3的形式存在。 铵盐 NH4+大多数分布在细粒子中,主要来源于牲畜喂养、农业灌溉和有机质的降解等过程产生的NH3在大气中的转化.局地源对NH+4的影响最为明显,因此其季节变化不太明显。 无机可溶性离子 西安市地处中国内陆地区，远离海岸，可以排除Na+和Cl-的海盐来源.细粒子中的钠离子和氯离子主要来自燃煤源粗粒子中的钠离子主要来自土壤风沙扬尘.。Cl-的质量浓度在冬季要远远高于其它季节，PM2.5中Cl-浓度在冬季是其它季节的2.4倍，可见西安市大气颗粒物中大部分Cl-来源于取暖燃煤。 Na+和Cl- Mg2+和Ca2+ Ca2+和Mg2+易富集在粗粒子上，粗颗粒物中水溶性无机离子主要来自于自然源,Mg2+和Ca2+主要来自土壤源。 K+是生物质(麦秸、树叶等)燃烧的示踪物,主要分布在细粒子中。冬季周边农村烧材取暖,导致K+浓度在冬季明显高。于其它季节.夏季麦收时会焚烧秸秆,导致K+在6月浓度骤然升高。 K+ P art 2 水溶性离子在PM2.5中的分布特征 1 霾和正常天气下水溶性离子的分布特征 N03- 8.5 NH4+ 8 S042- 18.8 Na+ 0.7 Cl- 2.6 晴天时可溶性离子质量浓度 可溶性离子质量浓度 （ug/m3） Mg2+ 0.3 K+ 1.7 Ca2+ 1.8 N03- 11.2 NH4+ 17.7 S042- 37.8 Na+ 0.5 Cl- 1.6 灰霾时可溶性离子质量浓度 可溶性离子质量浓度 （ug/m3） Mg2+ 0.2 K+ 1.8 Ca2+ 1.5 在正常天气下PM2.5中,水溶性离子质量浓度排序变化为SO42- NO3- NH4+ Cl