典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告_20170111.docx

目 录一、研究背景1二、研究目的1三、研究内容2四、方案设计21、采样点位22、滤膜准备33、主要仪器34、样品采集45、样品保存和运输46、样品测定57、数据分析5五、实验结果61、颗粒物日均质量浓度62、元素测定73、可溶性离子浓度测定134、多环芳烃测定16六、结果分析191、日均质量浓度比较分析192、元素分布特征及来源213、可溶性离子含量分析304、多环芳烃含量分析35七、主要结论43八、工作建议44一、研究背景京津冀地区是我国政治、经济和文化中心，经济迅速发展的同时，带来的严重环境问题，如颗粒物污染、灰霾、光化学烟雾等，给当地的生态环境和人们的身体健康带来严重危害。随着京津冀地区能源消耗的不断攀升，区域大气污染日趋严重，颗粒物已成为首要污染物。该地区大气污染物的组成和分布特征，以及大气污染物的控制对策，己经成为专家研究和公众关注的热点问题。根据新修订的环境空气质量标准的分期实施要求，2012年，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市；2013年，113个环境保护重点城市和国家环保模范城市；2015年，所有地级以上城市；2016年1月1日，全国实施新标准。因此，本研究选择京津冀地区开展颗粒物组分的研究工作。大气颗粒物是由元素碳、有机碳、铵盐、硝酸盐、硫酸盐、矿物尘、海盐、痕量重金属元素以及水等成分组成的复杂混合体。PM10是指环境空气动力学当量直径小于等于10m的颗粒物，PM2.5是指环境空气动力学当量直径小于等于2.5m的颗粒物，目前对其研究主要包括质量浓度、数量浓度、单个颗粒大小和形状、粒度、颗粒的聚集特性、可溶性、无机和有机化学组分、物相组成等。正是由于其化学组成复杂多变，目前尚难以对其所有组分进行直接检测。近年来，有关北京地区颗粒物组成的研究较多，但缺乏对区域内其它工业城市及背景地区大气颗粒物质量浓度、粒径分布及其化学组成的同步观测研究。因此，本项目重点在于研究和分析京津冀地区和背景点大气颗粒物的组成，对深入了解颗粒物在全球气候变化中所起的作用以及对人类和生态环境健康的影响具有重要意义。二、研究目的 为配合落实新修订的环境空气质量标准分期实施要求，了解典型地区环境空气颗粒物PM10和PM2.5的浓度水平和污染物组成，本研究选择京津冀和从南至北的四个国家大气背景站作为研究地区，分别采集空气颗粒物样品，通过滤膜中多环芳烃、无机元素和可溶性离子等组分分析，初步掌握典型地区污染物构成和分布特征，为环境管理部门科学决策和管理监控提供技术支持和依据。三、研究内容 对空气滤膜样品中的无机元素、可溶性阴阳离子和多环芳烃进行分析测定。元素测定方法参照EPA IO-3.1和3.5，阴阳离子参照EPA IO-4.2，多环芳烃参照空气和废气监测分析方法（第四版增补版）。四、方案设计1、采样点位原则：避开局地污染源和障碍物，尤其是地面扬尘的直接影响，采样点宜选在周围空旷的地点或楼顶，能够代表周围的大气环境。城市点：在京津冀地区选择北京、天津、石家庄3个典型城市。北京点位设在中国环境监测总站楼顶(九层)，天津点位设在天津市环境监测站楼顶(四层)，石家庄点位设在电视塔一层采样平台(约80米)。背景点：选择山西庞泉沟、吉林长白山、湖北神农架、广东南岭，4个国家大气背景站。图1为采样点位示意图。图1 采样点位示意图2、滤膜准备滤膜选用美国Whatman公司生产的三种滤膜，即9.0cm玻璃纤维滤膜、9.0cm石英滤膜和47mm石英滤膜。由总站统一购买，寄给天津和石家庄市站，滤膜的前处理和称量由当地市站协助完成。多环芳烃分析采样用玻璃纤维滤膜，滤膜使用前在500马弗炉中灼烧30min，以去除杂质和有机物，元素和离子分析等无机项目采样采用石英滤膜，膜的尺寸根据采样器的需要而定。使用前滤膜应放在恒温恒湿箱/室中平衡24h，温度1530，相对湿度45%55%，用0.1mg或0.01mg的分析天平称量滤膜，记录重量。在上述相同条件下平衡1h后再次称重，两次重量之差PM10和PM2.5应分别小于0.4mg和0.04mg，详见环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法HJ 618-2011。3、主要仪器武汉天虹TH-150A智能中流量总悬浮微粒采样器，TH-16A四通道大气颗粒物采样仪，分别配有PM10-PM2.5-100组合式多功能切割器。美国CEM公司微波消解仪、美国安捷伦7500a ICP-MS、美国戴安离子色谱ICS-2000、美国Waters公司UPLC H-class超高压液相色谱仪4、样品采集采样时间为2012年10月11月，采样器流量校准按照GB/T15432-1995环境空气 总悬浮颗粒物的测定-重量法进行。单通道采样流量100L/min，四通道16.67 L/min。城市点一个样品连续采集23h（如，早上10:00至第二天9:00），采集至少5个有效天数。背景点一个样品连续采集30-36h，采集两次。城市点由总站、天津市站、石家庄市站在同一时间段，分别在北京、天津、石家庄三个城市开展样品采集工作。背景点由总站分析室组成4个小组，在此期间分赴四个大气背景站采样。总站每天用1台四通道（2个PM10和2个PM2.5）采集4张滤膜，用于元素和阴阳离子分析各2张；2台单通道采样器分别采集2张滤膜（1个PM10和1个PM2.5）多环芳烃分析。每天6张膜，5天共计30张，其中玻璃纤维滤膜10张，石英滤膜20张。天津和石家庄每天同时用6台单通道采样器（3个PM10和3个PM2.5）进行采样，每天采集6张滤膜，用于元素、阴阳离子和多环芳烃测定的滤膜均为2张，5天共计30个样品。背景点每个点位采用6台单通道采样器，3台采集PM10（2个为石英滤膜用于元素、阴阳离子，1个为玻璃纤维滤膜用于多环芳烃测定）、3台采PM2.5（2个为石英滤膜用于元素、阴阳离子，1个为玻璃纤维滤膜用于多环芳烃测定），连续2次采样，每次30h36h，一个点位2次采集12张膜，四个点位共计48张膜，其中玻璃纤维滤膜16张，石英滤膜32张。每个点位做2个全程序空白，每天填写原始记录，记录包括采样当天的天气、气压、温度、风速、采样开始时间、终止时间、采样流量、滤膜有无破损情况等。5、样品保存和运输玻璃纤维滤膜取下后，尘面朝里折叠，用铝箔纸包好放入密封袋或信封中送回实验室，石英滤膜采样后，直接装在密封袋或信封里返回实验室，记录样品的详细信息贴在密封袋上。石家庄和天津的样品在当地市站实验室称重，其他样品均在总站实验室称重。称重前将滤膜放在恒温恒湿箱/室中平衡24h，用天平称量滤膜质量，填写称重原始记录。称重后的滤膜放在4冰箱里冷藏保存。石家庄、天津的样品采集并称重后，将5天的样品统一包装后快递寄至总站，背景点的样品采集后，放在当地背景站的冰箱中4保存，待所有样品采集完毕后一起带回北京实验室，4冰箱保存。所有样品的分析测试工作均由总站分析室完成。6、样品测定（1）日均质量浓度：根据各地实验室称量滤膜的数据，利用采样前后质量差值的差重法计算每日PM10、PM2.5的日均质量浓度。（2）元素分析：前处理参照US-EPA Compendium Method IO-3.1，王水体系微波消解的方法，消解后的样品经赶酸、定容、静置等步骤后待测。元素分析测试参照US-EPA Compendium Method IO-3.5，ICP-MS分析方法。分析Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Pd、Ag、Cd、Sn、Sb、Ba、La、Hg、Pb等60余种元素。（3）阴阳离子测定：参照US-EPA Method IO-4.2，测定Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、F-、NO3-、SO42-等9种离子。滤膜超声萃取后溶液一分为二，分别上阴阳离子色谱。（4）多环芳烃测定：参照空气和废气监测分析方法（第四版增补版），采用超声波萃取高效液相色谱法，测定16种多环芳烃。样品前处理和分析测试工作在采样后1-2周内完成。（5）样品测定时每批做2个实验室空白和1个质控样。7、数据分析将原始实验数据录入Excel后建立数据库，用SPSS软件进行统计学分析。五、实验结果1、颗粒物日均质量浓度京津冀地区在2012年10月15日24日时间段内，采集5个有效天数，每个样品采集23h。四个背景点在10月末至11月上旬的3周内完成采样工作，每个点位分别采集2个3036h样品（每个样品约23天）。根据称量滤膜的数据，计算出北京、天津、石家庄3个城市点和背景点的PM2.5和PM10日均质量浓度，详细结果见表1-1。 表1-1 北京、天津、石家庄和背景点空气PM2.5和PM10日均质量浓度 (单位，mg/m3) 浓度地区PM2.5PM10最小值最大值平均值标准偏差中位值最小值最大值平均值标准偏差中位值北京0.0530.2370.1160.069 0.088 0.0940.380.1980.103 0.172 天津0.0570.3690.1480.108 0.142 0.1210.5330.2580.151 0.237 石家庄0.0750.390.1990.136 0.121 0.1960.6280.3990.184 0.335 背景点0.0090.0310.0190.007 0.019 0.0150.0570.0280.011 0.026 将本研究测定结果与国内外典型城市PM2.5和PM10监测结果进行比较，见表1-2。本次监测的三个城市PM2.5和PM10日均浓度高于文献报道的2011年京津冀地区的浓度，且高于大多数国内外城市。但由于本次采样周期短，且在秋冬季，因此与全年均值比较相对较高。表1-2 部分城市PM2.5和PM10质量浓度比较 (单位，g/m3)本研究PM2.5PM10文献1PM2.5PM10文献2PM2.5PM10北京116198北京55124广州140215天津148258天津68141武汉75124石家庄199399唐山79151兰州94181背景点1928保定116183重庆76115WHO3PM2.5PM10WHO3PM2.5PM10WHO3PM2.5PM10纽约1321巴黎2338罗马2035华盛顿1118柏林2126悉尼712芝加哥1322伦敦1429新加坡19321 京津冀典型城市大气颗粒物化学成分同步观测研究，环境科学，2011年09期2 空气污染对呼吸健康影响研究，中国环境科学出版社，2001年3 2011年世界卫生组织(WHO)发布的官方数据北京、天津、石家庄和背景点PM2.5日平均浓度分别为116g/m3、148g/m3、199g/m3和19g/m3、PM10日平均浓度分别为198g/m3、258g/m3、399g/m3和28g/m3。京津冀地区PM2.5和PM10均高于背景点，且石家庄天津北京。2、元素测定将滤膜一分为二，在1/2滤膜样品中加入2.5ml硝酸和7.5ml盐酸，用微波消解仪对样品进行消解，消解后样品赶酸、定容至50ml，静置24h后上机，用ICP-MS对样品中的元素进行测定，同时做空白、样品平行和样品加标，且加标回收率在80120%之间。 （1）京津冀地区采集的空气滤膜样品共计32个（北京和石家庄各10个，天津12个）， PM2.5和PM10样品各16个。微波消解ICP-MS法测定了样品中的68种元素浓度，根据每个样品的标况体积，最终计算得出质量浓度。其中11种元素未检出，主要为稀土元素，即Nb、Ru、Rh、Pd、Sm、Gd、Dy、Er、Yb、Ir和Pt，对其他57种检出元素PM2.5和PM10的测定结果进行统计分析，包括最小值、最大值、平均值、标准偏差和中位值，详细结果见表2和表3。 表2 京津冀地区环境空气PM2.5中57种元素含量测定结果(n=16) 单位，ng/m3质量数元素最小值最大值平均值标准偏差中位值7 Li2.48 14.9 5.85 4.63 3.14 9 Be1.46 9.15 3.34 3.26 1.64 11 B12.7 615 145 226 18.5 23 Na849 4226 1490 760 1237 24 Mg161 1754 611 600 291 27 Al204 4199 922 875 832 28 Si44.0 1777 305 463 149 31 P20.7 171 106 45.1 115 34 S622 7312 2522 2143 1464 39 K4042971 1241 808 1057 43 Ca124 1097 463 338 320 45 ScN.D.1.05 0.29 0.33 0.12 47 Ti10.5114 30.1 28.0 20.3 51 V1.87 12.3 5.22 3.34 3.51 53 Cr9.44 34.2 15.9 7.52 13.3 55 Mn24.2 137 71.7 39.2 62.6 57 Fe410 2397 894 569 671 59 Co1.86 13.2 4.30 3.91 2.25 60 Ni4.04 23.0 9.19 6.06 6.44 63 Cu11.3 254 77.4 67.8 58.9 66 Zn75.1 1373 531 419 356 69 Ga3.26 16.3 6.95 4.51 4.50 72 Ge1.46 9.04 3.32 3.22 1.60 75 As4.60 106 22.3 23.2 15.8 82 Se3.07 30.8 11.0 7.60 9.09 85 Rb2.97 23.9 9.00 5.93 7.10 88 Sr5.29 52.9 14.4 10.9 10.3 89 YN.D.1.23 0.30 0.34 0.18 90 Zr2.61 21.9 6.58 6.56 3.06 95 Mo1.93 12.9 5.15 3.77 2.93 107 Ag1.75 11.4 4.27 3.53 2.15 111 Cd2.16 14.6 6.50 3.94 5.08 115 In1.52 9.36 3.47 3.25 1.70 118 Sn2.54 42.7 15.5 12.7 10.4 121 SbN.D.109 29.4 34.6 18.0 125 Te0.10 2.30 0.63 0.58 0.46 133 Cs1.73 11.6 4.29 3.57 2.51 137 Ba12.789.0 32.8 23.9 20.9 139 La0.39 3.74 1.20 0.94 0.92 140 Ce0.23 9.612.28 2.60 1.43 141 PrN.D.0.48 0.16 0.15 0.09 146 NdN.D.1.84 0.58 0.57 0.34 153 Eu0.05 0.37 0.12 0.11 0.07 159 Tb0.02 0.15 0.05 0.04 0.03 165 Ho0.06 0.42 0.14 0.14 0.07 169 Tm0.14 0.87 0.31 0.31 0.15 175 Lu0.12 0.77 0.28 0.27 0.14 178 Hf0.07 0.66 0.18 0.19 0.09 181 TaN.D.7.67 2.39 2.86 1.33 182 W1.27 12.8 4.70 3.38 3.35 197 Au0.72 4.68 1.66 1.64 0.80 202 Hg0.22 3.39 1.07 0.99 0.56 205 Tl2.52 15.4 6.24 4.86 3.51 208 Pb26.5 575 158 139 122 209 Bi2.34 17.5 7.05 4.69 5.03 232 Th0.33 2.73 0.86 0.76 0.49 238 U1.68 10.4 3.83 3.69 1.89 注：N.D.表示未检出表3 京津冀地区环境空气PM10中57种元素含量测定结果（n=16） 单位，ng/m3质量数元素最小值最大值平均值标准偏差中位值7 Li1.89 17.8 7.38 4.83 5.14 9 Be1.45 9.17 3.41 3.23 1.71 11 B3.34 1360 295 495 27.2 23 Na48.5 3296 1724 802 1602 24 Mg347 3470 1431 912 1056 27 Al156 7064 2162 1440 2027 28 Si19.0 2389 394 621 171 31 P5.44 296 128 67.1 134 34 S871 9900 3261 2468 2518 39 K22.5 4008 1646 1095 1304 43 Ca51.5 3748 1334 808 1188 45 ScN.D.1.62 0.67 0.41 0.58 47 Ti5.35 205 74.9 41.5 67.4 51 V1.47 24.4 9.43 5.05 8.95 53 Cr2.08 69.6 22.2 13.9 19.2 55 Mn4.35 219 114 58.8 109 57 Fe83.6 5793 2604 1366 2471 59 Co1.61 18.9 5.94 4.603.60 60 Ni1.76 31.0 12.8 7.53 10.7 63 Cu14.2 445 177 147 133 66 Zn58.2 2754 811 739 534 69 Ga1.71 25.4 10.5 6.49 7.82 72 Ge1.42 9.25 3.45 3.20 1.75 75 As1.69 172 29.1 36.7 18.2 82 Se1.25 31.3 12.5 8.86 9.67 85 Rb1.65 26.6 11.1 6.77 9.08 88 Sr2.97 64.0 31.5 15.2 28.5 89 YN.D.3.72 1.33 0.88 1.18 90 Zr1.64 21.5 8.12 6.23 4.99 95 Mo1.40 39.7 7.98 8.99 4.21 107 Ag1.50 11.6 4.05 3.47 2.23 111 Cd1.56 19.9 7.20 5.04 5.83 115 In1.47 9.46 3.53 3.26 1.74 118 Sn1.64 44.2 14.8 12.3 8.95 121 SbN.D.127 23.2 30.9 10.2 125 Te0.02 1.48 0.57 0.41 0.47 133 Cs1.52 12.1 4.54 3.57 2.89 137 Ba4.18 218 85.2 56.8 65.3 139 La0.09 9.24 2.97 1.85 2.88 140 Ce0.13 16.3 5.31 3.43 4.95 141 PrN.D.1.57 0.59 0.33 0.55 146 NdN.D.5.87 2.18 1.28 1.96 153 Eu0.04 0.38 0.18 0.11 0.14 159 Tb0.01 0.15 0.08 0.04 0.07 165 Ho0.05 0.47 0.17 0.13 0.11 169 Tm0.14 0.86 0.32 0.30 0.17 175 Lu0.12 0.77 0.29 0.27 0.14 178 Hf0.03 1.03 0.26 0.25 0.16 181 TaN.D.7.97 1.45 2.01 0.87 182 W0.90 116 11.9 24.4 4.65 197 Au0.71 4.60 1.65 1.60 0.80 202 Hg0.21 16.1 2.90 4.52 0.77 205 Tl1.82 14.4 5.97 4.19 3.93 208 Pb8.32 832 220 204 157 209 Bi1.63 19.2 7.59 5.09 5.94 232 Th0.22 2.30 1.19 0.60 1.06 238 U1.65 10.5 3.92 3.64 2.00 注：N.D.表示未检出由表中数据可以看出，PM2.5和PM10样品中所有元素质量浓度可以分为几个梯度的浓度水平，即Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe质量浓度在0.110g/m3之间，Si、P、Ti、Mn、Ni、Cu、Zn、Ba、Pb质量浓度在10100ng/m3之间，其他元素含量较低，在0.0110ng/m3之间。本研究的结果与我室分析2012年大气室前三个季度采集样品的浓度水平一致。（2）背景点山西庞泉沟、吉林长白山、湖北神农架、广东韶关四个背景点共采集的空气滤膜样品共计16个，PM2.5和PM10样品各8个。微波消解ICP-MS法测定了样品中的68种元素，根据每个样品的标况体积，最终计算得出质量浓度。其中13种元素未检出，主要为稀土元素，即Sc、Y、Nb、Ru、Rh、Pd、Sm、Gd、Dy、Er、Yb、Ir和Pt。与城市点对照，除Sc和Y两种元素之外，其他11种元素均为共同未检出的元素。此外，其他55种检出元素PM2.5和PM10的测定结果见表4和表5。表4 背景点环境空气PM2.5中55种元素含量测定结果(n=8) 单位，ng/m3质量数元素最小值最大值平均值标准偏差中位值7 Li1.55 2.63 2.09 0.40 2.07 9 Be1.22 1.54 1.40 0.14 1.41 11 B6.63 25.7 12.5 6.74 10.0 23 Na203 768 538 191 596 24 Mg56.3 434 187 152 127 27 Al34.3 647 255 232 189 28 Si29.3 128 70.3 39.0 62.7 31 P37.2 174 103 43.8 97.3 34 S174 1706 902 538 787 39 K88.7 462 249 141 224 43 Ca62.9 333 156 112 113 47 Ti3.63 23.5 10.6 8.13 6.74 51 V1.18 2.91 1.84 0.62 1.80 53 Cr5.8939.312.611.513.955 Mn2.41 36.9 16.6 13.1 13.1 57 Fe61.9 430 219 110 218 59 Co1.32 2.21 1.69 0.32 1.75 60 Ni2.67 16.1 8.05 4.96 6.05 63 Cu2.53 6.13 4.04 1.22 3.93 66 Zn19.8 111 37.0 30.4 26.6 69 Ga1.69 3.04 2.12 0.50 1.90 72 Ge1.21 1.57 1.41 0.13 1.43 75 As2.32 9.38 4.28 2.45 3.08 82 Se1.27 4.17 2.52 1.11 2.16 85 Rb1.65 3.44 2.39 0.70 2.04 88 Sr1.90 9.96 4.28 2.68 3.12 90 Zr2.01 2.41 2.26 0.16 2.31 95 Mo1.41 3.06 1.93 0.55 1.73 107 Ag1.33 1.66 1.47 0.13 1.45 111 Cd1.27 2.47 1.79 0.37 1.83 115 In1.23 1.56 1.38 0.14 1.32 118 Sn0.88 3.37 1.99 1.00 1.80 121 Sb0.65 2.57 1.37 0.61 1.22 125 Te0.06 0.39 0.16 0.11 0.11 133 Cs1.28 1.68 1.50 0.15 1.52 137 Ba3.47 18.4 7.50 5.68 5.12 139 La0.04 1.22 0.40 0.49 0.15 140 Ce0.02 0.49 0.17 0.15 0.13 141 PrN.D.0.07 0.04 0.04 0.14 146 NdN.D.0.19 0.13 0.09 0.13 153 Eu0.04 0.09 0.06 0.02 0.05 159 Tb0.01 0.04 0.03 0.01 0.02 165 Ho0.05 0.08 0.06 0.01 0.06 169 Tm0.12 0.16 0.14 0.01 0.14 175 Lu0.10 0.14 0.12 0.01 0.12 178 Hf0.06 0.24 0.10 0.06 0.08 181 TaN.D.0.14 0.19 0.09 0.19 182 W0.66 8.72 3.20 3.32 1.46 197 Au0.63 1.11 0.78 0.15 0.74 202 Hg0.141.050.320.300.27205 Tl1.52 2.12 1.82 0.20 1.86 208 Pb5.73 59.6 27.2 20.6 21.1 209 Bi1.44 2.65 1.97 0.37 1.96 232 Th0.21 0.49 0.33 0.10 0.30 238 U1.22 1.75 1.54 0.19 1.54 注：N.D.表示未检出表5 背景点环境空气PM10中55种元素含量测定结果（n=8） 单位，ng/m3质量数元素最小值最大值平均值标准偏差中位值7 Li1.61 2.77 2.04 0.39 1.93 9 Be1.07 1.56 1.36 0.16 1.35 11 B7.63 48.6 21.8 17.3 14.0 23 Na432 917 702 143 711 24 Mg56.7 478 185 129 158 27 Al61.2 475 295 168 361 28 Si8.94 238 114 85.4 72.2 31 P15.6 111 85.1 30.9 90.6 34 S115 1259 649 391 680 39 K99.4 326 198 78.1 190 43 Ca78.5 249 153 57.0 149 47 Ti3.92 23.8 11.8 6.09 11.7 51 V1.18 2.86 1.75 0.57 1.55 53 Cr10.935.015.410.113.755 Mn2.68 29.8 15.0 8.6 13.4 57 Fe114 1136 574 339 453 59 Co1.49 3.52 2.30 0.67 2.25 60 Ni2.66 13.3 6.58 3.42 5.68 63 Cu96.214811195.010866 Zn73.9 409 170 111 151 69 Ga1.72 2.76 2.12 0.35 2.11 72 Ge1.06 1.58 1.38 0.17 1.36 75 As1.89 10.3 4.67 3.10 2.97 82 Se1.36 2.95 1.86 0.50 1.76 85 Rb1.66 3.29 2.13 0.52 2.05 88 Sr2.35 10.9 6.32 3.01 6.00 90 Zr1.96 2.69 2.29 0.26 2.24 95 Mo1.44 3.03 2.06 0.61 1.81 107 Ag1.33 1.68 1.56 0.12 1.61 111 Cd1.27 3.06 1.90 0.63 1.71 115 In1.07 1.57 1.40 0.17 1.45 118 Sn1.61 4.40 2.92 1.15 2.79 121 Sb0.54 3.57 1.38 0.95 1.17 125 Te0.03 0.32 0.14 0.10 0.10 133 Cs1.25 1.78 1.53 0.19 1.59 137 Ba3.93 16.5 8.71 4.47 8.12 139 La0.05 0.80 0.37 0.25 0.38 140 Ce0.02 1.61 0.63 0.50 0.66 141 Pr0.02 0.24 0.12 0.09 0.08 146 NdN.D.0.76 0.29 0.25 0.23 153 Eu0.05 0.09 0.06 0.02 0.05 159 Tb0.02 0.06 0.03 0.01 0.03 165 Ho0.05 0.10 0.07 0.02 0.06 169 Tm0.11 0.18 0.14 0.02 0.13 175 Lu0.09 0.16 0.12 0.02 0.12 178 Hf0.08 0.85 0.23 0.29 0.09 181 TaN.D.0.61 0.49 0.17 0.49 182 W0.70 16.2 6.92 6.62 4.71 197 Au0.58 3.32 1.14 0.92 0.79 202 Hg0.86 1.82 1.40 0.27 1.44 205 Tl1.37 2.10 1.79 0.23 1.79 208 Pb9.34 68.8 32.8 20.3 28.9 209 Bi1.45 2.78 1.86 0.46 1.67 232 Th0.26 0.53 0.37 0.09 0.36 238 U1.39 1.78 1.61 0.15 1.62 注：N.D.表示未检出背景点上述元素的浓度水平与京津冀地区基本一致，即Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe质量浓度在0.110g/m3之间，Si、P、Ti、Mn、Ni、Cu、Zn、Ba、Pb质量浓度在10100ng/m3之间，其他元素含量较低，浓度在0.0110ng/m3之间。但是背景点所有元素的测定值均在同一水平上显著低于京津冀地区的相应元素测定值。3、可溶性离子浓度测定滤膜采用超声萃取的方法萃取，溶液一分为二，分别上阴阳离子色谱。离子色谱型号戴安ICS-2000，色谱柱：阴离子AS19，阳离子CS12A。（1）京津冀地区采集的空气滤膜样品共计32个（北京和石家庄各10个，天津12个）， PM2.5和PM10样品各16个。采用超声消解-离子色谱法测定样品中的Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+五种可溶性阳离子，F-、Cl-、NO3-、SO42- 四种可溶性阴离子，根据每个样品的标况体积，最终计算得出质量浓度。对测定结果进行统计分析，包括最小值、最大值、平均值、标准偏差和中位值，详细结果见表6和表7。由表中数据可以看出，9种离子均有检出，阳离子Na+、K+、Mg2+、Ca2+质量浓度在110ug/m3之间，NH4+ 浓度较其它金属离子高，浓度在1100ug/m3之间，阴离子F-、Cl-在120g/m3之间，NO3-和SO42-在1100g/m3之间。本结果与今年大气室前三个季度采集样品分析结果的浓度水平一致，且与近年来国内报道的关于京津冀可溶性离子含量研究的文献处于同一浓度水平。51表6 京津冀地区环境空气PM2.5中9种可溶性离子含量测定结果(n=16) 单位，g/m3离子名称北京天津石家庄平均值中位值最大值最小值平均值中位值最大值最小值平均值中位值最大值最小值Na+5.092.9710.351.962.822.823.671.962.202.313.031.60NH4+7.522.5830.100.6021.3920.6039.098.9122.6513.9547.935.71K+2.832.534.850.772.732.444.781.072.632.205.270.93Mg2+0.540.510.890.310.340.310.580.220.400.340.600.25Ca2+3.052.714.312.151.581.363.020.983.742.797.692.09F-0.720.641.210.360.450.470.620.310.730.671.180.48Cl-6.913.6616.091.9912.1012.4524.942.278.096.8412.392.97NO3-25.5610.8578.951.7235.6221.9993.544.8643.6712.57120.783.96SO42-20.8814.8741.227.5422.2616.4242.4510.0624.3112.8957.926.30表7 京津冀地区环境空气PM10中9种可溶性离子含量测定结果(n=16) 单位，g/m3离子名称北京天津石家庄平均值中位值最大值最小值平均值中位值最大值最小值平均值中位值最大值最小值Na+5.432.9410.012.562.852.145.901.802.922.924.301.89NH4+8.722.7335.100.0823.8120.3641.0911.9426.1913.8654.095.63K+3.282.595.440.433.542.907.921.042.942.525.851.05Mg2+0.870.711.660.310.800.781.160.420.900.681.530.46Ca2+6.905.5312.672.876.256.4410.762.7110.617.8819.915.14F