表6-3比较了2个航次中PM 2.5中各种元素的几何平均值。矿物元素Fe和Ca(钙)的平均浓度,在1月份的航次大约是4月份航次的10倍。但是,Al和Mg(镁)在2个航次中的平均值相当;而污染元素Pb在1月份航次中的浓度值,大约是4月份的10倍,但Sb、Se没有高出那么多。可见,1月份航次的Fe和Ca,也有部分来源于污染,就和Pb的来源一样,因为其浓度值显著大于Al的浓度。由于Al一般少有人为污染源,而被当作地壳源的参比元素。北方春季通常是风沙季节,大陆气溶胶的远距离传输,会使得海洋上空的矿物气溶胶浓度,在春季显著大于冬季。刘毅[38]等通过对海上气溶胶的研究,认为地壳元素的浓度,通常由于春季是中国沙尘多发季节,影响到中国的近海海域。这造成春季海上气溶胶的地壳元素浓度,大于其他季节。然而,我们观测到的却正好相反,其原因在于,2003年由于中国气候呈现30年一周期的“北涝”现象,北方地区春季普遍比往年降水量和降水频率都大,造成在内蒙古等地的沙尘天气,没有能够把含有大量地壳元素的颗粒物,传输到其他地区。同时,由于珠江口海域4月份多降雨,而1月份是全年降雨量最小的季节,因此造成了地壳元素的浓度在春季比在冬季反而还略低一些。污染元素Sb和Se也是冬季比春季高,主要原因是冬季岸上地区燃煤,造成近海海域的污染元素浓度高于春季。刘毅[38]等也报道了,在日本以南的海域,气溶胶中污染元素的浓度,最高出现在冬季。冬季Sb元素的浓度,占全年的50%,Se浓度占全年的35%左右。而且,Se浓度在海洋气溶胶中高于Sb。从图6-5中可以看到,前2个在岸上采集的样品中,Sb的浓度要高于Se,但是在海上,Se要高于Sb。这进一步证明,Se元素存在海洋源,和刘毅等[38]的研究结论是一致的。
表6-3 PM2.5中的元素浓度
(续表)
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图6-5 污染元素Sb和Se的浓度
为了定量地判断这些元素的来源,用富集系数法计算各个元素的富集因子(EF):EF地壳;x=(X/Y)大气/(X/Y)地壳[4]。通常认为,富集系数大于5,则该成分就有显著的非地壳来源。图6-6展示了2个航次中PM 2.5典型元素的富集系数。Cr(铬)、Pb、Sb和Se,在1月份和4月份航次中的富集系数,都在100~60 000。如此高的富集系数表明,这些元素有显著的污染来源。可见,在中国的南海地区,常年都受到来自内陆污染源的影响。
图6-6 2个航次PM 2.5样品中部分元素的富集系数比较
由图中还可以看出,除了Na和Mg以外的大部分元素,富集系数都是1月份略微大于4月份,因为Na和Mg主要来自海洋源,在2个航次中都没受到太多大陆污染源的影响。Cr部分来源于煤燃烧,部分来源于工业排放。Sb和Se都来源于燃煤,Pb主要源于早年含Pb汽油燃烧的排放。Sb、Se和Pb的富集系数都高达数千。显然,海洋气溶胶的Cr、Sb、Se和Pb主要来源于大陆污染源的排放。
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