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.     

金华市大气降水的化学组成特征及来源解析

对2004年大气降水样品监测资料的综合分析和研究表明,金华市降水样品pH值的分布范围在3.64~6.76之间,降水的酸雨率为79.3%。SO24-和NO-3是降水中主要的阴离子,分别占降水中阴离子总量的66.1%和21.7%。NH 4和Ca2 是降水中含量最高的阳离子,分别占阴离子总量的56.6%和33.4%。降水中这些离子的浓度水平一般比世界上其它地方高,但大大低于国内的北方地区。由于降水中缺乏足够的中和物质,大约76%的降水酸度被NH 4、Ca2 和K 等碱性成分中和。陆源型离子Ca2 、Mg2 和K 以及海盐性离子Na 和Cl-之间存在明显的相关关系,另外Ca2 和SO24-、Mg2 和SO24-、Mg2 和NO-3以及Mg2 和Cl-之间也可以观察到比较好的相关关系。土壤和海水的富集系数表明,研究区域的Ca2 和K 主要来源于岩石/土壤风化,SO24-和NO-3主要归因于人为活动的影响。     

典型西南岩溶区工业城市降水酸化缓解原因探究——以柳州市为例

利用柳州市环境保护监测站2013—2017年大气降水监测数据,分析近年来柳州岩溶区工业城市降水酸化缓解原因,并对离子来源进行探究.结果表明:①统计柳州近5年的降水pH值发现研究区降水酸化问题有了明显的改善,同时具有季节性差异,春冬季降水酸化相对夏秋季较重.②通过分析降水中主要离子组成及变化特征、计算中和因子(NF)和相对酸度(FA)发现,降水中主要离子浓度出现减少趋势,酸化类型逐渐向硫-硝酸混合型过渡,且99.97%的酸性离子被NH~+_4、Ca~(2+)等离子所中和,所以得出酸性物质的减少和碱性离子的中和作用可能是降水酸化改善的重要因素.③采用Hysplit模型对研究区降水酸化较严重的2016年(共60场)的降水水汽来源进行后向轨迹追踪及聚类分析,显示降水离子组成与浓度不仅与当地污染源有关,还与来自大陆内部西北和西南远距离物质输送有关.上述结果指示由于喀斯特化学风化作用、柳州市严格执行环保规定、大环境改善导致远程传输污染减弱等原因使得柳州市降水酸化情况得到极大改善.此外值得注意的是柳州市酸雨类型逐渐向硫-硝酸混合型过渡,指示随着工业污染的控制得到减弱,日益增长的机动车尾气排放或许成为研究区下一步治理重点方向.     

辽中地区酸雨特征及主控因子研究

近年来,以辽中工业群为代表的北方地区酸雨污染问题备受关注,对区域经济社会发展正在形成越来越明显的影响。为了深入了解辽中工业群地区酸雨污染特征,本研究利用XHARS30C酸雨自动采样仪系统采集了辽中地区2007年2月-2008年1月为期1年的降水样品,通过对降水样品pH值、主要阴阳离子组成的测定,分析了辽中地区酸雨的特征以及影响降水酸度的主要因素。结果表明,观测期间辽中地区降水pH值平均为5.15,酸雨频率为69.4%;雨水的主要离子组成为SO42-、NO3-和NH4+、Ca2+、Mg2+;在降雨过程中5种离子中的SO42-、NO3-、NH4+、Mg2+随降雨增加浓度呈U型变化,而Ca2+无明显规律;SO42-为主导性酸性离子,但NO3-对雨水酸度的影响不可忽视;辽中降水中起主要中和作用的是扬尘中的Mg化合物和与人类活动密切相关的NH3,扬尘中含Ca化合物中和作用相对较小。     

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.     

碳酸盐岩抑制煤中有害元素释放和迁移能力的研究

为了揭示碳酸盐岩地质背景下碳酸盐岩对煤中有害元素的抑制作用,以煤和碳酸盐岩为实验材料设计了3个不同组合的淋溶柱,采用淋溶实验方法,探讨了碳酸盐岩对煤中Fe、Mn、Cu、As等元素释放和迁移的抑制能力.结果表明:碳酸盐岩能有效中和煤中黄铁矿等硫化矿物氧化产生的酸,淋溶液pH值显著升高;碳酸盐岩对煤中硫的释放和迁移能力的抑制作用不明显,对煤中Fe、Cu和As元素的释放和迁移的抑制能力较强,但对煤中Mn、Pb和Cd元素的释放和迁移的抑制能力相对较弱.碳酸盐岩能有效抑制酸性矿山废水的形成和演化,可作为碳酸盐岩地区酸性矿山废水防治的理想材料.     

利用小角度激光光散射研究阳离子有机高分子絮凝剂的絮体粒径和絮体结构

利用小角度激光光散射在线监测技术研究了不同阳离子有机高分子絮凝剂对带负电荷的高岭土颗粒体系的絮凝动力学和絮体结构.对于高电荷密度的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),由于分子量低其初始絮凝反应速度较慢,最终形成的絮体也较小.絮凝过程中,其絮体结构发生重组和排列,分形维数从1.83升高到2.09,所形成的絮体密实.对于低电荷密度的2种阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),因其分子量大投药量高,絮凝反应速度较快;但其絮体的分形维数较小且在絮凝反应中基本保持不变,形成的絮体结构开放和松散.基于有机高分子对高岭土体系浊度和zeta电位的影响,结合絮凝动力学和絮体结构分析,结果表明,PDADMAC絮凝机理是电中和作用,而随着分子量的增加和电荷密度的降低,CPAM则主要通过吸附架桥作用产生絮凝.     

A four-year investigation on wet deposition in western Thailand

The investigation of pH variation and the chemical composition of rainwater have heen studied from April 2003 to October 2006 at a rural area of Nakorn Pathom Province,western Thailand.The pH value ranged from 4.0 to 7.8 with an average of 6.1.Out of 319 rain events,72 events were observed in acidic range(pH＜5.6).The pH of rainwater gradually increased over the sampling period.The volume-weighted mean concentrations (μeq/L)of ion species followed the order:Ca2 ＞NH4 ＞SO42-＞HCO3-＞NO3-＞Na ＞C1-＞CH3COO-＞Mg2 ＞K ＞H ＞HCOO-＞PO43-.Neutralization factor calculations reveal that Ca2 plays a major role in neutralization processes in this area.Enrichment factor calculations indicate that SO42-,K ,Ca2 and Mg2 were originated from non-marine sources.The statistical measure principie component analysis indicates influence of various local emission sources e.g.,soil,limestone mines,biomass burning and agricultural emissions,on the chemical composition of rainwater.     

水体中Cr (Ⅵ)对不同混凝剂混凝过程的影响

研究了工业废水中Cr(Ⅵ)在不同颗粒物浓度影响下对不同铝形态混凝剂的影响过程,通过考察浊度去除率以及出水余铝、余铬浓度甄别了混凝效率,并利用混凝过程中剩余p H值、Zeta电位以及絮体性质揭示水中Cr(Ⅵ)在不同浊度下的混凝机制.结果表明,在低浊度条件下,Cr(Ⅵ)对高聚合态Alb的混凝过程具有较大影响,而对低聚合态Ala无明显影响;在高浊度条件下,水中浊度较高时颗粒物会吸附部分Cr(Ⅵ)从而降低其与Alb之间的作用.Alb在混凝中主要发挥电中和作用,其对颗粒的脱稳和絮体的再生具有重要的作用,Ala水解形成的部分Alc在混凝中主要发挥架桥网捕作用,其对絮体的生产和强度因子具有重要作用.同时Cr(Ⅵ)的存在会增强Al13絮体的强度因子,但其消耗了部分正电荷会导致絮体恢复因子降低.     

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.