青岛近岸区域典型海陆人为交互作用下酸雨的化学特征

作为我国北方地区酸雨最为严重的城市之一,青岛及其近岸区域酸雨的研究对揭示典型海陆人为交互作用下酸雨形成机理具有典型的示范性.本文从酸雨的现状及变化、酸雨形成机制及影响因素、雨水中致酸/碱性成分的来源入手,系统总结了青岛近岸区域酸雨的化学特征.结果表明,青岛近岸区域自1981年以来酸雨状况有所减轻,但2006年以来又有加重的趋势,并由"硫酸型"酸雨向"硫-硝混合型"酸雨转变.局地人为源SO2和NOx的排放、区域外污染物的输送以及海上浮游生物释放的二甲基硫(DMS)是该地区大气致酸物质的3条重要输入途径.大气中致酸成分前体物的浓度和排放强度、气溶胶中酸化缓冲/碱性物质的含量以及复杂多变的气象条件是该区域酸雨形成的主要控制因素.人为源和地壳源分别是大气中致酸成分和碱性成分的主要来源,海盐源硫酸盐气溶胶会对降水酸性产生一定的稀释作用.今后的研究应特别重视:(1)降水p H的动态变化及与大气颗粒物的相互作用;(2)低分子有机弱酸、重金属及与污染有机物的复合污染作用机制对酸雨的影响;(3)优化酸沉降模型,精确量化解析不同来源对雨水酸性成分的贡献;(4)雾、露、霜等其它形式的酸沉降及沉降通量.深入研究青岛近岸区域酸雨的地球化学特征,不但有助于加深对海陆人为交互作用下我国东部沿海经济发达地区大气污染与酸沉降形成机理及其生态效应的认识,还可为科学制定酸雨防控对策提供理论依据.     

淡水水体中氮污染源的识别——利用硝酸根中氮和氧同位素组成

氮营养盐污染在全球很多区域都是一个备受关注的环境问题,尤其是以农业为主的区域和人口密集的区域,因此,关于水体中氮污染源识别技术尤为重要.硝酸根离子中的氮、氧同位素组成在过去的十几年中频繁地应用于识别淡水水体中氮污染源的研究中.本文总结了已知氮污染源中氮、氧同位素组成的特征变化区间,阐述了影响氮、氧同位素组成的主要因素,描述了3种氮、氧同位素组成主流的测试方法,展望了未来定量测算各种氮污染源贡献比例的前景.在实际研究中,还将氮、氧同位素组成和水体化学特征结合,则可以有效地识别淡水水体的氮污染源.随着检测精度的不断提高,各种代表性端元污染物同位素值经验区间也变得更加准确.     

上海市2000-2019年降水酸性和离子成分的变化趋势

降雨的酸度和化学成分主要由区域空气质量决定.本研究通过分析上海市2000-2019年降水监测数据,研究了酸雨强度和频率的变化趋势及其原因.结果 表明,本世纪前二十年上海酸雨污染呈现先加剧后缓解的倒"V"型变化趋势,2019年全市平均酸雨污染水平与2000年相当,其中石化企业集中的金山区取代钢铁火电集中的宝山区成为上海酸雨污染最严重的区域.SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+是降水中的主要离子成分.各站点降水SO42-浓度比最高点分别降低了85％-94％,与同期大气SO2降幅基本一致,表明消减SO2排放在酸雨防控中发挥了关键作用.NO3-/SO42-比值不断升高,从最初的～0.3上升到当前的1.0以上,表明上海酸雨已经从硫酸型转变为以硝酸为主的混合型,即,机动车排放污染成为上海酸雨的主控因子.降水中Ca2+浓度降幅超过70％,部分抵消了SO2减排对酸雨的影响.随着碱性大气颗粒物的减少,NH3排放对降水酸度的影响越来越突出.为协同治理PM2.5和酸雨污染,本研究建议在长三角等酸雨区应审慎实施NH3减排措施.     

长三角区域背景地区降水化学特征

为了解临安降水的化学特征及主要致酸组分,2008年5-11月在临安区域大气本底站采集了35个降水样品,分析其化学组分.结果表明,临安地区降水中无机阴阳离子体积加权平均浓度比我国城市地区低,但个别降水中无机离子浓度总量会很高;降水中Cl-和K+主要来自海洋源的贡献;SO42-,Ca2+和Mg2+主要来自非海洋源;燃煤排放产生的SO42-仍然是临安地区降水酸化的主要无机致酸组分,35场降水中,平均占到无机阴离子总量的52%,NO3-对临安降水酸化具有重要贡献,反映出长三角区域快速城市化过程中机动车数量快速增长对区域大气环境的影响在增强.     

菏泽市夏季PM10和PM25中水溶性离子组分污染特征

为分析菏泽市大气颗粒物及其水溶性离子组分特征,本研究于2015年8月期间在菏泽市6个监测点位采集环境受体PM_(10)和PM_(2.5)样品共120个,利用离子色谱法测定颗粒物中水溶性无机离子(SO■、NO~-_3、NH~+_4、Cl~-、Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、F~-),并同步收集气象参数及气态污染物质量浓度等资料.结果表明,菏泽市夏季环境受体中颗粒物质量浓度ρ(PM_(10))和ρ(PM_(2.5))分别为94.5μg·m~(-3)、55.2μg·m~(-3),稍低于国内其他城市,这与各城市经济发展、产业能源结构、气象条件等因素有关.PM_(2.5)/PM_(10)值在0.5—0.8之间,表明菏泽市夏季细颗粒物(PM_(2.5))污染较为严重.但PM_(10)和PM_(2.5)中水溶性离子质量总浓度ρ(WSIs)分别为30.5μg·m~(-3)、17.0μg·m~(-3);质量分数w(WSIs)分别为32.4%、29.6%.其中SO■、NO~-_3、NH~+_4为PM_(10)和PM_(2.5)中主要水溶性离子,3种离子浓度和分别占PM_(10)和PM_(2.5)中总离子浓度的84.3%、88.3%.SO■、NO~-_3、NH~+_4、K~+主要集中在细颗粒物(PM_(2.5))中,Ca~(2+)、Mg~(2+)则广泛存在于粗颗粒物(PM_(10))中.各采样点的PM_(10)和PM_(2.5)中,SO■、NO~-_3、NH~+_4、Ca~(2+)和Mg~(2+)浓度分布具有空间差异.离子相关性表明,NH~+_4与SO■、NO~-_3相关性均较强,3种离子主要以NH_4HSO_4、NH_4NO_3形式存在.PM_(10)和PM_(2.5)中NO~-_3/SO■值分别在0.41—0.49和0.36—0.47之间,平均值分别为0.46、0.42,表明固定源是菏泽市夏季颗粒物污染的主要污染贡献源.     

丽江市降水中常量离子的化学特征

运用相关分析、因子分析、趋势分析、海盐示踪法和HYSPLIT模型,对1989-2006年期间丽江市降水中常量离子的化学特征分析表明,该区降水中常量离子浓度为SO2-4﹥Ca2 ﹥Cl-﹥NO-3﹥K ﹥Mg2 ﹥Na ,其中SO2-4和Ca2 是降水中高浓度离子,分别占总离子浓度的43.9%和32.1%,降水中阴离子总浓度显著高于阳离子总浓度,由于离子在大气中的化学反应和来源的一致性,离子间相关性水平较好,特别是K ,Mg2 ,Ca2 与NO-3和SO2-4.离子浓度的年际变化与丽江市产业结构的变化关系密切.研究区大气降水中离子主要是陆源物质贡献,NO-3,SO2-4,K ,Ca2 ,Mg2 和Cl-陆源物质贡献比例依次为100%,98.4%,98.4%,99.8%,92.4%和83.4%.     

香港地区大气降水的D和18O同位素研究

研究了香港地区近20 a(1986-2002)大气降水的氢、氧同位素组成,提出了大气降水线方程为6D=8.13δ18O+11.392,并与全国及全球降水线方程进行对比,揭示了该方程的特征.对全年氘盈余及降水线特征的研究表明.香港地区全年降水来源较为单一,主要为海洋性气团,夏季大气降水同位素组成主要受夏季风或夏季台风的影响,加权平均月降水6值与月降水、月气温均呈负相关关系;降水中δD与δ18O的降水量效应明显.且该影响远远掩盖了温度效应.     

常州市2014年降水化学组成及来源浅析

测定了2014年常州市环境监测中心所在测点降水样品的p H值、电导率和主要水溶性离子浓度,利用源贡献估算和后向轨迹分析,对降水中无机离子成分来源进行分析.结果表明,该测点2014年降水p H值和电导率的加权均值分别为4.30μS·cm-1和40.2μS·cm-1;SO2-4和NO-3是主要致酸离子,加权平均浓度分别为124.6μeq·L-1和47.8μeq·L-1;Ca2+和NH+4是主要碱性离子,加权平均浓度分别为136.6μeq·L-1和117.5μeq·L-1.源贡献估算结果表明,99%以上F-、Ca2+来自陆源,K+、Mg2+的陆源比例分别为93%、82%,SO2-4和NO-3基本来自人为源,占比在97%以上;Cl-人为输入约22%,以海洋输入为主.后向轨迹分析表明,西南气团影响次数最多,对应的酸雨频次最高;东北向气团多发秋、冬两季,酸雨概率最高,酸度最强,F-含量最高,Na+、Cl-浓度高;东-东南气团对应降水的SO2-4、NO-3和Ca2+显著高于其他3个来向,离子总浓度最高.     

富氡地热水中δ34SSO42-、δ13CDIC同位素特征及其意义—以息烽温泉为例

贵州息烽温泉被誉为"亚洲第一氡泉",富含多种有益元素.选取息烽地热水和与其有关的地表径流水及岩溶泉水为研究对象,利用水文地球化学、δ34SSO2-、δ13CHco3-同位素等方法对区内富氡地热水中硫、碳元素来源及水-岩作用过程进行研究.结果 显示,地热水水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Mg型,pH呈弱碱性,其阴离子...     

云南思茅地区近20年(1993—2012)酸雨及酸沉降量变化规律

统计分析了云南思茅地区1993—2012年间采集的2533次降水样品,发现酸雨(pH<5.60)频率为46%(n=1160),强酸雨(pH<4.50)发生频率为10%(n=248).过去20年强酸雨发生频率的变化以2003年为界分为前后2个阶段,每个阶段都出现先升后降的变化趋势,而雨量加权年平均pH值长期变化规律基本与此相反.除2003、2004和2012年外,其他年份雨量加权平均pH值均低于5.60,表明思茅降水酸化严重.降水电导率与云南SO2排放量的历史变化具有一致性,即2006年以前持续增加,之后缓慢下降,表明人类活动对降水污染有重要影响.而酸雨频率的年际变化与降水量基本一致,但与电导率不一致,表明思茅酸雨年际变化规律主要受降水量影响,而与污染物排放关系不明显.同时,降水量也显著影响了思茅酸沉降量的年际变化(范围:1.3—70 meq·m-2·a-1).随着南亚夏季风减弱,思茅降水量减少,这将导致酸沉降量降低,但酸沉降量的变化对生态系统的长期影响亟待评估.     

济源盆地地表水和地下水的水化学及氢、氧同位素特征

运用氢氧同位素和水化学成分作为水循环过程的示踪剂,研究济源盆地地表水和地下水之间的转化关系.通过现场调查,系统地采集了该区浅层、中深层地下水和河水样品,并在实验室进行了水化学成分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3)和氢氧稳定同位素组分(D、18O)测定.基于水化学和同位素测定结果,揭示盆地地表水和地下水循环特征.水化学分析结果显示,济源盆地水体的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水,浅层地下水和河水联系紧密,不同水体水化学成分主要受到岩石风化作用的影响.氢氧稳定同位素研究表明,大气降水是盆地不同水体的主要补给源,地下水在接受降水的补给后经过了不同程度的蒸发作用,中深层地下水受蒸发影响较小,浅层地下水和河水受蒸发影响较大.浅层地下水和河水的主要补给方式是地表大气降水的垂直渗入补给,中深层地下水接受北部太行山区的径流补给,补给高程为620—1185 m.     

丽水小盆地型城市酸雨现状及成因分析

根据浙江省丽水市 1 986— 2 0 0 2年酸雨监测数据 ,对该市酸雨污染的现状特征及成因进行了分析。结果表明 ,丽水市酸雨污染严重 ,并呈逐年加重的趋势。冬、春季酸雨率高 ,降水 pH值低 ;降水的主要离子SO42 -与NO-3比值逐年下降 ,说明大气污染有从煤烟型转为煤烟型与机动车尾气混合型的趋势 ;煤耗量、地型地貌特点、低空逆温层频率、地面弱风频率对酸雨率和降水 pH值有明显的影响。     

硫氮沉降下西北荒漠煤矿区周边土壤性质的变化特点

近年来中国大部分区域大气硫、氮沉降速率趋于平稳甚至下降,但西北地区煤炭行业的快速发展使得硫、氮沉降速率加快.燃煤电厂作为酸前体物的主要排放源之一,在其周围开展硫、氮沉降效应研究,可为合理评价煤矿区大气污染物控制措施的实施效果提供数据支撑.该文以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围土壤化学和生物学性质的变...     

深圳市酸雨变化特征及形成原因分析

深圳市长年属于较重酸雨区,对城市生态带来重要影响,酸雨污染已经成为当前迫切需要解决的环境问题。为了了解近年来深圳市降水的变化特征及污染状况,利用2001—-2011年的降水监测数据,分析了降水酸化程度及化学组分特征,探讨了致酸原因,’为酸雨污染控制对策制定提供基础依据。研究结果表明,深圳市酸雨污染在2004--2006年达到较高水平（降水pH值4,49～4．59）,2007年以来明显有所改善（降水pH值4．73～5．02）,酸雨频率也显著降低。在时间变化上呈现夏季酸雨污染相对较严重,在空间变化上表现出宝安区和龙岗区酸雨污染相对较轻。相对于北京等城市,深圳市降水中离子浓度较低,同时大气中污染物浓度也较低,表明深圳市降水比较清洁,但由于大气中碱性物质含量较低,导致降水酸性较强。深圳市近年降水[SO42-]／[NO3-]的比值不断下降并低于2,硫酸硝酸混合型酸雨特征明显,表明机动车对降水酸性的影响不断增强。Cl-和Na＋对降水阴阳离子的贡献较高（分别达到24％和30％）,反映降水受海洋的影响较大。深圳与广州、东莞、佛山等城市的降水酸度和酸雨频率变化趋势较为一致,区域传输对酸雨形成也有重要影响。     

北京北部水源地水化学特征及硫同位素变化

分析了北京市北部水源地所在流域丰水期和枯水期的水化学特征和硫同位素变化.结果表明,研究区地表水pH值呈弱碱性,水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,Mg2+和SO24-次之.通过对主离子组成的分析,发现研究区水化学特征的主要控制因素是岩石风化,其中绝大部分是受碳酸盐岩的影响.研究区内δ34S值在4.9‰—10.7‰之间,平均值为7.9‰,其中密云水库库区及潮河、白河δ34S平均值分别为8.7‰、6.0‰、8.2‰.研究区内SO24-离子浓度与δ34S值在一定程度上呈负相关,SO24-离子浓度十分集中,降水中的SO24-离子浓度很低,而δ34S值较高.根据质量守恒原理计算出硫元素来源于硫酸盐岩的溶解比例为30.72%—42.47%;来源于硫化物氧化的比例为21.74%—33.49%;来源于大气输入的比例为35.77%.     

汉江上游金水河流域河水的化学特征

本文以汉江上游金水河流域为研究区域,通过对大气降水、河水的水化学及氢氧稳定同位素分析,揭示河水水化学特征及其补给来源.结果表明,(1)流域内大气降水和河水的水化学类型为Ca2+-HCO3-型,主要占优势的阴阳离子分别为HCO3-和Ca2+;(2)河水水质总体表征良好,其离子、金属及微量元素和营养盐的含量较低;(3)河水的δD和δ18O关系表明,河流的主要补给来源为大气降水.     

宝象河雨季径流过程氮素输移特征及来源示踪

为探究滇池主要入湖河道的氮素来源及输移特征,研究于雨季对宝象河水系径流氮营养盐进行了系统监测,分析了宝象河径流过程中氮的浓度、赋存形态特征及其变化规律等环境过程,并对不同区位的氮来源进行了示踪.结果表明,干流总氮浓度从上至下呈现增长趋势,河源至中游地区以硝酸盐氮(NO_3~--N)为主,而下游则以氨氮(NH_4~+-N)为主.流域主要氮源总氮浓度从低到高依次为:雨水、村镇排污口、农田沟渠径流、城市排污口,其中农田沟渠径流以NO_3~--N为主,而其他三类则以NH_4~+-N为主.雨季宝象河流域各主要氮源的汇入是导致宝象河径流氮浓度及其赋存形态的变化的重要原因,不同氮源的氮赋存形态在一定程度上决定了对应受纳区河道径流氮赋存形态.干流水体δ~(15)N-NO_3~--N从河源至入湖口呈现先增后减的趋势,其变化范围是6.576‰—9.708‰.流域雨水、农田沟渠径流、村镇排污口和城市排污口等氮源δ~(15)N-NO_3~--N分别为3.389‰—5.619‰、6.681‰—19.623‰、5.031‰—9.278‰和5.497‰—7.02‰.降雨和土壤径流是河源氮素主要贡献源;农业源和村镇源是上游、中游地区氮素主要贡献源;宝象河下游除了农业源、村镇源外,城市源也是其主要贡献源.研究结果能为滇池流域氮素面源污染精确治理和调控提供依据.     

大气降水化学的统计学分析——以浙江省金华市为例

运用相关分析、因子分析和聚类分析等统计学方法,对2004-2005年间浙江省金华市的大气降水化学组成和分布特征进行了分析.结果表明,SO2-4,NH 4,Ca2 ,NO-3和H 是降水的主要离子,降水的pH值、电导率及离子组分均呈明显的正偏态分布,降水样品以低离子含量的样本为主.降水中水溶性离子主要分为4类,SO2-4,NH 4,NO-3,Ca2 和F-主要来自人为活动的贡献,K 和Mg2 主要来自土壤、沙尘等地壳来源,Na 和Cl-属于典型的海盐性成分,H 则反映了各种离子中和作用对降水酸度的综合影响.     

深圳市大气降水化学组成演化特征分析:1980-2004年

为了定量分析大气降水化学组成的长期变化特征, 采用深圳市1980-2004年的大气降水化学资料进行研究, 所有样品都分析了pH、Cl-、F-、SO42-、NO3-、NH4 、Na 、K 、Ca2 和Mg2 等指标.结果表明: (1) 研究时段内, 降水pH随着时间呈逐渐下降趋势,且pH值在大部分年份均低于5.6, 最低值仅为4.49, 从而对环境酸化产生明显的影响;降水pH还具有较大的时空变异性, 南山和宝安区的pH值低于其它四个区;在月度变化上, 夏秋季节的pH值低于春冬季节.(2) SO42-是降水中最主要的阴离子, 占降水中总离子质量的31.34%～38.95%, 且SO42-对降水酸度的贡献随着时间呈下降趋势;NO3-是除SO42-外最重要的酸根离子, 其浓度随着时间呈上升趋势, 从而对降水酸度的贡献逐渐增强.(3) Ca2 是降水中最主要的阳离子, 占降水中总离子质量的14.34%～20.24%.Na 是除Ca2 外最重要的阳离子, 其浓度随着时间呈增加的趋势, NH4 的浓度则随着时间呈现先上升后下降的趋势.(4) 降水化学组成受到人为源的强烈影响, 在研究时段内, 人为源呈现上升的趋势, 地表源呈现先上升后下降的趋势, 海洋源呈现先下降后上升的趋势.(5) 研究区的降水化学组成有明显的季节和区域差异, 春季和冬季离子含量较高, 在夏季较低;南山区、龙岗区降水中离子浓度高于福田区、盐田区、宝安区和罗湖区.     

海洋溶解氧同位素的测量方法及其在长江口缺氧研究中的应用

海洋溶解氧及其同位素组成可有效示踪海洋氧循环过程中复杂的生物、化学和物理过程.海洋溶解氧的采集及提取过程需在严格的真空条件下进行,以避免大气中氧气带来的影响.本文详细阐述了利用特制的真空样品瓶采集海水,并在实验室真空管线上提取及纯化溶解气体的过程.纯化后的溶解气体在气体同位素质谱仪上测量,经过零点校正、质量干扰校正和空气标样校正后得到高精度的氧同位素和氧氩比数据.基于以上方法,本实验对长江口混合层海水及底层沉积物进行了呼吸作用暗培养.通过在不同的时间节点采集暗培养的海水,并测量其溶解氧同位素组成.基于实验结果,计算出长江口特征的水柱呼吸氧同位素分馏系数为-20.9‰,沉积物呼吸的氧同位素分馏系数为-8.8‰,二者具有明显的差异,可被用作区分及量化分析长江口不同耗氧机制的端元值.结合长江口原位采集的底层溶解氧的同位素组成,及本实验确定的水柱呼吸和沉积物呼吸的氧同位素分馏端元值,基于呼吸过程中氧同位素分馏的质量守恒,计算出长江口F6站位（126.00°E,30.60°N）水柱耗氧占比约为71%,沉积物耗氧的比例约为29%,说明发生在水柱中的生物呼吸作用为长江口F6站位的主要耗氧机制.