芬兰ELPI+应用 | 新年烟花对空气颗粒物尺寸分辨元素分布的影响

研究目的：

与现有研究主要关注烟花爆竹对PM10和PM2.5组分的影响不同，本研究旨在探究15纳米至10微米粒径范围内颗粒物的元素分布模式变化。通过更高分辨率的颗粒物成分测定，可获取其深入人体呼吸系统潜能的关键信息。

采样地点：捷克布尔诺市和奥地利格拉茨市

采样周期：2016/17及2017/18年冬季（新年烟花燃放）在欧洲两座城市开展了为期数周的颗粒物采样。

使用仪器及配套附件：

1、ELPI+14级联撞击器：针对6nm至10μm气溶胶进行粒径分布实时和采样测量。

1.1 芬兰Dekati公司DD 603型干燥器作用：最大限度保持颗粒物完整性的同时有效去除湿度。

1.2 25mm聚碳酸酯滤膜:采样后存放于Petrislides培养皿中待分析

1.3 真空泵

2、ultraCLAVE III微波消解系统：通过浓硝酸消解收集样品的滤膜

2.1 标准参考物质SRM 1648a城市颗粒物（美国国家标准与技术研究院）：与样品一起消解制作分析溶液。

3、安捷伦8800三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS/MS)：总元素浓度的测定

其他数据：

- 气象参数：气温、风速、相对湿度、大气压

- 颗粒物质量浓度：PM10、PM2.5、PM1.0

烟火爆竹的组成成分：

通常由以下组分构成：燃料源、氧化剂（为燃料燃烧提供所需氧气）、着色剂（产生颜色的化学物质）、粘合剂（包装材料，用于固定颗粒）以及氯供体（增强显色效果）

烟花爆竹导致的化学组分粒径分布特征变化：

人们接触到的大气气溶胶通常分为三类颗粒：所谓的粗模式颗粒（颗粒直径大于颗粒质量或体积分布中1至3μm之间的最小值）、累积模式颗粒（颗粒直径从约0.1μm 到前面提到的定义粗模式下限的最小值）和超细颗粒（直径小于0.1μm，包括成核模式和艾特肯（Aitken）模式）

表中显示在新年烟花燃放期和对照期各粒径段元素总浓度(ng/m³)及方法检出限(LOD, ng/m³)

基于以下方程式，通过计算富集因子（EFs）来识别烟花燃放期间受烟花影响的元素：

若某一特定元素的排放因子(EF)均大于3，则可假定烟花活动对其有所贡献。

研究结论：

通过光学检测尺寸分辨元素分布模式，可以确定七种元素（Mg、Al、K、Cu、Sr、Ba和Bi）受到跨年烟花活动的强烈影响。大多数已鉴定例如 Mg、Al、Cu、Sr 和Ba元素在烟花活动期间更容易被人体吸入。