邢台市PM2.5中水溶性无机离子污染特征及健康风险研究

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现在大气细粒子已经成为大多数城市空气中的主要污染物,它不仅会形成光化学污染降低大气能见度,吸入人体后还可能会威胁我们的生命健康,导致人体患心血管疾病、呼吸系统疾病甚至增加这些疾病的死亡率,因此研究大气细粒子中水溶性无机离子的污染特征及其对人体健康的风险有很大的意义。本研究选用TH-159系列智能中流量微粒采样器,并在邢台区域选择了无其他污染源干扰的采样地点,从2018年7月到2019年4月,共采集了4个月的PM2.5样品来分别代表春夏秋冬每个季节的污染状况,一共采集到116个有效样品。首先采取滤膜称量法计算出了细粒子的质量浓度,使用型号为Dionex ICS-1000的离子色谱仪来分析样品中的8种水溶性无机离子,通过计算得出各离子组分的日均浓度。通过分析计算得到的离子的日均浓度来描述各无机离子浓度的季节变化特征,再用SPSS软件对各离子进行相关性分析及主成分分析,便能得到研究区域中细颗粒物的主要来源。研究最后以三种阴离子Cl-、NO3-、SO42-为研究对象,通过对这三种离子的浓度和细颗粒物的浓度进行回归分析,选择确定最终的关系模型,进而计算出2013-2018年的阴离子年均浓度,研究其与呼吸系统疾病死亡率间的关系。从8种水溶性无机离子的相关性分析结果中明显得出Ca2+和Mg2+具有很强的相关性,表明二者来源相同,而NH4+与NO3-、SO42-3种主要离子间均呈显著相关性,表明三者具有相同的来源。后用PCA源解析法得出,春季细颗粒物的主要来源是机动车源,夏季细颗粒物的主要来源是工业源和生物质燃烧源,秋季细粒子主要来自扬尘源和生物质燃烧源,冬季细粒子主要来自工业源源。通过对各无机离子的浓度与细粒子的浓度进行相关性分析,用与细粒子质量浓度显著相关的三种水溶性离子做曲线回归分析,选取拟合度最高的模型,代入2013-2018每年的PM2.5年平均浓度,得出每年细粒子中与其相关性较高的三种离子的年均浓度,进而分析得出Cl-、NO3-、SO42-与呼吸系统疾病的死亡率都有强相关性,且为显著正相关,即离子浓度降低,呼吸系统疾病的死亡率随之降低,相反,离子浓度越高,呼吸系统疾病死亡率也随之增加。
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