北京市城区冬季雾霾天气PM25中元素特征研究.pdf

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北京市城区冬季雾霾天气PM2．5中元素特征研究秦，陈曦，何公理，林少彬，刘苗，徐东群’引言l实验部分王集2013年1月一2月北京市某城区大气PM2．s，采用滤膜称重法检测PM2．s浓度，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析PMz．。中36种元素总量并采用富集因子法分析元素污染特征。结果表明：与正常天气相比，了准确、简便的方法，可以为相关部门采取有效的措施减轻污染，保护人群健康提供科学依据。发生时，大气能见度下降，大气中的颗粒物特别是细颗粒物(PM2．；)是导致能见度降低的主要因素[1]，城市大气PM2．s污段，广泛应用于大气颗粒物、土壤、水系沉积物等介质的环第33卷，第6期3年6月光谱学与光谱分析摘要为了解北京市某城区2013年冬季雾霾天气细颗粒物(PM2．s)中元素浓度水平及污染特征，连续采雾霾天气发生时PM2．s和其中的27种元素浓度均升高，其中As，Cr，Pb，Ti和V等重金属是PM2．s中的主要无机污染物。元素富集特征表明，雾霾天气PrvIz．s中的金属元素可被分为三组，其中As，Cr，Cu及Pb的富集因子高于10，属于高度富集级别；Sb和sn等元素富集因子介于1～10，属于中度富集级别；Ti和V富集因子接近于1，属于轻微富集级别。ICP-MS用于大气PM2．s中多元素分析具有良好的精密度和准确性，可满足同时检测PM2．s主、痕量金属元素的要求。雾霾天气发生时，As，Cr和Pb等重金属元素的增加主要与人类活动如汽车尾气、化石燃料排放引起空气污染所致；该研究为开展雾霾天气PM2．s中元素特征研究提供关键词电感耦合等离子体质谱；雾霾；PM2．s；元素特征中图分类号：0657．3。X513文献标识码：ABOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2013)06—1441—05雾霾是空气污染和气象因素共同作用的结果，雾霾天气染影响空气质量，威胁人群健康，是具有区域性特征、危害严重的大气f‘染物。随着社会经济的快速发展，近年来在我国京津冀、乍东等地区雾霾天气频发，特别是在2013年1月，多地遭遄人!i{c【围持续雾霾，北京市有26天为雾霾天气，为1954年以来同期最多，已引起了国内外的广泛关注。雾霾天气下大气颗粒物中重金属等污染物分布特征引起人们的广泛关注。作为颗粒物携带的无机成分，重金属具有蓄积性毒性，能够对人体呼吸、免疫和心脑血管系统产生急性或慢性损害[2’3]。目前用于大气样品中元素分析方法主要有荧光分光光度法、原子吸收法、原子荧光法和X射线荧光光谱法等h引，但这些方法不能用于多元素同时测定，且分析周期较长，满足不了大气颗粒物中多元素快速分析检测的要求。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是近年快速发展和应用的无机元素分析技术之一，具有高灵敏度、低检出限、线性范围宽，以及进样量少、分析速度快等优点，针对大气颗粒物中元素种类多、浓度水平分布范围宽和影响因素复杂等特点，ICP-MS能够满足多元素同时测定的要求。富集因子法是分析表征环境中污染物来源和污染程度的有效手境评价[7-9|，国内用于雾霾天气下大气PM2．s污染特征的分析报道较少。本文结合国内外标准方法和研究结果[1”“，通过连续采集2013年1月一2月北京雾霾和非雾霾天气PM2．s样品，应用ICP-MS对其中的元素进行分析测试，并采用富集因子法分析北京雾霾天气时大气PM2．s元素污染特征。1．1仪器与试剂大气颗粒物中流量采样器，TH-150型(武汉天虹仪器仪表有限公司)，采样平均流量为100L·min～。电感耦合等离子体质谱仪，EIDI配Ⅱ型(美国Perkin-ElmerSciex公司)。仪器参数：功率1W，雾化气流速：0．86rIlin-1，辅助气流速1．40L·min～，等离子气体流速15．0L·min～，采样锥(1．1ram)／截取锥(o．9mm)：铂锥，分辨June，2013中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，北京100021收稿日期：2013—03-05．修订日期：2013—04—24基金项目：卫生行业科技专项(201002001)资助作者简介：王秦，1976年生，中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所助理研究员[e-mail]*通讯联系人e-mail：[e-mail]2iV01．33，No．6，ppl441—1445SpectroscopyandSpectralAnalysisAN500L·0
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2结果与讨论鼍250日，共12天，其余11天为非雾霾天气。mL。同样方法对空白滤膜进行分析，作为实验空白。选择合适的内标元素，采用ICP-MS测定溶液光谱学与光谱分析第33卷率(10％峰高)：o．6～o．7amu，检测器模式：脉冲／模拟，积分时间：50