.采样期间大部分时间风向以西风和西南 2.1 天津近岸海域不同粒径大气颗粒物质量浓
风为主,风可以将沿海地区的污染物吹向近岸海 度的季节变化
域,因此近岸海域可能会受到沿海的影响. 采样 位置设在在采样船 2 层平台,距海面约 5m,上风 向不受任何障碍物的影响,距采样船发动机排烟
采样期间天津近岸海域 TSP,PM10 和 PM2.5 的质量浓度分别为(294.98±3.95),(279.87±17.53), (205.50±38.13)μg/m3.3 种粒径颗粒物的质量浓度
纤维滤膜,石英膜用于分析离子和碳,聚丙烯纤维 尤其是采样日之前渤海海面采样区域有过明显
滤膜用于分析元素.在采样前后,样品滤膜和空白 降雨,这对大气颗粒物的冲刷作用很明显,因此夏
滤膜置于铝箔做成的样品袋中妥善保存.采样前 季大气颗粒物浓度小于秋冬两季.
烘烤温度定在 400℃,对石英膜烘烤 2h;聚丙烯滤
The variation range of OC/EC in 2.13~5.58indicated the existence of secondary organic carbon in this region. Key words：Tianjin offshore area；atmospheric particulate matter；inorganic components；sources
1.2 采样仪器与设备 采用配有 TSP、PM10 和 PM2.5 切割头的
TH-150AⅡ智能中流量总悬浮微粒无碳刷采样
PM10 春 季 和 冬 季 超 出 了 国 家 二 级 标 准 [8] 150μg/m3, 秋 季 则 超 出 了 国 家 三 级 标 准 [8] 250μg/m3.秋季和冬季航次采样时间正处于北方
GSR12)等.剪取 1/4 石英膜用 DX-120 离子色谱 测定 Na+、Mg2+、K+、Ca2+、NH4+、Cl-、NO3-、 SO42-等 8 种离子[7],采用 DRI Model 2001A 热光 碳分析仪分析有机碳(OC),元素碳(EC).
(E117.950°,N39.125°),ZD-TJ096(E117.950°,N38. 618°)每个季度同步采集 TSP、PM10、PM2.5 样品
境质量改善提供科学依据. 1 实验方法 1.1 采样时间与地点
(a)2006 年 8 月 26 日~27 日
(b)2006 年 12 月 9 日~10 日
(c)2007 年 4 月 24 日~25 日
(d)2007 年 11 月 12 日~13 日
图 1 采样点位与走航航线示意 Fig.1 Location of sampling sites and lanes
Laboratory of Urban Ambient Air Particulate Matter Pollution Prevention and Control, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300071, China). China Environmental Science, 2011,31(2)：177~185 Abstract：Atmospheric particulate matter with different diameters (TSP, PM10and PM2.5) were collected during four cruises in Tianjin offshore area in 2006~2007 to analyze mass concentrations, main chemical components including
收稿日期：2010-06-21 基金项目：国家海洋局“908”专项(908-TJ-09) * 责任作者, 教授, zbai@
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中国环境科学
31 卷
域对 TSP、PM10、PM2.5 进行了 4 个季节的走航 观测,研究了颗粒物质量浓度季节变化,并对其化 学组成和来源进行了分析.为弥补我国近岸海域 大气气溶胶研究的不足,促进环渤海地区大气环
口约 10m,采样期间始终保持船的排烟口处于采 呈现出明显的季节变化,秋季颗粒物浓度最高,冬
样平台的下风向.采样期间同步记录现场温度、 季次之,夏季最低(图 2).秋冬两季的 TSP 浓度超
压力、湿度、风向和风速等气象参数.
出 了 国 家 环 境 空 气 质 量 二 级 标 准 [8]300μg/m3;
海洋是大气气溶胶的源和汇[1-2],而近岸海 域是大气污染物从陆地向大洋迁移、扩散的过 渡带[3].近年来,国内外通过航海调查、岸基观 测等手段对不同海域气溶胶的成分、时空分布 及来源等进行了研究,结果表明,近海大气气溶 胶受到陆地源的影响强烈,并与海区的地理位 置有关[4-5].
天津市濒临渤海,近年来环渤海地区经济的 快速发展使得大气颗粒物受到陆地人为排放源 的严重影响[6],而对该海域大气气溶胶成分的报 道甚少.本课题组于 2006~2007 年在天津近岸海
值得注意的是,夏季航次采集到的 TSP 浓度
膜的烘烤温度定为 60℃,烘烤 0.5h 以消除杂质的 为(144.80±4.70)μg/m3,而 1984 年戴树桂等[9]在渤
干扰.
海开展的海洋气溶胶研究所得到的 TSP 浓度仅
1.3 样品分析
为 10μg/m3,远远低于本次研究所得的浓度值.这
用美国 METTLER TOLEDO-XP26 Delta- 种变化可能是由于 20 年来沿岸工业区域的不断
2期
姬洪亮等：天津近岸海域大气颗粒物无机组分季节变化及源析
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ZD-TJ087、ZD-TJ096),见图 1.各点位都在 10m 等深线以内,在 24h 内采样船沿预定航线走完 5 个 点位.TJ05(E117.890°,N38.931°),TJ02 (E117.720°, N38.881°),TJ01(E117.619°,N38.708°), ZD-TJ087
中国环境科学 2011,31(2)：177~185
China Environmental Science
天津近岸海域大气颗粒物无机组分季节变化及源析
姬洪亮,赵 宏,孔少飞,白志鹏*,韩 斌 (南开大学环境科学与工程学院,国家环境保护城市空气颗粒物污染
防治重点实验室,天津 300071)
摘要：2006~2007 年在天津近岸海域分 4 个季节走航采集了不同粒径大气颗粒物样品,分析了其质量浓度以及元素、离子和碳等化学组成,
分别于 2006 年 8 月 26~27 日,2006 年 12 月 段分别代表夏、冬、春、秋 4 个季节. 租用津汉 9~10 日,2007 年 4 月 24~25 日和 2007 年 11 月 渔 04046 号作为此次研究的采样船,整个研究区 12~13 日在研究区进行样品采样.以上 4 个时间 域内共设置了 5 个采样点位(TJ01、TJ02、TJ05、
关键词：天津近岸海域；大气颗粒物；无机组分；来源
中图分类号：X131.1
文献标识码：A
文章编号：1000-6923(2011)02-0177-09
Seasonal variation of inorganic composition in ambient particulate matter in Tianjin offshore area and its source analysis. JI Hong-liang, ZHAO Hong, KONG Shao-fei, BAI Zhi-peng*, HAN Bin, (State Environmental Protection Key
器(武汉天虹智能仪表厂)完成颗粒物样品采集. 采暖期,化石燃料的消耗量大幅增加,因此这 2 个
不同粒径颗粒物同时用 2 台仪器平行采样,采样 季节污染比其他两季严重.春季采暖期已经结束,
流量设定为 100L/min,采样时间设置为 24h.采样 加之春季天气干燥、多风,利于污染物的扩散.夏
滤膜分别选用直径 90mm 的石英滤膜和聚丙烯 季渤海天气湿润,一年中的主要降雨集中在夏季,
elements, ions and carbon. The sources were analyzed using enrichment factors and ratios. The mass concentrations of TSP, PM10and PM2.5 were (294.98±3.95), (279.87±17.53) and (205.50±38.13)μg/m3, respectively and they represented obviously seasonal variation, with the highest value in autumn, then coming winter and the lowest in summer. The total element concentrations were 48.75, 47.94 and 32.08μg/m3 in TSP, PM10 and PM2.5. The highest ion was Na+ for TSP. The richest ion was Cl- for PM10and for PM2.5. The concentrations of OC for PM were all higher in autumn and winter than in spring and summer. The main source was soil for TSP in spring, but coal combustion translation particles influenced most for PM10and PM2.5in autumn and winter according to the Al/Fe value. Higher EFc values for Cu、Zn and Pb were found with the highest value 741.3 for Pb in PM10in winter. NO3-/SO42- ranged from 0.28to 0.85, with higher values in spring and summer than autumn and winter, which indicated that coal combustion and vehicle emission were both main sources.