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华东地区作为我国人口最密集、经济最发达的地区之一,研究该区域的高山背景点(黄山)大气PM2.5中的分子组成与来源具有重要的意义。本研究首次在黄山山脚处利用高时间分辨率的测量方法观测气溶胶中无机组分的来源和组成,分别于2019年夏季(7月27日至8月3日)和冬季(1月6日至17日)在黄山山脚采集了PM2.5滤膜样品。利用离子色谱仪(Dionex-Aquion和Dionex-600)和能量色散X射线荧光光谱仪(Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer,ED-XRF),分别分析了样品中的8种主要水溶性无机离子和16种微量元素,并结合气象条件与污染物的高时间分辨率数据,从自然因素和人为因素两个方面探讨了黄山不同季节无机组分的日变化特征,最后利用富集因子法(Enrichment Factors,EFs)、正定矩阵因子模型(Positive Matrix Factorization,PMF)和潜在源贡献因子法(Potential Source Contribution Function,PSCF)分析了黄山大气PM2.5中无机组分的来源。主要得出以下结论:(1)采样期间黄山山脚夏季大气PM2.5平均质量浓度为13.97±6.85μg·m-3,冬季大气PM2.5平均质量浓度为25.11±19.75μg·m-3,冬季浓度相较于夏季上升了79.74%,夏、冬季PM2.5的平均质量浓度均低于我国环境空气质量标准(GB3095-2012)一级标准限值(35μg·m-3)。PM2.5质量浓度夜间高于白天,凌晨时达到峰值,在冬季更为显著。(2)采样期间黄山山脚大气PM2.5中水溶性无机离子的质量浓度夏季和冬季分别为5.00±2.46μg·m-3和13.47±13.78μg·m-3,在PM2.5质量浓度占比分别为35.82%和53.67%。其中二次无机离子(SNA)是占比最高的水溶性无机离子,在总无机离子质量浓度的占比分别为59.94%(夏季)和77.41%(冬季),表明冬季黄山大气二次无机物的污染较夏季严重。无论在夏季还是冬季,黄山水溶性无机离子的质量浓度水平均呈夜间高于白天的变化特征,其中SNA质量浓度的昼夜变化最为显著,最高峰值出现在凌晨(4:00-7:00)。由阴、阳离子电荷当量平衡可知,黄山大气PM2.5组分整体偏碱性,阴/阳离子电荷当量的斜率冬季(0.71)<夏季(0.95)。另外,热力学平衡模型ISORROPIA-II的结果显示,黄山夏季和冬季的pHis值分别为3.92±1.57和4.60±1.90,也表明黄山大气PM2.5的碱性冬季高于夏季。由计算结果和相关性分析可知,夏季NH4+主要以NH4HSO4和NH4NO3的形式存在,而冬季NH4+主要以(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在。(3)采样期间黄山山脚夏、冬季PM2.5中微量元素的质量浓度均值分别为2835.19±674.39 ng·m-3和3131.45±672.07 ng·m-3,微量元素质量浓度的季节变化不显著,表明其来源稳定。微量元素日变化的趋势与PM2.5质量浓度变化基本一致,总体呈现昼低夜高的日变化特征。地壳元素的质量浓度在某些时间段受山谷风谷风影响明显,表明在山区山谷风环流对地壳元素浓度水平的影响大于边界层高度增加的影响。其中,重金属Ba、Cr、Zn、Cu和Pb受人类活动影响明显且来源较复杂,其中与交通排放相关的重金属(Ba、Cr和Cu)日变化趋势呈现类似于城市地区的“双峰”特征。元素的平均富集因子值的变化范围在2.9~356.3之间,富集因子值较高的微量元素主要来自于扬尘源、交通源、燃煤源以及工业排放等来源。(4)基于PMF模型的源解析结果表明:黄山山脚夏季大气PM2.5中的无机组分主要来自二次无机源(35.52%)和交通源(23.44%),两者贡献率之和为59%,而燃煤与工业源(21.55%)和扬尘源(19.49%)的贡献率较低。黄山山脚冬季大气PM2.5中的无机组分主要来自二次无机源(36.34%)和燃煤与工业源(29.63%),两者贡献率之和超过65%,而扬尘源(18.63%)和交通源(15.40%)的贡献率较低。基于PSCF模型的潜在源分析结果表明:安徽省、浙江省、江西省、广东省和福建省是黄山夏季大部分无机组分的主要潜在源区,而安徽省、山东省、河南省、山西省和陕西省是黄山冬季大部分无机组分的主要潜在源区。黄山夏季与冬季潜在源区分布具有显著的南北差异,表明不同季节黄山地区PM2.5的来源受季风影响较为显著。