广州白云山春季降水及广西苗儿山云雾水中有机弱酸的研究

利用离子色谱法测量了广州白云山春季降水及广西苗儿山云雾水中的甲酸和乙酸,并同时测定了降水中阴离子(F~-,Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-)和阳离子(Na~+,NH_4~+,K~+,Ca~(2+),Mg~(2+)。用多元逐步回归、多对多双重筛选回归及R聚类分析的多元统计的数学方法分析了降水中有机弱酸间及与阴阳离子间的关系。讨论了有机酸的来源及其对酸雨中酸度的贡献。     

典型污染城市9d连续大气降水化学特征:以贵阳市为例

对贵阳地区2008年10月30日～11月7日的一场连续降水进行研究.通过对降水样品的pH值和主要阴阳离子组成的测定,分析了贵阳地区酸雨的主要离子来源以及离子浓度随降水过程的变化规律等.结果表明,此次降水的pH值范围为3.65～7.20,平均值为4.24;SO42-是主要的阴离子,浓度加权平均值为119.06μeq.L-1,占阴离子总量的80.63%;NH4+(38.38μeq.L-1)和Ca2+(48.87μeq.L-1)是主要的阳离子,分别占阳离子总量的37.82%和48.16%.Mg2+、Ca2+、NH4+与SO42-的相关系数分别为0.96、0.91、0.91,说明贵阳地区降水中可能存在以MgSO4、CaSO4、(NH4)2SO4为主的化学物质.大气中不同离子在降水过程被去除的方式和速率有较大的差别,在降水初始阶段,主要富存在粗颗粒中的Mg2+等离子,因粗颗粒迅速被冲刷而较快从大气中去除;而主要富存在细颗粒中的NH4+、SO42-等离子,因细颗粒冲刷速率较慢,而能够在大气中保存较长的时间.     

大气降水化学特征分析——以佛山市禅城区为例

为了解佛山市禅城区大气降水化学特征,该研究于2018年1~12月采集禅城区大气降水样品,测定降雨量、pH值、电导率和SO4^2?、NO3^?、NO^2?、F^?、Cl^?、Ca2^+、Mg2^+、K^+、Na^+和NH4^+等阴阳离子。结果表明,2018年佛山市禅城区降雨量为2058.6 mm,主要集中在5~9月份;pH值在3.95~6.47之间,年均值为5.35,pH值春、夏季较低,秋、冬季较高,酸雨频率为46.0%;电导率在3.51~100.40μS/cm之间,年均值为22.48μS/cm;降水离子浓度所占比例大小顺序为:NO3^?>SO4^2?>Cl^?>NH4^+>Ca2^+>NO2^?>K^+>Na^+>Mg2^+>F^?,其中NO3^?和SO4^2?是降水中主要的阴离子,NH4^+和Ca2^+是主要的阳离子,这4种离子占总离子的76.0%;除个别离子外,春季和冬季各离子浓度较秋季高,而夏季最低,阴阳离子之间存在着显著或极显著正相关关系。     

离子色谱法测定降水中的阴、阳离子

用离子色谱法对降水中的阴、阳离子进行测定,结果准确,测定快速、方便,灵敏度高;该方法所用试剂少,分析仪器自动化程度较高,提高了分析工作效率。是测定降水阴、阳离子较先进的方法。     

徐州市大气降水化学特征分析

本文根据徐州市1985—1989年的大气降水监测数据初步分析了大气降水的化学特征,徐州市大气降水中主要离子为SO_4~(2-)、NH_4~+、Ca~(2+)。SO_4~(2-)高值出现在冬季,NH_4~+高值出现在夏季,K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)值均出现在春季。年酸雨频率与年降水量有较好的相关性,酸雨频率和酸雨量都是冬、秋两季高,夏季低,雨水的酸性主要是受大气中SO_2、NO_x污染的结果。     

缙云山常绿阔叶林湿沉降过程中不同空间层次水质变化特征

为全面调查森林生态系统各层次降水水质状况以及对降水中各离子的截留特征,于2013年9月至2014年8月对重庆市缙云山常绿阔叶林大气降雨、林内降雨、地表枯透水、土壤渗滤液进行了持续1a的水质效应研究.结果表明,缙云山大气降雨偏酸性(pH=4.75);土壤层和林冠层均能调升降雨的pH值,其中土壤层对pH值的调升幅度最大,其次为森林林冠层.森林林冠层对NO_3~-、Na~+有一定的吸附净化作用,降雨能够淋溶森林林冠层的NH_4~+、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Mg~(2+)、Ca~(2+)和K~+.另外,枯枝落叶的降解导致构成植物组织的有机物降解为无机物,进而促使各离子质量浓度在地表枯透水中增加.森林土壤中的官能团以及胶体能够吸附并中和渗滤液中的NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、PO_4~(3-)、K~+和Mg~(2+),同时长期处于酸性条件下的土壤层也释放出部分Na~+、PO_4~(3-)和Ca~(2+).该森林生态系统对大气降水中各离子具有较强的截留作用,但各层次对降水中的各离子表现出的截留特征不尽相同,其中以林冠层的截留作用最强.     

渭南市降水中常量无机离子特征及其来源解析

根据2011—2014年渭南市连续采集的117次降水样品中10种常量无机离子浓度(NH_4~+、Ca~(2+)、Na~+、K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、F~-、NO_2~-)的测试结果,运用趋势分析法和相关分析法分析了降水中常量无机离子的化学特征,并结合富集因子法及端源贡献法探究其来源.结果表明:研究时段内,渭南市降水中各离子浓度大小顺序为NH_4~+SO_4~(2-)Ca~(2+)NO_3~-Na+Mg~(2+)K+Cl-F-NO_2~-,主要阴离子是SO_4~(2-)和NO_3~-,共占阴离子总量的92.35%,主要阳离子是Ca~(2+)和NH_4~+,共占阳离子总量的86.17%;降水总离子年平均当量浓度为814.58μeq·L-1,表现出显著的季节差异,且呈现冬季秋季春季夏季,分析原因主要受排放源、气象因素、植被、降水量等因素影响;SO_4~(2-)和NO_3~-90%以上由人为源贡献,Ca~(2+)和Mg~(2+)主要来源于地壳风化,Na~+海盐源和非海盐源贡献约各占一半,K~+98.47%来源于生物质燃烧或地表岩石矿物风化等非海盐源,F-和NH_4~+则几乎全部由人为源贡献.     

近10年来遂宁市大气降水化学组分特征及来源分析

根据2006-2015年遂宁市大气降水监测数据,研究了大气降水中离子组成特征和变化趋势,分析了离子来源和酸雨成因。结果表明,近年来遂宁市降水主要集中在夏秋两季,占全年总降水量的88.0%;降雨pH范围为5.60~7.03,雨量加权平均pH为6.59;降雨电导率分布在4.40~33.1μS/cm之间,降水量加权平均电导率为14.8μS/cm,且遂宁市大气降水污染呈现出较好态势。SO_4~(2-)和Ca~(2+)是降水中主要阴、阳离子,共占离子总当量的60.8%;SO_4~(2-)是主要致酸物质,Ca~(2+)是主要中和因子,但分析近10年来它们的变化趋势,发现主要致酸物质组成在发生着变化,而且酸雨类型呈现出由硫酸型逐渐向硫酸-硝酸混合型过渡的趋势。降水pH与5种碱性组分均具有较高相关度,其范围为0.791~0.936;降雨中各组分间相关性较好,化学组分主要来源于人为源和地壳源,部分来源于海盐粒子。得出了区域性污染物排放是影响降水酸性的主要因素的结论,同时也发现降水中SO_4~(2-)的致酸作用和Ca~(2+)的中和作用在下降,Cl~-的致酸作用在上升。     

关于眉山市大气降水现状及化学特征分析

基于眉山市2015年大气降水监测数据,分析了眉山市大气降水现状及化学特征。结果表明,2015年眉山市降水酸雨发生频率为零,属非酸雨区。降水中pH值变化不大,电导率与降水量成反比关系,主要阴离子为SO_4~(2-)和NO_3~-,主要阳离子为Ca~(2+)和NH_4~+。总阴离子浓度大于总阳离子浓度,属硫酸型降水。     

贵阳大气降水化学特征及来源分析

对贵阳地区2008年10月1日~2009年9月30日降水样品的pH值和主要阴阳离子组成的进行测定,并运用TrajStat软件模拟后向气团轨迹,分析了贵阳地区降水中离子来源以及影响离子浓度的因素.结果表明,2008~2009全年降水pH值加权平均值为4.23;SO42-是主要阴离子,加权平均值为265.63μeq/L,占总阴离子的69.29%.Ca2+和NH4+是主要的阳离子,加权平均值分别为182.90和112.79μeq/L,分别占总离子的47.10%和29.05%.并且NH4+、Ca2+与SO42-之间存在明显的相关性,说明贵阳大气中可能主要存着(NH4)2SO4、NH4HSO4、CaSO4等物质.总离子浓度季节差异性大,冬季高、夏季低,主要受到降水量、污染物来源等多方面的影响.海相和土壤富集系数表明,Ca2+、Mg2+、K+主要来自地壳源,而SO42-、NO3-主要来自人为源.贵阳后向轨迹表明春季气团轨迹较为杂乱,夏季气团主要来自沿海,秋冬季则主要受中国内陆的影响.     

海洋降水中无机离子浓度及湿沉降通量——中国海及西北太平洋降水的研究

于2016年春夏季搭载航次采集了黄、东、南海及西北太平洋的海洋降水,用离子色谱法测定了其中的Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Cl~-、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)离子浓度,并计算了其湿沉降通量及对海洋初级生产力的影响.结果表明,海洋降水样品主要受海洋影响,海盐离子浓度较高且不同海域主要离子类似;西北太平洋主要离子为Cl~-、Cl~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+),黄海主要离子NO_3~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Cl~-,东海和南海主要离子均为Cl~-、Na~+、NO_3~-、SO_4~(2-).海洋降水中总离子浓度(mmol/L)的空间分布为西北太平洋(1.27)南海(0.53)东海(0.40)黄海(0.31).海洋降水中无机氮主要以硝态氮的形式存在,在气团由陆地向海洋传输的过程中,硝态氮在无机氮中的贡献也不断增加.Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Na~+、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)的湿沉降通量[mg/(m~2·h)]范围分别是:3.47~451.43、0.60~49.36、1.13~124.02、0.0015~0.094、1.21~383.37、0.06~7.57、0.25~28.86、0.17~47.39和0.37~27.24.在靠近源区、降水量多的区域主要无机离子的湿沉降通量较高.估算结果显示,每小时降水所含氮磷可为各海域提供占初级生产力0.13‰~32.08%的新生产力.     

祁连山东段降水的水化学特征及离子来源研究

我国西北地区深处内陆,水汽经过长距离输送才可以到达,降水量少且变率大,与季风区降水有很大不同.运用因子分析法、富集因子法、后向轨迹分析法,对2013-05-01~2014-07-11连续收集的降水主要离子进行分析,研究了祁连山东段降水的水化学特征及离子来源.结果表明,祁连山东段降水电导率值的变化范围在29.20~892.00μS·cm-1之间,p H值在7.02~8.89之间,降水电导率受碱性元素控制,为弱碱性水;降水中阳离子浓度大小排序为Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+NH_4~+K~+,阴离子浓度大小排序为SO_4~(2-)Cl-NO_3~-,降水为SO_4~(2-)-Ca~(2+)型;降水中K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、NH+4、Cl-、NO_3~-、SO_4~(2-)浓度在秋季最高,Na+浓度在冬季最高;降水中的Na+和Cl-主要是海源贡献,但Na+在冬季也有陆源贡献,Cl~-在秋季有人为源的影响,K+、Mg~(2+)、Ca~(2+)主要是陆源贡献,Mg~(2+)在冬季有人为源的影响,NO_3~-和SO_4~(2-)主要是人为源的贡献;降水中离子来源的水汽输送有西北、北方、北方+东南、西北+东南、西北+西南、西北+北方+东南路径,其中西北路径是最主要来源.祁连山降水中海源离子通过西风环流和季风环流长距离输送,陆源离子主要由中亚、新疆、蒙古高原的沙漠和戈壁提供,人为源离子主要与各路径上的城市污染和绿洲工、农业生产有关,而降水中离子含量多少受各天气系统的强弱变化影响.     

降水pH与近地层空气中污染物的相关性分析——酸雨成因探讨

目前,酸雨的潜在危害已被世界公认,但对酸雨的成因仍有争议。本文根据玉溪市大气主要污染物与降水pH及多年监测数据,对酸雨成因作些粗浅的分析。结果发现阴、阳离子平衡与降水pH有密切关系:降水pH随阴、阳离子平衡系数的增大而降低,当阴离子浓度大于三倍阳离子浓度时便出现酸雨;降水中的SO_4~=与pH呈负相关是玉溪市降水致酸的重要离子;大气中的F~-与降水pH呈正相关。     

泉州市大气PM2.5中水溶性离子季节变化特征及来源解析

为掌握泉州市大气PM_(2.5)中无机水溶性离子的季节变化特征,于2014年3月~2015年1月同步采集了泉州市5个采样点共116个PM_(2.5)样品.用离子色谱法分析了PM_(2.5)中Na~+、NH_4~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、F~-、Cl~-、NO_3~-和SO_4~(2-)等9种水溶性无机离子.观测期间,总水溶性离子浓度季节变化特征为春季(14.24±6.43)μg·m~(-3)冬季(8.54±7.61)μg·m~(-3)夏季(4.10±2.67)μg·m~(-3)秋季(3.91±2.58)μg·m~(-3);SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+(SNA)是PM_(2.5)中主要的3种离子,占水溶性离子总质量浓度比例分别为春季(90.3±3.3)%、夏季(68.8±11.7)%、秋季(78.9±7.1)%和冬季(74.0±18.4)%,说明春季二次污染较为严重;PM_(2.5)中阴、阳离子电荷平衡分析显示,阴离子相对亏损,大气细颗粒物组分呈弱碱性;春、冬季NH_4~+主要以(NH_4)_2SO_4、NH_4HSO_4和NH_4NO_3等形式存在,而夏、秋季则主要以NH_4HSO_4和NH_4NO_3形式存在;PMF源解析结果表明,泉州市大气PM_(2.5)中水溶性离子主要来自海盐、二次源、建筑扬尘、垃圾焚烧源和生物质燃烧源.     

长江源区大气降水化学特征及离子来源

基于长江源区冬克玛底流域2013年6～9月采集的64个降水样品,分析了降水的pH值、电导率及离子浓度特征,并应用因子分析、相关分析、富集因子及后向轨迹法,讨论了降水离子主要来源及其与大气环流的联系.结果表明,长江源区冬克玛底流域降水pH值变化范围为5. 26～9. 25,加权平均值为6. 70;电导率变化范围为0. 23～28. 70μS·cm-1,加权平均值为3. 45μS·cm-1,低于瓦里关全球大气本底站降水电导率;总离子浓度变化范围为7. 0～376. 9μeq·L-1,平均总浓度仅为40. 8μeq·L-1;各离子加权平均浓度大小顺序为:HCO_3~- NH_4~+ Ca~(2+) NO_3~- SO_4~(2-) Na~+ Cl~- K~+ Mg~(2+); HCO_3~-、NH_4~+、Ca~(2+)和NO_3~-是降水中的主要离子,占总离子浓度的74. 75%;相对酸度(FA)分析表明,有97. 8%的降水酸度被碱性物质中和,同时中和因子(NF)分析表明NH_4~+和Ca~(2+)对降水酸性的中和起主导作用;研究区降水离子主要来自陆源的贡献,而来自海源的输入则相对较少;结合气团的后向轨迹分析发现,不同来源的总离子浓度差异明显,其加权平均浓度大小顺序为:局地源西风源季风源,表明不同的大气环流背景和气团来源对降水化学组成具有重要影响.长江源区大气降水受人类活动影响较小,其降水化学特征一定程度上可以代表偏远地区的大气质量状况和本底值.研究结果能够为长江源区水质的保护以及为评估人类活动对该区域大气环境的影响提供科学依据.     

杭州市2006-2015年大气降水酸度特征及化学组成分析

对杭州市2006-2015年大气降水监测数据进行统计分析,结果表明:杭州市降水p H年均值及酸雨率整体呈好转趋势,p H年均值2015年最高,为4.91;酸雨率2014年最低,为56.5%。表明杭州市依然属重酸雨区。降水主要离子平均当量浓度所占比例SO_4~(2-)>NH_4~+>Ca~(2+)>NO_3~->CI~->Na~+>K~+>Mg~(2+)>F~-。其中SO_4~(2-)、NH_4~+、Ca~(2+)、NO_3~-4种主导离子平均当量浓度所占比例总和为81.3%。四季中冬、春季节降水中各种离子的浓度较高,降水酸度也大,酸雨率也高;秋季次之;夏季各种离子的浓度最低,降水酸度也最小,酸雨率最低。SO_4~(2-)/NO_3~-呈稳定下降趋势,SO_4~(2-)浓度下降,NO_3~-浓度略有上升但变化不大,表明杭州市酸雨类型经历了从硫酸型或燃煤型到混合型的过渡过程,氮氧化物对大气污染的贡献率正越来越高。     

中国西南酸雨区降水化学特征研究进展

西南酸雨区为我国主要酸雨沉降区,且是全球三大喀斯特集中分布区之一.本文将该区9个地点的降雨资料进行了总结、整理和分析,数据包括pH值和主离子成分(Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)、NH_4~+、Mg~(2+)、K~+、Na~+).该地区降雨中的主要阴离子为SO_4~(2-)和NO_3~-,主要阳离子为Ca~(2+)和NH_4~+.与我国其它地区相比,其酸性离子、碱性离子和总离子浓度均普遍高于东南地区、而低于我国北方地区.西南酸雨区主要以pH值为4.5~5.6的弱酸性降雨为主,占总降雨频次的58%左右.根据酸、碱性离子的相关性、中和因子等分析结果,该区雨水中的酸性物质可能受到了碱性离子的中和作用,其中起主要中和作用的离子为Ca~(2+)和NH_4~+.将该区雨水pH值和酸、碱性离子浓度与我国其它地区进行对比研究发现,西南酸雨区降雨受到的中和作用要强于东南地区,但弱于北方地区的降雨.通过对西南酸雨区降雨中主要离子来源的分析和估算,降雨中的酸性离子SO_4~(2-)和NO_3~-主要来自于人为污染;99.7%的Ca~(2+)和84.0%的Mg~(2+)为陆源贡献,这可能与西南地区碳酸盐岩广泛分布有关.     

沧州市大气降水化学特征分析

为了解沧州大气降水化学特征,于2009年4-11月采集了沧州大气降水样品,测定了pH值、电导率和主要离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、NO3-和SO42-)浓度。结果表明,观测期间降水pH值为4.18~7.30,降水量加权平均pH值为5.23,降水酸化频率为34%;电导率值为18.5~245.0μS/cm,降水量加权平均电导率值为39.2μS/cm;降水主要离子加权平均浓度为641.36μeq/L;降水中主要阳离子成分是NH4+和Ca2+,降水量加权平均浓度分别为191.06和96.81μeq/L,分别占到阳离子总量的53%和27%;阴离子主要成分是SO42-和NO3-,降水量加权平均浓度分别为175.05和58.19μeq/L,分别占到阳离子总量的63%和21%。降水中[SO42-]/[NO3-]值为3.01,仍属于硫酸型降水,但酸雨类型逐渐由硫酸型向硫酸-硝酸混合型过渡;[NH4+]/[Ca2+]值为1.97,NH4+对降水酸度的中和作用要大于Ca2+;NH4+、SO42-和NO3-等二次组分占到降水中主要离子总量的66%,表明二次污染比较严重。降水离子相关分析表明,SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+的相关性较好,SO42-和NO3-的相关系数为0.732,NH4+与SO42-(R=0.540)、NO3-(R=0.628)的相关系数分别大于Ca2+与SO42-(R=0.532)、NO3-(R=0.410)相关系数。气流轨迹分析表明,研究区降水主要受到5类气团影响,不同气团影响下,降水pH值、电导率和离子组成存在差异。     

三峡库区腹地秋末冬初大气干湿沉降化学组成特征

为了解三峡库区腹地秋末冬初大气干湿沉降化学组成特点,采集了万州(城区)和高阳(郊区)两个监测点2015年10—12月的降水和降尘样品,测定了样品的pH、电导率和主要水溶性离子组分(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-))。结果表明:万州和高阳湿沉降pH的加权均值为5.79和5.73,平均电导率为45.67μS/cm和25.11μS/cm,湿沉降酸化程度较弱。湿沉降中SO_4~(2-)为主要阴离子,Ca~(2+)和NH_4~+为主要的阳离子,万州和高阳的平均浓度为229.01μeq/L和104.49μeq/L。万州和高阳的[SO_4~(2-)]/[NO_3~-]值分别为6.28和2.61,说明万州和高阳主要为硫酸型污染。由于各个月份降雨量不同,离子组分在时空上存在着不同,总体表现为12月11月10月,总体的污染程度是万州城区高阳郊区。     

离子色谱法测定降水中的硝酸根与硫酸根

离子色谱法可利用电导检测器对水中离子的进行常量与痕量分析,具有迅速、连续、高效与灵敏等优势。此背景下,本文首先分析了离子色谱法的原理,以降水中NO_3~-、SO_4~(2-)为例,对离子色谱法在降水中阴离子测定中的应用进行了一定的阐述,以供参考。