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大气细颗粒物PM2.5对全球气候、区域环境质量、人体健康等有着重要影响,水溶性离子是大气细颗粒物的重要组成成分,占其质量高达40%左右,能影响云凝结核(CNN)的的形成,进而影响全球气候,其消光作用会降低大气能见度。本文选取了武汉市工业区、交通区和植物园三个采样点,在2011~2012年对春、夏、秋、冬四个季节三个采样点同步采集了大气PM2.5样品,并对PM2.5的质量浓度变化规律进行了分析研究。采用离子色谱法分析了武汉市大气PM2.5中的水溶性离子,并主要从污染特性、时空分布、影响因素几个方面对水溶性离子展开分析,同时运用了主成分分析法(PCA)对武汉市大气PM2.5中水溶性离子进行了源解析。主要结论如下:(1)2011~2012年采样期间武汉市三个采样点四个季节的PM2.5质量浓度日均变化范围为1.96μg·m-3~1243.08μg·m-3,年均PM2.5质量浓度为144.71μg·m-3。且采样期间PM2.5质量浓度有明显的时空分布特征,春、冬季PM2.5质量浓度的分布特征变化表现为工业区最高,交通区最低,夏季污染程度最低,秋季为工业区最高,植物园最低;PM2.5质量浓度工业区在春季最高,交通区在秋季最高,植物园在冬季最高。工业排放是武汉市大气PM2.5污染的重要污染源。(2)本研究通过离子色谱仪分析出的九种水溶性离子浓度的年均值由高到低排列为:SO42->NO3->NH4+>Ca2+>Cl->K+>Na+>Mg2+>F-,水溶性离子总浓度变化范围为6.23~91.92μg·m-3,平均值为36.39μg·m-3。水溶性离子组分占PM2.5样品总质量的25.15%。其中SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+为PM2.5中主要水溶性离子,四种离子总和为32.16μg·m-3,占总水溶性离子浓度的88.36%。(3)对水溶性离子的时空分布分析发现:工业区、交通区水溶性离子浓度大小均表现为冬季最高,秋季最低,但工业区离子浓度排在第二的为春季,交通区则为夏季第二高,植物园为冬季最高春季最低。春、夏、秋三季都为工业区最高,植物园最低,工业区的水溶性离子浓度变化对整个武汉市水溶性离子浓度分布有着较大的影响。武汉市的气候条件变化较大,污染物来源较多且类型较复杂,导致水溶性离子的质量浓度波动较大。(4)对水溶性离子的相关性分析表明,整体上武汉市秋、冬季大气PM2.5中各水溶性离子的相关性明显强于春、夏两个季节,且相关系数表现为冬季>秋季>夏季>春季。三种二次离子(SO42-,NO3-,NH4+)在春、冬季主要是以NH4HSO4和NH4NO3的形式存在,夏、秋季主要是以(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在。NO3-/SO42-的年均值为0.84,表明固定源对水溶性离子的贡献率大于移动源。通过离子平衡计算,武汉市四个季节均表现为阴离子相对亏损,全年离子整体水平偏碱性。(5)通过对武汉市2011~2012年全年3个采样点大气污染源的源解析,运用主成分分析得到了各个采样点的水溶性离子来源。工业区主要污染源为燃煤、工业生产和土壤源,交通区主要污染源为土壤源、二次污染源和生物质燃烧,植物园主要污染源为工业排放的烟尘、垃圾焚烧和土壤源。