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本研究通过2004年秋、冬季在太原进行的气溶胶的观测实验,分析了太原市气溶胶的污染特征和来源,以对太原市大气污染预防与治理提供一定的指导意义。
通过对太原市9月份和12月份分粒径气溶胶中监测到的20种元素的质量浓度分析,发现大部分元素的质量浓度是12月份高于9月份;此外,在两个月份,气溶胶中监测到的20种元素的质量浓度,主要是由Si、Ca、Al、Fe、S、Cl、K这几种元素贡献的。
在污染源相对稳定的情况下,简单分析了采样期间元素浓度的日变化特征与降雨量、风速的关系。从分析结果来看,小风天气是污染物浓度增大的主要原因,同时降水对颗粒物具有较强的冲刷效果。
对两个月份监测到的气溶胶中20种元素的浓度谱分布特征进行了分析,发现Si、Fe、Ca、Al、Ti几种元素在两个月份都呈单峰型分布,粗粒模态明显占优势;而S、K、Cl、Cu、Pb、Zn几种元素呈细粒模态明显占优势的单峰型谱分布,As、Se、Br几种元素的谱分布图呈双峰型或者三峰型,粗细粒子相当。不同元素其浓度谱分布特征不同,表明来源不同;在不同月份,同一种元素的浓度谱分布特征,即存在差异又具有一定的相似性,表明元素的来源,在不同的月份,既有差异也具有一定的稳定性。
应用富集因子分析法、因子分析法、化学质量平衡法(CMB)三种方法对两个月份气溶胶的来源进行了解析。富集因子法解析表明,Mg、Al、Fe、Ca、Ti、V等元素在两个月份,富集因子一般都小于10,表明这些元素主要来自自然源地壳。而S、As、Se、Ni、Cu、Zn、Br、Pb等元素,在两个月份,富集因子值都较大,表明这些元素主要来自人为污染源。因子分析法对太原市两个月份TSP主要来源解析的结果是:土壤风沙尘、燃煤尘、建筑水泥尘、冶炼尘、燃油尘、化工厂工业尘等。化学质量平衡法(CMB)对两个月份气溶胶来源解析结果:9月份土壤尘为47%,燃煤尘为41%,建筑尘为5%,冶金尘为5%,其它为2%;12月份燃煤尘为47%,土壤尘为37%,建筑尘为5%,冶金尘为9%,其它为3%。化学质量平衡法和因子分析法对太原市气溶胶的来源解析结果与太原市的实际污染源情况对比,基本吻合,表明这两种方法还是比较可靠的。