本次研究一共分析了气溶胶中的31种元素，包括常规元素和微量元素，具体分析的物种和浓度列在表24-2中。所有元素中浓度最高的是S，其在PM 2.5和TSP中的平均浓度分别达到4.12±3.26和6.04±4.36μg·m-3。紧接着的高浓度元素是Al和Ca，在PM 2.5和TSP中的平均浓度分别为0.64和2.51μg·m-3以及0.72和3.39μg·m-3。由公式［矿物气溶胶浓度］=2.2［Al］+2.49［Si］+1.63［Ca］+2.42［Fe］+1.94［Ti］，可以估算颗粒物中矿物气溶胶的浓度［50］。其中Si由于分析方法的限制未能直接测定，而是根据Si／Al在地壳中的比值为3.43估算的。通过以上公式计算得到的上海矿物气溶胶，分别占PM 2.5和TSP的质量百分比12.0%和27.7%。
表24-2 PM 2.5和TSP中主要元素的平均值（μg·m-3）、相对偏差和变异系数
（续表）
S.D.：标准偏差；C.V.：相对偏差／平均值；BDL：低于检测限。
元素的富集系数（EF）可以反映各个元素在大气气溶胶中的富集程度。计算公式如下：EF=（X／X参比）气溶胶／（X／X参比）地壳，其中X参比表示某参比元素，要求参比元素基本没有人为污染源，且其物理化学性质比较稳定，一般选用Al、Sc等。本研究中选择Al为参比元素，计算所得上海大气气溶胶中各元素在PM 2.5和TSP中的平均富集系数，如图24-10所示。富集系数小于10左右，说明受到的污染较少，主要包括Al、Ca、Fe、Mg、Na、Sc和P，说明这些元素主要是来自地壳源。以Ca和Fe为例，图24-11分别表示这2种元素在TSP中和Al的相关性。两者和Al都具有显著相关性，相关系数均在0.70以上。其中，元素Fe和Al的浓度比值（Fe／Al）为0.72，非常接近地壳中的Fe／Al比值0.68，说明Fe基本上没有受到污染源的影响。而元素浓度比值Ca／Al为1.32，是地壳中Ca／Al比值0.50的两倍多，说明上海大气气溶胶中的Ca相对于地壳浓度水平有一定的富集。上海频繁的建筑活动使得街道扬尘乃至表层土壤中的Ca浓度升高，其再次扬起便导致其在大气中的富集。富集系数在10～100范围内的元素包括Sr、Mn、K、Ti、V、Ba、Ni、Cr、Cu和Mo，说明这些元素属中度污染。余下元素Pb、Zn、Cd、As、Sb、Se、S在PM 2.5中的平均富集系数分别为765、936、1 258、2 431、2 793、8 888和7 552，说明这些元素属重度污染，尤其以Se和S的污染最为严重。这2种元素主要源自煤燃烧，说明燃煤对上海大气质量有严重影响。同一元素在PM 2.5中的富集系数，大多高于TSP，说明这些微量金属元素更容易富集在细颗粒物中。
图24-10 各元素在PM 2.5和PM 10中的富集系数
图24-11 Fe、Ca与Al在TSP中的相关性（回归曲线过零点）(www.xing528.com)
虚线代表在地壳中的平均比值。
表24-3是PM 2.5中主要元素的主因子分析结果。一共得到5个因子，共可解释83.17%的方差，说明绝大多数来源可以得到解释。第一个因子对Al、Ca、Fe、Mg、Na和Ti有较高载荷，可解释18.16%的方差。这些元素主要来自地壳源，因此将第一个因子归为矿物源。第二个因子对Co、Cr、Fe、Mn、Mo和Ni有较高载荷，可解释18.39%的方差，这个因子可归为机动车尾气排放和刹车中释放出的金属元素［51］，主要是来自交通源。第三个因子对Ba、Cu、K、Sr有较高载荷，对Pb也有一定载荷，可解释17.96%的方差。这几种元素若在平日应来自不同来源。因本研究处在春节烟花爆竹燃放活动较多的时期，而这几种元素也是烟花中常用的添加剂，因此将第三个因子解释为燃放烟花爆竹源。之前在北京对元宵节期间的研究，也发现这几种元素比平日增加了几倍至几十倍不等［52］。第四个因子对Cd、Pb、Sb和Se的载荷较高，由于这几种元素的富集系数均相当高，并且可能来自工业、冶金排放，因此将此因子解释为工业来源，可解释15.89%的方差。最后一个因子对As、Ge、S和Se的载荷较高，很明显是来自煤燃烧的排放，可解释12.77%的方差。除了S以外，Se也是煤燃烧来源的很好示踪物之一［53］。如图24-12所示，Se和S在整个研究期间的变化趋势非常一致，相关系数达到0.74，进一步说明了燃煤是元素Se和S的共同来源。
表24-3 PM 2.5中主要元素的主因子源解析
（续表）
PC：principal component（主成分），PC1—PC5即正文中提到的5个主因子。
图24-12 Se和S在采样期间的日均浓度变化趋势，小图为两者相关性
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
