本研究测定了2008年每个亚微米颗粒物PM 1样品中所含的包括常量元素和微量元素的19个元素（Al、As、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、S、Ti、V、Zn、Si）的浓度，其中Si由于本实验方法无法测得，因此通过Si和Al在地壳中的比值Si／Al（3.4）来估算。通过公式［矿物气溶胶浓度］=2.2［Al］+2.49［Si］+1.63［Ca］+2.42［Fe］+1.94［Ti］［27］来估算亚微米颗粒物中矿物气溶胶组分的浓度。由以上公式计算，得到PM 1中矿物气溶胶的平均浓度为18.1μg·m-3，矿物气溶胶在PM 1中的质量百分比为21%。
图38-2列出样品中的16种元素相对于Al的富集系数（EF）。EF值计算公式为：EF=（X／Al）气溶胶／（X／Al）地壳，式中（X／Al）气溶胶和（X／Al）地壳分别代表X元素在气溶胶和地壳中其浓度与参比元素Al的浓度的比值。一般认为当EF＜10时，该元素受到的人为污染较少，主要来自天然矿物源；EF越高，则表明该元素来自污染源的贡献越大。根据EF值，可以把各元素的来源大致分为3类——人为源、地壳源、人为和地壳混合源。EF值在10以下的元素有Al、Mg、Na、Fe、Ti、Co、Ca、Mn，这些元素主要来自地壳源。其中Ca和Mn的EF值分别为5.0和5.4，来源于人为源和地壳源的混合。EF在10～100范围内的元素有V（钒）、Ni、Cr、Cu和K，这些元素主要来自人为污染源。其中Cr、Cu、Ni被证明主要来自交通源［28］，Ni和V被认为是船舶排放的示踪物［29］，其中V在道路扬尘中较少发现，船舶排放可能是最为主要的来源。V和Ni在PM 1中的质量浓度比（V／Ni）全年平均为0.98。该比值在夏秋季较高，分别为1.17和1.01；冬春季较低，分别为0.86和0.92。夏秋季盛行从海洋方向来的季风，V／Ni比值的升高更加证明了船舶排放是上海PM 1中V、Ni的主要来源。V、Ni在PM 1中的较高浓度水平，也提示了船舶排放已经是上海大气亚微米颗粒物PM 1不可忽视的来源。EF值＞100的元素，从大到小有As、S、Cd（镉）、Pb、Zn。其中As、S、Cd三元素的富集系数甚至大于1 000，说明这些元素在亚微米颗粒物PM 1中大量富集。以下的因子分析表明，这3种元素主要来自同一污染源，即燃煤。由于上海冬天没有集中供暖，这3种元素应该是来源于工业、电力等部门大量使用的煤燃烧。道路的扬尘实验［30］证明了大气颗粒物中的Zn、Cu、Pb、Ni几种金属元素主要来源于交通［31，32］。轮胎添加剂中含有Zn、Cu、Pb和Cd等多种金属元素，轮胎磨损会释放出这些重金属。如轮胎中的Zn含量高达约1%［24］，加上不同的石油燃料里也含有不同含量的Zn［33，34］，因之，机动车尤其是其轮胎磨损被认为是大气环境中Zn的重要来源。
图38-2 PM1中各元素相对Al的EF值(www.xing528.com)
数值统计的主因子分析法，可以对各个元素进行来源分析。表38-2是对PM 1中主要元素进行分析的结果。KMO检验[3]为0.853，表明数据符合主因子分析的要求。通过主成分分析方法得到4个因子，共能解释88.67%的方差，大多数元素的来源能够得以解释。第一个因子包括有Al、Ca、Fe、Co、Mg、Na和Ti，都有较高的载荷，能解释35.11%的方差。基于上面的富集因子分析，很容易看出，这些元素主要是来自地壳源，因此将第一个因子归为地壳源。第二个因子里，Cd、Cu、K、Mn、Pb、S、Zn有较高的载荷，对Fe也具有一定的载荷，能解释27.31%的方差。这个因子所包括的几种元素主要来自交通源以及生物质燃烧，与上述的讨论相符合。第三个因子包括As、Cd、Cr、Na、S等元素，都有较高的载荷，共能解释15.13%的方差。这几种元素在乌鲁木齐采暖期间也有大量的富集，被认为主要来自煤炭燃烧。第四个因子里，载荷较高的是V和Ni。如上述讨论，它们被认为是船舶排放的示踪物，因此船舶排放能解释剩余11.12%的方差，进一步说明了船舶排放已成为上海大气污染中不可忽视的来源。
表38-2 PM 1中元素的主成分分析
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。
