2017年1月天津市区PM 2.5 化学组分特征及高时间分辨率来源解析研究
摘要
为了快速分析天津市区冬季以及重污染过程中PM2.5的化学组成特征及来源，本研究于2017年1月利用在线监测仪器快速采集了天津市区环境受体中PM2.5及其化学组分的小时数据，并通过PMF（positive matrix factorization，正定矩阵因子分解法）模型解析了天津市区2017年1月及重污染过程中PM2.5的主要贡献源类，分析了重污染过程中排放源的变化趋势.结果表明：2017年1月天津市区PM2.5浓度为6.0~449.0 μg·m-3，平均值为153.3 μg·m-3.NO3-、SO42-、NH4+是PM2.5中水溶性离子的主要组分，三者之和占水溶性离子总量的88.3%.NH4+与Cl-、NO3-、SO42-均表现出显著的正相关性（r=0.82，0.95，0.97；p＜0.01）.NO3-和SO42-（r=0.90；p＜0.01），Ca2+与Mg2+（r=0.65；p＜0.01）均表现出显著的相关性，说明它们分别具有较高的同源性.OC和EC也是PM2.5的重要组成部分，两者之和占PM2.5质量浓度的20.4%.重污染过程中，PM2.5及其主要离子的浓度显著的增加（p＜0.01），并存在较高的二次离子生成.PMF解析结果表明，二次源类是天津市区2017年1月PM2.5的首要源类，分担率为38.1%，其次为机动车源（分担率为25.6%）、燃煤源（分担率17.1%）、扬尘（分担率10.1%）和生物质燃烧（分担率9.1%）.重污染过程中，二次源是PM2.5的主要贡献源类，分担率达到39.3%；说明重污染期间存在显著的二次转化及二次粒子的积累过程.重污染发生演变过程中，二次源、机动车源和燃煤源对PM2.5贡献表现出显著增加的趋势，而扬尘和生物质燃烧的贡献则没有显著增加.