大气降水中离子化学特征及来源分析

通过研究2006-2010年上海市闸北区大气降水中离子的组成特征和变化,分析了离子可能的来源和酸雨的成因。结果表明,近年来酸雨污染有所改善,酸雨成因也有所改变。阴阳离子当量浓度之比小于1,可能缺少对某些低分子弱有机酸离子的监测。降水化学组份中浓度最高的四种离子分别是SO42-、NH4+、Ca2+和NO3-,SO42-浓度是NO3-的3.14倍,NH4+是Ca2+的2.76倍,降水的主要致酸物质是硫酸盐,主要中和物质是铵盐。大多数离子间有较好的相关性,NO3-和SO42-绝大部分来自人为源的贡献。降水中SO42-的致酸作用和Ca2+的中和作用逐渐下降,Cl-的致酸作用在逐渐增大。     

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。     

北京市一次沙尘过程中降水化学组分的监测分析

2010-4-5北京市出现了罕见的沙尘过程中降水,在市中心采集了雨水样品,用离子色谱方法分析了样品中9种离子组分浓度,结果表明:该次降水pH值较高(7.33)、电导率偏高(24.50mS/m)、可溶性离子浓度普遍高,9种离子浓度总和为3080meq/L;降水中离子当量浓度之比SO42-/NO3-为1.27, Ca2+/NH4+为1.25.为了进一步研究沙尘对降水化学组成的影响,统计了2005年至2010年全市3个监测点每年4月(沙尘高发期)监测的39次降水,得到其平均pH值为6.84、电导率为9.20 mS/m;降水中当量浓度之比SO42-/NO3-和Ca2+/NH4+分别为2.37和1.87.比较2组数据可见,发生在沙尘过程中的这次降水NO3-离子浓度的增加较为突出.而与历年年平均水平相比,4月降水均凸显了Ca2+和NO3-大幅增加的特征.进一步分析该次过程中同一监测点酸根离子前体物SO2、NO2的浓度变化特征发现:在沙尘和降水持续期间NO2浓度较低,在降水持续的时段SO2浓度显著降低,表明大气湿度对于SO2气粒转化起到了制约作用.     

人类活动影响下的垂直气候带岩溶泉地球化学特征对比:以重庆金佛山水房泉、碧潭泉为例

为探讨人类活动影响下的垂直气候带岩溶泉水化学变化,以重庆金佛山水房泉和碧潭泉为例,基于两泉自然环境和人类活动强度差异,利用独立样本t检验、Gibbs图解法、主成分分析(PCA)及地球化学敏感性分析等方法,对两泉水文地球化学特征及其控制因素进行对比研究.结果表明,垂直气候带岩溶发育的差异性导致碧潭泉离子总浓度高于水房泉.不同高程的岩性决定了水房泉水化学类型为HCO_3-Ca型,而碧潭泉为HCO_3-Ca·Mg型.碳酸盐岩溶蚀是两泉Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-的主要来源,水房泉SO_4~(2-)、NO_3~-、PO_4~(3-)、K~+和Na~+在冬夏季受酒店排污影响出现峰值,碧潭泉各指标年内变化平稳.水房泉水属于Ⅳ类水,而碧潭泉水质相对较好. PCA分析表明水-岩作用为两泉的首控因子,酒店排污和来自降水的离子输入分别对水房泉、碧潭泉水质具有重要影响,同时降水导致的水土流失与淋滤效应也对两泉有一定影响.水房泉的地球化学敏感性大于碧潭泉,故应针对不同高程岩溶系统特点制定相应保护措施,特别是要重视景区酒店污水的处理.     

酸雨作用下中亚带森林冠层淋溶规律研究

2001年1月～2002年6月对韶山亚热带常绿阔叶林4个采样区进行了酸雨的监测,以监测数据为依据,分析研究了林内穿透水中主要离子的淋溶规律。结果表明:大气降水经过森林冠层后pH值明显升高,韶山亚热带常绿阔叶林对SO42-、NO3-、Mg2+、NH4+离子具有吸收作用,特别是NH4+和NO3-离子。SO42-、Ca2+和Mg2+离子的冠层淋溶百分率随降雨量的增加有明显减少的趋势。Ca2+、K+和Cl-随着pH的增加,其冠层淋溶百分率呈增加趋势。韶山地区在常年酸沉降作用下,森林冠层对酸性离子SO42-、NO3-的吸收作用最强。根据18个月离子浓度平均值来计算,韶山地区森林冠层离子的淋溶序列为:K+>Ca2+>Cl->Mg2+>SO42->NO3->NH4+>Na+。     

部分中原城市PM_(2.5)中水溶性离子污染特征

对中原地区的郑州、洛阳、平顶山三市采暖季和非采暖季大气PM2.5中水溶性离子进行了研究,并对比分析了三地区水溶性离子不同季节的变化幅度。结果显示,三地区PM2.5中NH4+、NO3-和SO42-等二次离子为水溶性离子的主要成分,占80%以上;非采暖季质量浓度SO42>NO3->NH4+,采暖季尤其是严重灰霾期则为NO3->SO42->NH4+;除SO42-外,其它7种水溶性离子质量浓度均为采暖季大于非采暖季;郑州、平顶山两地采暖季水溶性离子总质量大于非采暖季,洛阳则相反;三地区主要是以燃煤为主的固定污染源污染,但是NOx的浓度已经显著增加,尤其是采暖季NO3-/SO42-比值均大于1.0,机动车尾气对环境质量影响明显增大,郑州、平顶山两地的机动车尾气污染对空气质量的影响较洛阳大;洛阳受季风影响较另外两地严重。总水溶性离子质量浓度采暖季低于西安地区,从采暖季到非采暖季变化趋势不如西安地区显著;非采暖季与西安、北京地区基本相当。     

滇池流域地下水、河水硝酸盐污染及来源

为了揭示滇池NO3-的污染来源和污染途径,本次研究在滇池流域不同地区收集了14个地下水和35个河水样品,进行了水化学及氮同位素分析。结果显示,滇池流域河水NO3-浓度在0.01~45.92mg/L之间,地下水NO3-浓度在0.05~99.52mg/L之间。NO3-浓度较高的区域,集中在流域城镇居民区(41.41±39.32mg/L)和昆明市主城区(19.91±15.02mg/L)。林地泉水、盘龙江上游以及流域东、南部河水NO3-浓度较低,污染较轻。δ15 N-NO3-值显示,流域居民区地下水(+9.9‰~+27.8‰)与主城区河水(+3.2‰~+32.1‰)中NO3-的主要来源是生活污水,流域东、南面河水(+4.4‰~+7.2‰)NO3-污染源以化肥为主。林地泉水与盘龙江上游河水δ15 N-NO3-值均小于+10‰,大气沉降是人为N的主要来源。耕地地下水δ15 N-NO3-值变化范围较宽(+5.5‰~+23.7‰),NO3-浓度高(45.77±40.91mg/L),受农业生产的影响强烈,人畜粪便、化肥肥料、大气沉降都是氮的输入源。     

重庆市大气PM_(10)中水溶性离子组分的研究

为研究重庆市可吸入颗粒物中水溶性离子组分的特征,于2006年4月和11月在重庆市主城9区和缙云山对照点采集环境中PM10样品,用离子色谱法测定9种离子组分。分析结果发现,阴离子中含量较高的分别是SO42-和NO3-占了阴离子含量的95%以上;而NH4+和Ca2+则占到阳离子含量的80%。主城各区大气中水溶性离子组分的含量明显高于对照点,且大渡口区、南岸区、九龙坡区、北碚区和渝中区的污染较为严重。在相关性分析中,NH4+与NO3-和SO42-相关性较好,Ca2+与Mg2+也体现出良好的相关性。与国内外城市相比重庆市大气PM10中,NO3-、SO42-和NH4+的浓度相对偏高,Na+和Cl-的浓度较低。     

鄱阳湖地表水硝酸盐时空变异性及其来源研究

利用2011年1月和7月鄱阳湖流域地表水中NO3-的质量浓度实测数据,评价NO3-在不同时期的污染状况及空间分布,运用GIS和统计学方法分析NO3-的时空变异特征,结合水化学因子相关关系分析NO3-的主要污染来源。结果表明,在丰水期,鄱阳湖流域地表水NO3-质量浓度为0~33.33 mg/L,在枯水期NO3-质量浓度为0~51.50 mg/L;空间差值分析显示在丰水期,鄱阳湖南湖区NO3-的质量浓度明显高于北湖区,这主要是来源于生活污水、工业废水、农业及养殖业等产生的氮;而在枯水期恰好相反,北湖区NO3-的质量浓度较高于南湖区,主要是受到沿湖周边工业废水的影响;通过运用水化学因子相关关系分析发现,地表水中各监测点Cl-/Na+和SO42-/Ca2+变化趋势较相似,说明水体中NO3-的污染来源可能比较单一;研究NO3-/Cl-的变化关系曲线发现在枯水期,水体中NO3-的污染来源主要为污水,而丰水期NO3-的污染来源比较复杂,包括农业非点源污染和渔类珍珠养殖业等。     

济南秋季大气PM_(2.5)中水溶性离子的在线观测

2008年9月29日—10月15日使用大气细颗粒物快速捕集系统实时、在线分析了济南秋季PM2.5中水溶性离子的质量浓度,并结合气象资料和部分前体物(SO2,NOx和O3)浓度进行了相关分析.结果表明:济南秋季燃煤污染严重,SO42-,NO3-和NH4+是大气PM2.5中水溶性离子的主要组分,三者质量浓度之和占总水溶性离子(TW SI)质量浓度的90%以上;SO42-污染物主要受远距离传输的影响,NO3-和NH4+污染物主要受局地源的影响;SO42-和NO3-的昼夜形成机理不同,它们的形成过程主要受相对湿度、温度和O3浓度的影响.周边地区生物质燃烧导致了济南重污染天气的产生,降水对污染物的清除作用较强.对比土壤和海盐中各种离子的质量浓度比可知,济南秋季PM2.5中的K+受生物质燃烧的影响较大,C l-主要来源于海盐和生物质燃烧,Na+主要来源于海盐.