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北京大气气溶胶来源分析:大气气溶胶和雾霾新论

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:表22-5和表22-6展示了基于上述3个采样点PM 10和PM 2.5的元素与离子数据,采用因子分析法对北京气溶胶进行源解析的结果。这一因子代表了工业和汽车尾气的复合源。北京从1997年起就禁止使用含铅汽油,机动车尾气不再是北京气溶胶中Pb的主要来源。这些从垃圾焚烧中产生的污染物,可以被传输到整个城区,成为北京大气气溶胶的重要来源。PM 2.5因子分析解析出的6个因子,共解释了所有变量的87.4%。重油燃烧是气溶胶中Ni和V的重要来源[25]。

北京大气气溶胶来源分析:大气气溶胶和雾霾新论

表22-5和表22-6展示了基于上述3个采样点PM 10和PM 2.5的元素与离子数据,采用因子分析法对北京气溶胶进行源解析的结果(排除了某些因检测限的限制而致使数据量较少而不适用于统计分析的组分,只采用了19种化学组分,即As、Zn、Pb、Ni、Cd、Fe、Mn、Mg、Ca、Cu、Ti、Al、Na、NH 4+、K+、Cl-、F-、NO 3-、SO 24-)。对PM 10,解析出了4个因子,共解释了所有变量的88.3%。所有化学组分的公因子方差均大于0.82,表明4个因子的解析结果可靠。第一个因子解释了大部分变量(60.5%),且As、Zn、Pb、Ni、Cd和Cu有高的负载。这一因子代表了工业和汽车尾气的复合源。冶金过程排放出大量的Cu、Zn和Ni,而汽车尾气也含有大量的Cu、Zn和Ni。北京从1997年起就禁止使用含铅汽油,机动车尾气不再是北京气溶胶中Pb的主要来源。工业排放、道路扬尘以及外地传输,便成了Pb的可能来源。第二个因子中Fe、Mn、Mg、Ca、Ti、Al和Na有高的负载,并解释了总变量的17.8%。这个因子显然与来自道路扬尘和外地入侵尘的矿物气溶胶有关。第三个因子中NO 3-、SO24-、NH 4+有高负载。很显然,该因子主要与燃煤排放的污染物通过化学转化形成二次气溶胶即(NH 42 SO4和NH 4 NO 3有关。第四个因子中Cl-和F-有高负载,可能来自废弃物燃烧和部分的煤炭燃烧。Cl-可能来自聚氯乙烯塑料的焚烧。冬季高浓度的Cl-则有可能来自燃煤。北京的许多垃圾场在粉碎垃圾进行焚烧的同时,也会释放大量的污染物质,如HCl和HF,以及其他的元素如Cr、Cu、Pb和Mn。这些从垃圾焚烧中产生的污染物,可以被传输到整个城区,成为北京大气气溶胶的重要来源。

PM 2.5因子分析解析出的6个因子,共解释了所有变量的87.4%。除了NO 3-的公因子方差为0.64外,其余化学组分的公因子方差均大于0.90。第一个因子代表二次气溶胶源,NO-3、SO2-4和NH+4具有高的负载。该因子解释了总变量的53.7%。第二个因子同Mg、Ca、Ti和Al相关,代表了上面所提到的矿物气溶胶源,可能来自道路扬尘或者外地长途传输尘。第三个因子中Fe有高的负载,Mn有中等负载。该因子代表冶金源,很可能来自首都钢铁公司。Mn通常与金属冶炼过程相关[23],而Fe也会在燃煤或者自然源产生的飞灰中富集[24]。这些来源也可能对该因子有所贡献。第四个因子中Ni和Cu有高的负载,可能代表机动车排放源。重油燃烧是气溶胶中Ni和V的重要来源[25]。第五个因子中As、Zn、Pb和Cd有负载,很明显代表工业排放源,尤其是非金属冶炼工业。E.Lee等人[26]在研究香港颗粒污染物的来源时,也解析出相似的因子。第六个因子与Cl-和F-相关,可能代表了上面提及的垃圾焚烧和部分煤炭燃烧源。

表22-5 PM10化学组分的最大方差旋转因子矩阵负载

表22-6 PM 2.5化学组分的最大方差旋转因子矩阵负载(www.xing528.com)

(续表)

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