东北吉林地区云水化学航测研究

利用飞机航测于2007年夏季在东北吉林地区采集了24个云水样品,对云水的pH值与主要无机水溶性离子成分进行分析.结果表明,该地区云水呈酸性,平均pH值为4.93;主要离子成分依次为SO42- 109.7 meq/L, NH4+ 74.8 meq/L, Ca2+ 71.9 meq/L,和NO3- 51.4 meq/L; SO42-/NO3-的当量比为2.1,与龙凤山降水样品比值相当.云水离子浓度主要受天气形势及气团输送特征影响.集合后推气流轨迹分析表明离子浓度最高的云水样品主要受到华北地区污染输送的影响.对比同步采集的高空云水与地面降水样品,发现云下冲刷过程可对降水酸度起到一定的中和作用.     

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.     

二维时变的积云化学模式

将一组化学模式和二维时变云模式相结合,研究了随同云和雨的发展,云水和雨水中pH值和[SO_4~(2-)]的演变情况以及SO_2,NH_3,尘,O_3和H_2O_2等大气污染物的净化过程.     

庐山酸性降水的化学特征及致酸因子研究

为了解庐山降水的化学特征和酸化趋势,于2011年夏季及2012年春季在庐山进行降水采集,对降水的p H、主要阴阳离子和有机酸进行分析。结果表明,酸性降水出现频率为100%,p H均值为4.44。降水中SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-和Ca~(2+)占总离子的70.1%,降水酸度主要贡献为H_2SO457%、HNO_325%及有机酸19%。降水的相对酸度较高,在2011年夏季和2012年春季分别为0.47和0.32。而SO_4~(2-)/NO_3~-则分别为2.28和2.63。相对于1993年春季,庐山降水酸度趋于降低,SO_4~(2-)、Ca~(2+)浓度水平下降明显,而NH_4~+、NO_3~-略有升高,HNO_3对酸度的贡献增加,降水已由硫酸型污染转成混合型污染。相对于国内其他背景站点,庐山降水酸度较高,但总离子浓度水平较低,因此庐山作为研究中国东南酸雨区的背景站点具有一定的科学意义。     

云下洗脱-Eulerian模式

在Eulerian模式中,在大气氨浓度大于硝酸的条件下,简要讨论了各种污染物对雨水组成的影响.结果表明,在本文考虑的情况下,氨对SO_2气体洗脱和SO~(2-)形成的影响最大,且能抑制雨水的酸化;过氧化氢的作用略小于氨.气溶胶对雨水SO_4~(2-)浓度的贡献小于气体.云下H_2O_2和O_3氧化能力的大小取决于雨水的pH、降落距离和各自的浓度.在雨水pH高,降落距离短和各自浓度小时,O_3的氧化能力大于H_2O_2,反之则H_2O_2大于O_3.对韶关降水酸化的模拟表明,考虑气体污染物补充机制的Eulerian模式可以较好地模拟现场降水酸化过程.     

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。     

我国部分城市的酸雨及降水污染现状

重庆重庆地区降雨酸度及化学组份浓度一般为城区高,郊县低;雨水中主要阴离子是SO_4~(2-),主要阳离子是Ca~(2+)(城区)、NH_4~+(郊县);四季变化规律为冬季高,春、秋次之,夏季最低。近年来的监测表明,较重酸雨污染区有向郊县、远郊扩展的趋势。城区是重庆酸沉降污染的源区。重庆降雨酸度及其化学组份浓度见下表。南充 1988～1990年的监测表明(下表),南充市SO_2的最大瞬时浓度达1.51mg/m~3,最大日均浓度达0.94mg/m~3,日均值超标(GB 3059-82,二级)率高达71％。酸雨频率大于83％。最低pH值为3.20,均高于重庆市1984年水平。1988～1990年测定结果如下。     

降水中 SO_2含量与大气中 SO_2表面浓度的相关性

作为美国多洲电力生产大气污染研究(简称MAP3S)的一部分,作者从1978年10月以来对大气中SO_2浓度进行了连续监测。同时,用Battelle和Aero-chem两种不同的采样器采集降水样品分析。为确定雨水中所含SO_2和大气中SO_2浓度的相关程度,以及所溶SO_2对降水酸度的贡献,作者对两种采样器所提供的数据、温度、SO_2的数据等进行了分析。研究结果扼要如下: (1)用Battelle采样器所采集的雨样中S_1v的含量接近于相对应的大气SO_2表面浓度的平衡值。Aerochem采样器所采样品结果偏低。作者认为降雨中气—液相间的平衡建立的相当迅速。若样品收集、保存得当,平衡值可维持不变。 (2)冬度时S_1v对总游离酸度的贡献高达13％,而在夏季则降到零。 (3)雨水中SO_4~(2-)的含量与大气中 SO_2表面浓度呈负相关。     

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.     

积云中H2O2液相氧化S（Ⅳ）的数值模拟

用一个液相化学反应和一维时变积云动力学过程相结合的模式,取不同的[SO_2]和[H_2O_2],对积云发展过程中由H_2O_2液相氧化云中S(Ⅳ)而形成的SO_4~(2-)、其它离子以及云水pH值的时空分布进行了数值模拟计算。 计算结果表明,在积云的中、上部呈现硫酸盐的高值中心和pH的低值中心,而在积云的底部,由于NH_3·H_2O的离解,形成高浓度的OH~-和NH_4~+,可使云内液态水的pH值增至大于5.6;大气中SO_2和H_2O_2浓度的改变,对云内液态水的酸化均具有重要的影响;由于化学反应的参与,H_2O_2使S(Ⅳ)转化成S(Ⅵ)是一复杂的非线性问题。     

SO2 oxidation in an entraining cloud model with explicit microphysics

A model of the chemical evolution of the droplets in a hill-cap cloud is presented. The chemistry of individual droplets forming on cloud condensation nuclei of differing size and chemical composition is considered, and the take-up of species from the gas phase by the droplets is treated explicity for the droplet population. Oxidation of S(IV) dissolved in cloud droplets is assumed to be dominated by hydrogen peroxide and ozone.Hydrogen peroxide is normally found to be the dominant oxidant for the oxidation of sulphur dioxide (except in the presence of substantial concentrations of ammonia gas, which increases droplet pH and the contribution made by the oxidant ozone). The entrainment of hydrogen peroxide from above the cloud top increases the amount of sulphate produced in conditions where the reaction is otherwise oxidant limited by the availability hydrogen peroxide. These conditions occur when there are high concentrations of sulphur dioxide accompanied by low cloudwater pH values.Within droplets formed on sodium chloride aerosol, reduced levels of acidity lead to an increase in sulphate production as a result of an enhanced reaction between SO₂ and the oxidant ozone. This results in an overall higher increase in cloudwater sulphate than would be expected assuming an even distribution of all reactants amongst the droplets. In addition, concentrations of the hydrogen sulphite ion predicted to occur in the cloudwater can be substantially in excess of those predicted from the bulk cloudwater pH. This is consistent with recent observations.     

Chemical characteristics of cloudwater over Maoer Mountain district

Samples of cloudwater, rainwater and ambient aerosol were collected over Maoer Mountain in the northeast of Guangxi Province in March 1988. The pH value of cloudwater ranged from 3.37 to 6.20 with a mean value of 4.34. SO42- , NO3- , NH4+, Ca2+ and H+ were the principal ionic species of cloudwater. The advance of cold fronts into Maoer Mountain appeared to lead to higher major ionic concentration and acidity than that of warm fronts. The relative acidity and concentration of NO3- of cloudwater were much greater than that of aerosol samples. With the exception of. NO3- and H+, most of the concentration of SO42- and NH4+ in cloudwater came from the nucleation scavenging of aerosol. Gaseous nitric acid and organic acid from local may be one of the important source of cloudwater acidity. Compared with other sites, Maoer Mountain can be as a clean contrast station for studying acidic precipitation in Guangdong and Guangxi provinces.     

上海金山区酸雨分布特征及降水酸度主控因子探讨

依据上海金山区2006-2010年降水监测数据,分析了该地区降水pH年均值、酸度及酸雨频率的分布特征,并对降水化学组成及各离子间的相关性进行了分析。结果表明,2006-2010年金山区降水的酸化及酸化频率较高,pH均值为4.24,酸雨频率为86.4%。降水主要离子为SO42-、NO3-、NH4+、Ca2+和Na+,上述5种离子占降水离子总浓度的87.8%,主要酸性离子SO42-、NO3-与阳离子NH4+、Ca2+和Mg2+均具有较高相关性。通过对降水酸度主控因子的探讨发现,主要致酸物质为SO42-,但NO3-对降水酸度的影响越来越大,碱性物质中和作用中起主导地位的是NH4+,雨水酸化的最主要来源为人为污染源。     

贵州龙里实验区酸性降水特征及变化趋势

以2007年4月～2008年12月贵州龙里实验区的降水监测数据为基础,运用统计学方法对该地区大气降水酸度和化学组成的特征及其季节变化趋势进行分析.结果表明,研究期内当地的降水pH均值为4.70,酸雨占降雨次数的70.1%和总降雨量的76.7%.酸雨的发生呈现一定的季节变化特征,其中春季为酸雨高发季节.降水中SO42-、NO3-、NH4+、Ca2+等含量较高.与相关研究进行对比,初步认为该地区大气降水所带来的S和N的湿沉降量尚未超过当地生态系统的酸沉降临界负荷.     

Chemical characteristics of precipitation at Nanping Mangdang Mountain in eastern China during spring

To study the characteristics of precipitation in eastern China, an automatic sampler was used to collect rainwater samples from 19 precipitation events at Mangdang Mountain, Nanping City, Fujiang Province, in the spring of 2009. We used ion chromatography to analyze the ionic components and concentrations, and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) to analyze element compositions and contents. The results demonstrated remarkable acidic characteristics: in more than 80% of precipitation events the pH was less than 5.6, with an average of 4.81. Mass concentration results showed SO4 2?? was the main anionic component (36.2% of the total anion mass), while NH4 + was the main cationic component (47.7% of the total cation mass) and main ion for acidity neutralization in the rainwater. Organic acid content accounted for 30.9% of total anion mass. The main trace metals were Ca, K, and Na. The SO4 2??/NO3?? ratio was 1.4, indicating that precipitation in this region was influenced by complex air pollution – the product of individual coal-burning combined with vehicle exhaust pollution. Correlation analysis of the chemical composition of the precipitation indicated that acidity in this region was determined by a combination of all acidic and neutralization ions rather than any single ion component. The results also showed that Na+ and Cl?? contributions were mainly by seawater; Mg2+ by seawater and crustal materials; the NH4 +, K+, Ca2+, NO3?? and SO4 2?? by anthropogenic sources; the trace metals were from the Earth’s crust; and organic acids were potentially from combustion of biomass.     

某工业区近十年酸雨污染特征简析

根据某工业区1998年-2007年的降水监测资料,利用统计方法对该地区的酸雨污染变化规律、化学组成进行分析,结果表明：该工业区近十年来酸雨频率逐年上升,酸雨污染日趋严重,目前已成为重酸雨区;化学组成的分析表明该工业区的酸雨逐步由硫酸型转化为硫酸型和硝酸型并重;该工业区降水酸度与Cl^-、NO3^-、SO4^2-的灰色关联度最大,说明该工业区受海洋、交通以及工业排放的影响较大,海洋源、交通源、工业源对该工业区降水的酸度有重要影响。     

广州地区雨水化学组成与雨水酸度主控因子研究

采集了广州地区2003-10～2004-09的雨水样品,通过对雨水样品的pH值、主要阴阳离子组成和可溶性有机碳(DOC)的测定,分析了广州地区酸雨的现状以及影响雨水酸度的主要因素等.结果表明,在观测期间,广州地区酸雨频率高达85%;雨水的主要离子组成为NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Ca²⁺、Cl^-和Na⁺,而DOC约占总化学组成的24.0%;雨水酸度的主要控制离子还是SO₄^2-,但NO₃^-对雨水酸度的影响越来越大;同时,水溶性有机酸对雨水酸度的贡献也很明显.另外,来自扬尘中高浓度的碱性含钙化合物也对雨水酸度有明显的中和作用.     

大气颗粒物和降水化学特征的相互关系

分别于2007年在泰安市郊区和深圳市郊区采集了大气颗粒物并同时对降水进行了分级采样,通过降水过程中降水化学特征的变化和降水前后颗粒物浓度和化学组成的改变,讨论了云下冲刷过程中大气颗粒物对降水化学组分的贡献和降水对颗粒物的去除作用.泰安降水雨量加权pH为5.97,总可溶解离子浓度为1 187.96μeq.L-1,PM10的质量浓度为131.76μg/m3,PM2.5为103.84μg/m3.深圳降水雨量加权pH为4.72,总可溶解成分离子浓度为175.89μeq.L-1,PM10的质量浓度为56.66μg/m3,PM2.5为41.52μg/m3.泰安和深圳降水过程中pH和离子浓度都逐渐降低,冲刷过程主要是中和作用.泰安和深圳降水中Na+和Ca2+的去除效率较高,NH4+和NO3-去除效率较低.两地降水化学性质的差别取决于云水酸度、大气颗粒物性质和大气中酸碱性气体差别的共同作用.降水对大气颗粒物质量浓度、离子组分和元素组分都有显著清除作用.     

西太平洋热带海域降水化学特征

1988年在西太平洋热带海域采集雨水样品,分析结果表明,大部分样品偏酸性(pH<5.6).雨水的化学组成结构主要受海盐的影响,这与我国大陆上雨水的情况很不相同.将西太平洋热带海域降水化学特征与南印度海域和西大西洋海域的降水情况作对比分析,结果表明,前两个海域雨水中的SO~(2-)受非海盐源的影响比西大西洋海域的小.     

上海近期酸雨变化特征及其化学组分分析

依据上海1983─2004年的酸雨监测资料,对该地区酸雨的变化特征、离子化学组成进行了分析.结果表明:上海降水酸度呈波动性变化,特别是1997─2004年酸雨污染趋势加剧.对降水中离子含量的分析可知,酸雨主要为硫酸型和硝酸型.灰色关联度分析表明:降水pH与降水中碱性阳离子的关联序为Na+>NH₄+> Ca2+> K+> Mg2+;pH与酸性阴离子关联序为Cl-> NO₃-> SO₄2->F-.反映出上海降水的离子化学组成受海洋源影响较大.结果还表明,上海酸雨逐步由硫酸型转为硫酸型和硝酸型并重.