华北地区乡村站点(曲周)夏季PM2.5中二次无机组分的生成机制与来源解析

利用大气PM2.5水溶性组分及其气态前体物在线测量系统(GAC-IC)于2014年6月9日~7月11日对华北地区乡村站点曲周大气PM2.5中水溶性组分及其气态前体物进行了在线测量,分析了PM2.5中水溶性组分与气态前体物日变化规律及其相互作用,探讨了当地细颗粒物的气粒转化机制并分析了其来源. 结果表明夏季曲周大气PM2.5中水溶性无机离子与相关气态前体物的浓度呈现明显的日变化规律. 观测期间,PM2.5中SO42-、NH4+和NO3-的平均浓度分别是26.28、18.08和16.36 μg·m-3,是PM2.5中最主要的水溶性无机离子,约占PM2.5质量浓度的76.23%;气态前体物中,NH3浓度明显偏高、平均值为44.85 μg·m-3,主要来源于当地的农业活动排放;硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)平均值分别是0.60和0.30,表现出明显的二次污染特征. 经相关性分析发现: 曲周大气PM2.5中NH4+与NO3-、SO42-有良好的相关性,且表现为富氨状态,NH4+以(NH4)2SO4形式存在,NO3-的生成主要受HNO3的限制. 对NH4NO3平衡进行研究发现: 与夜间相反,白天曲周大气环境不利于NH4NO3生成和保持. 结果也表明, 二次转化是曲周夏季细颗粒物的主要来源,堆肥与农田释放的NH3是导致高浓度二次无机颗粒物(SNA)的重要因素