北京PM2.5离子组成大揭秘

表23-1显示了整个采样期间各种离子的平均浓度。总离子浓度约占PM 2.5质量浓度的30%。主要阳离子NH 4+（19%）、Ca2+（6%）、K+（4%）和主要阴离子SO 24-（34%）、NO 3-（23%）、Cl-（7%）分别是PM 2.5中的主要碱性和酸性组分，共占总离子浓度的90%以上。

NO-3／SO2-4比值可用来指示大气中S、N流动源和固定源的相对比例［4，8，16］。NO-3／SO2-4比值越高，流动源的比例越大［16］。中国的汽油和柴油含S质量百分比分别为0.12%和0.2%［17］，由此估计，汽油和柴油燃烧排放的NO x／SO x分别为13∶1和8∶1。煤中含硫质量百分比为1%，燃煤排放的NO x／SO x为1∶2。因此，用SO2-4指示固定源，用NO-3指示流动源是合理的。本研究中NO-3／SO2-4比值在0.01～2.94之间（平均值=0.71，S.D.=0.48），此值与北京2001—2003年的0.67接近，高于北京1999—2000年的0.58［8］，明显高于上海（0.43）［8］、青岛（0.35）［9］、台湾（0.20）［18］和贵阳（0.13）［4］，表明北京机动车排放（流动源）引起的空气污染日益严重。图23-3显示 了NO 3-／SO 24-冬 季（0.49）和夏季（0.63）低于秋季（0.93）和春季（0.84），图23-1显示了NO 2全年分布均匀，SO2浓度冬季高。冬季高浓度的SO 2致使SO 24-浓度高；夏季高温、高湿以及强太阳辐射，更有利于SO24-的形成。因此，夏季高浓度的SO 24-，导致了较低的NO 3-／SO 24-比值。

图23-3　2001—2003年期间北师大采样点NO3-／SO24-比值和Ca2+／Al比值的季节变化（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）

所有样品按4个季节进行归类。最后5点代表沙尘期间的样品。图中数字代表季节平均值。(www.xing528.com)

图23-4比较了不同地区气溶胶中的离子浓度。纵坐标轴表示各地区与北京地区离子浓度的比值。由这些比值可见，北京的污染气溶胶（如SO 24-）浓度是所有城市中最高的，北京的NO 3-和NH 4+浓度比其他地区高出3%～4%，北京的矿物组分（以Ca2+为代表）浓度高于其他大部分城市。

图23-4　不同地区PM 2.5质量浓度及主要离子浓度比较（彩图见图版第11页，也见下载文件包，网址见正文14页脚注）