[发明专利]一种解析环境空气PM2.5

说明书

本发明公开了一种解析环境空气PM_2.5中一次硫酸盐来源的方法，该方法首先测定环境空气PM_2.5中硫酸盐的硫、氧同位素组成、环境空气SO₂和污染源样品的硫同位素组成，采集研究区域生物质燃烧、燃煤和机动车尾气样品，分析硫同位素组成，建立研究区域硫同位素组成的源特征谱，然后计算得到PM_2.5中一次硫酸盐的硫同位素组成，最后利用硫同位素技术解析环境空气PM_2.5中一次硫酸盐的来源。本发明利用同位素分馏效应和硫、氧同位素质量平衡模型计算一次硫酸盐的硫同位素组成，解决了一次和二次硫酸盐较难分离、直接测定一次硫酸盐的硫同位素组成困难的问题，为有效控制和识别硫酸盐的污染提供了新思路。

技术领域

本发明涉及一种解析环境空气PM_2.5中一次硫酸盐来源的方法，特别是运用硫、氧同位素耦合技术示踪环境空气PM_2.5中一次硫酸盐来源的方法。

背景技术

PM_2.5是空气动力学直径小于或等于2.5μm的颗粒物，极易附着水溶性离子、含碳组分、重金属等污染物，各种污染物合并作用增强了PM_2.5对人体的毒害作用，使人体面临肺癌的暴露风险增大，增加了癌症和呼吸系统疾病的发病率和死亡率。任娇等(任娇,尹诗杰,郭淑芬,2020.太原市大气PM_2.5中水溶性离子的季节污染特征及来源分析.环境科学学报40(10),1-11)比较了我国城市PM_2.5中水溶性离子的浓度，发现2015年～2019年PM_2.5中SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺(三者合称SNA)是最主要的水溶性离子，占PM_2.5的比例为26.80％～53.46％，其中SO₄^2-占SNA的27.64％～44.64％，明确SO₄^2-的来源对有效控制PM_2.5的污染起重要作用。目前PM_2.5中水溶性离子来源解析方法主要有离子比值法、相关性分析及主成分分析。程渊等(程渊,吴建会,毕晓辉,杨佳美,刘保双,戴启立,李蒲,郁佳,冯银厂,2019.武汉市大气PM_2.5中水溶性离子污染特征及来源.环境科学学报39(1),189-196)研究发现武汉市全年NO₃^-/SO₄^2-比值为0.9，表明固定源贡献相对较大，主成分分析发现武汉市PM_2.5中水溶性离子主要来自于燃煤及机动车排放、工业生产、扬尘等。Mu等(Mu,L.,Zheng,L.,Liang,M.,Tian,M.,Li,X.,Jing,D.,2019.Characterization and source analysis of water-soluble ions inatmospheric particles in Jinzhong,China.Aerosol andAir QualityResearch 19(11),2396-2409)运用主成分分析研究颗粒物中水溶性离子的来源，发现影响晋中市水溶性离子的主要因素是二次形成、煤炭燃烧、生物质燃烧、粉尘颗粒和工业排放。