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随着社会经济的快速发展,人类排放的大气颗粒物不断增加,导致大气环境质量日趋恶化,已经引起社会公众及科学家的广泛关注。本项研究利用2016年3月至2017年3月间PM2.5及其水溶性离子在线观测资料,分析了南京北郊PM2.5及其水溶性离子的污染特征、来源、二次无机离子的生成演化及其影响因子。主要研究结论如下:(1)南京北郊冬、春、夏季PM2.5中总水溶性离子(TWSI)平均质量浓度分别为 51.79、47.96、28.91μg/m3,年平均浓度 41.89 μg/m3,占 PM2.5 的 72.28%。TWSI及主要水溶性离子NO3-、SO42-、NH4+浓度呈现较明显的“单峰单谷”型日变化特征,峰值出现在8:00-10:00; K+、Na+、Cl-浓度则呈现“双峰单谷”型日变化特征,峰值分别出现在6:00-8:00和21:00-22:00。(2)污染气体浓度的日变化特征主要受到边界层高度、大气氧化性、自身挥发性和排放源等因素的共同影响。HC1浓度呈现出昼高夜低的特点,峰值出现在10:00; SO2浓度呈现双峰单谷型日变化特征,峰值分别出现在9:00-12:00和23:00-24:00; HNO2浓度春、夏、冬季均呈现显著的夜高昼低的日变化特征,而HNO3浓度则呈现出夜低昼高的日变化特征。NH3浓度的季节性变化表现为夏季 > 春季 > 冬季。(3)随着PM2.5质量浓度升高,TWSI浓度占比升高,表明随着大气污染加重,水溶性离子对PM2.5的贡献增大;NO3-浓度在TWSI中占比随着大气污染程度的增加而上升,超过SO42-成为最主要的水溶性离子,表明南京北郊机动车、工厂等NOx的排放对高污染的贡献不可忽视。等效电荷比RC/A与中和程度NR的计算结果显示,南京北郊大气气溶胶呈中性偏酸特性。(4)后向轨迹聚类分析结果表明,春季南京空气质量主要受南京周边气团的影响,另外南方气团污染浓度相对较高。夏季来自上海方向的气团污染最重,NO3-浓度的占比在所有气团中最高;受到海洋源的影响,来自东海洋面的气团Cl-浓度占比较高。冬季南京主要受到西北气流的影响,海洋影响较弱,Cl-浓度占比高于其他季节,表明冬季主要受到燃煤或生物质燃烧的影响。(5)气象条件对水溶性离子浓度影响显著,风速大于3m/s时即能够有效清除大气颗粒物。降水对水溶性离子清除作用显著,过程降水量越大、强降水持续时间越长,清除效果越好。NO3-、SO42-、NH4+浓度与湿度均呈显著正相关关系,说明二次离子形成的主要方式是液相氧化反应;而与气温均呈现负相关且以NO3-浓度最为显著。主要源于土壤扬尘的Mg2+、Ca2+浓度与空气相对湿度呈现一定的负相关关系。(6)春、夏、冬季硫的转化率SOR的平均值分别为0.48、0.48和0.50,随相对湿度RH的升高而增大,且在RH>60%时SOR升高显著。春、冬季节,SO42-浓度在PM2.5中的占比随RH呈现递增趋势,而夏季则呈现递减趋势,可能与NO3-占比增加有关。各季NH4+浓度与SO42-浓度、[NO3-]/[SO42-]与[NH4+]/[SO42-]之间线性相关显著,表明南京北郊大气中硫酸盐主要是以低酸度的固态或液态的(NH4)2SO4、NH4HSO4形式存在。(7) PM2.5中Cl-和NO3-主要以NH4Cl和NH4NO3形式存在。在环境温度>25℃时,NO3-的气粒分配指数(FHNO3)随温度上升快速增大,表明温度越高越有利于固态NH4NO3向气态HNO3转化,相对湿度的作用与温度相反。干净天气条件下的平均FHNO3为0.07,为灰霾天气条件下1.94倍,表明灰霾天气下更利于NH4NO3的形成从而进一步加重大气污染程度。