北京、上海大气中硫酸及硫酸盐监测报告

大气中二氧化硫经多种途径的转化,最终可形成硫酸及硫酸盐类。它们以气态或固态的形式存在于大气中,对人体健康、动植物及建筑材料、生活用品都有一定的危害。尤其是硫酸雾,对人体的危害比二氧化硫严重得多。硫酸及硫酸盐气溶胶在一定条件下又是形成酸雨的直接原因。因此,开展大气中硫酸及硫酸盐的监测是环境卫生与环境保护工作的一项重要内容。近年来国内外相继发表了一些有关硫酸及硫酸盐的监测报告,大气化学的研究又有了新的进展。根据以往的监测,北方城市大气中二氧化硫浓度往往高于南方城市。为探索其化学转归,北京、上海两城市曾协作进行了大气中硫酸及硫酸盐的监测,本文为监测结果报告。     

衡阳大气硫同位素组成环境意义的研究

1996-1997年度衡阳大气硫同位素监测结果是:大气降水δ(34S)均值为6.12‰,大气二氧化硫δ(34S)均值为-3.48‰,大气气溶胶δ(34S)均值为10.73‰.数值体系较好地符合硫同位素分馏规律,研究认为,该地大气环境受西南气流影响甚微,北方南下气流进一步推断为作用该地大气硫的主因;生物硫源对降水硫影响不容忽视;衡阳与珠江三角洲及粤北城市硫同位素监测结果均不支持降水硫同位素区域分异学说.      

热解2-氨基(口白)啶硫酸盐法测定大气颗粒物中的硫酸盐

大气中的二氧化硫可经过多种途径氧化成二次污染物——硫酸雾、硫酸盐.后者造成的污染比前者要严重得多.因此,分析测定大气颗粒物中的硫酸盐对研究空气污染是很重要的. 自从W.I.Stephen用2-氨基(口白)啶氢溴酸盐作硫酸根的比浊试剂以来,受到许多分析工作者的重视,认为是目前最佳的测定硫     

云水和云下冲刷颗粒物与气态污染物对降水中硫酸盐和硝酸盐的贡献

为定量云水和云下冲刷分别对降水中SO₄2-、NO₃-的贡献,并进一步解析云下冲刷颗粒相和气相物质分别对降水样品中SO₄2-、NO₃-的贡献,于2016年4月-2017年2月采用APS-3A型降水自动采样仪对降水进行分段采集.采用离子色谱检测分段降水样品的ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）,分析其变化规律;在降水前、降水中及降水后同步采集并检测大气颗粒相ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）和气相ρ（SO₂）、ρ（NO₂）,分析颗粒相中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）和气相中ρ（SO₂）、ρ（NO₂）的变化与分布.结果表明:①ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）在同一场降水的分段样品中呈逐渐降低至后期趋于平稳的趋势,说明降水对空气中污染物的冲刷使空气逐渐清洁,后期冲刷作用有限使得降水中离子质量浓度趋稳.②颗粒相中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）与气相中ρ（SO₂）、ρ（NO₂）在降水前较高,在降水中减小,并在降水后回升,说明降水对颗粒相SO₄2-、NO₃-和气相SO₂、NO₂均有清除作用,降水结束后无云下冲刷作用,污染物质量浓度逐步回升.③云水对降水中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）的贡献率分别为22%~56%（平均值为35%）、9%~49%（平均值为29%）,云下冲刷颗粒相SO₄2-、NO₃-对降水中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）的贡献率分别为39%~69%（平均值为55%）、43%~73%（平均值为56%）,云下冲刷气相SO₂、NO₂对降水中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）的贡献率分别为5%~17%（平均值为10%）、5%~19%（平均值为15%）.研究显示,降水中SO₄2-、NO₃-主要来源于云水和云下冲刷颗粒相SO₄2-、NO₃-,而来源于云下冲刷气相SO₂、NO₂较少.      

稳定同位素用于闽南夏季云下洗脱过程的研究

使用稳定同位素方法对闽南夏季云下洗脱过程进行研究;对闽南夏季降水中稳定同位素丰度比进行了测试．氢氧同位素丰度比分析发现,降水氢氧同位素丰度比存在较大分馏,但同一降水云系中δＤ／δ１８Ｏ值是稳定的,可以作为判别降水来源的特征量．对降水中硫同位素丰度比分析发现,当大气中气溶胶和气体硫同位素均呈负值时,降水中富集３４Ｓ,反之相反．并使用稳定同位素平衡模型估算事件型降水云下洗脱过程的作用,厦门前期降水云中、云下洗脱硫的比例分别为１９．５％和８０．５％,中期降水云中、云下洗脱硫的比例分别为３２．３％和５７．７％,后期降水云中、云下洗脱硫的比例分别为５３％和４７％,漳州云中,云下洗脱比例接近     

大气降水中稳定同位素研究进展

酸雨是目前人类所面临的主要环境问题之一,中国已成为继欧洲和北美之后的世界第三大酸雨区。大气降水化学组成、物质来源及其贡献是酸沉降研究的重要内容,可以为酸雨成因、发展趋势和制定相应政策提供依据。大气降水同位素组成是解析和确定降水物质来源及其贡献的重要手段。大气中的二氧化硫和氮氧化合物是导致雨水酸化的两个主要组分,另外我国大气降水中还含有大量碱性离子可以中和雨水中的酸性物质。本文对硫、氮、锶同位素在大气降水中物质示踪方面的应用进行了总结,并提出了一些值得重视的研究方向。     

重庆市大气中二氧化硫与硫酸雾相关性及变化规律的初步探讨

当前对环境中酸性物质的研究已引起人们极大的兴趣。我站于1979—1980年对本市酸性雨调查表明;降雨中pH变化极其严重。影响大气酸性变化的主要污染物质是二氧化硫,而大气中二氧化硫的主要来源是煤的燃烧。大气中二氧化硫经光化学反应可产生硫酸雾。为探讨大气中二氧化硫与硫酸雾相关性及变化规律,我们于1983年1月和8月在市中区解放碑附近选一个采样点进行这一实验,现将实验结果报告如下:     

硫氧同位素示踪南京北郊大气PM2.5中硫酸盐来源

采用EA-IRMS联用技术对2014年1月南京北郊大气细粒子(PM2.5)中硫酸盐的硫和氧同位素组成进行了分析,结合大气颗粒物化学组成,追溯南京北郊大气PM2.5中硫酸盐的来源,并评估了各污染源的贡献率.结果表明,2014年1月南京北郊硫酸盐气溶胶的硫同位素组成(δ34S)范围为2.7‰~6.4‰,平均值为5.0‰±0.9‰(n=16);氧同位素组成(δ18O)值范围为10.6‰~16.1‰,平均值为12.5‰±1.37‰(n=16).通过气溶胶与可能污染源的δ34S值对比和后向轨迹分析,得出结论:研究区域大气中硫同位素组成主要受当地燃煤中硫的影响,其次是远距离传输硫.此外,有低δ34S值硫源存在,但贡献比较小,可能来自生物成因硫.绝对主因子分析结果显示:人为成因硫和远距离传输硫贡献率分别为46.74%和31.54%.     

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.     

西南喀斯特农业区大气降水化学及硫同位素组成特征

西南酸雨区属于中国重要的酸雨区,为了理解其中喀斯特农业区酸雨成因及其变化趋势,本研究于2016年5月至2017年9月在中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站进行了大气降水采集(n=147),分析了其水化学成分和硫酸盐硫同位素组成(δ~(34)S-SO_4~(2-))。结果表明,研究区内710%的降水为非酸性雨水(pH56),降水中SO_4~(2-)和Ca~(2+)为主要离子,分别占总阴、阳离子浓度的781%和566%。与研究区2008年降水中硫酸盐浓度(加权平均浓度为1406μmol/L)相比,本次采样期间降水中SO_4~(2-)浓度(加权平均浓度为989μmol/L)显著降低。在研究期间,降水δ~(34)S-SO_4~(2-)为-65‰～212‰,加权平均值为13‰±62‰,与贵阳2008～2009年降水δ~(34)S-SO_4~(2-)(平均值-28‰±14‰)相比有所升高,说明研究区降水硫酸盐中来自工业燃煤排放的贡献降低。研究区降水化学组分和δ34S-SO_4~(2-)均受到降雨量的影响,随着降水量减小,SO_4~(2-)浓度升高,δ~(34)S-SO_4~(2-)则下降,工业燃煤对雨水中硫酸盐的贡献也增加。西南喀斯特农业区大气硫酸盐沉降介于城市和森林之间,季节变化明显,受控于工业燃煤排放和生物成因硫释放。该研究表明优化产业结构,降低工业燃煤,可进一步优化大气环境。     

硫酸生产中污染物的综合治理研究

采用硫铁矿焙烧废渣制取纯度95％以上的硫酸亚铁,并利用硫酸亚铁净化低浓度二氧化硫制酸尾气和高砷烟气洗涤废水,结果表明,处理后的制酸尾气中SO2含量低于500ppm,且含有硫酸亚铁的吸收液中硫酸浓度达10％～20％;处理后的含砷废水,砷含量低于0.5mg/L;用此综合治理方法可得多种副产品,为企业创造一定的经济效益;为以硫铁矿为原料的硫酸厂综合治理生产中的污染物提供了可行的途径。     

An Eulerian model for a slowly moving cold frontal system with sulfur chemistry: Model description and application

Simple sulfur chemistry is incorporated with a diagnostic cloud module to furnish an Eulerian model for slowly moving cold frontal systems. Chemical species include sulfur dioxide and sulfate in air, cloud and rain water. The diagnostic method to determine cloud water content is rather crude at present, but the primary results, including a three-dimensionmal test, seem reasonable. Two-dimensional applications of the model are made for a precipitation event presented in a frontal process in March 1988, Guagdong Province, southern China. The cross-section is selected to be representative of major industrial areas of Guangdong. The analysis of the modeling results displays the effects of the lifting and shearing of the wind field onto the distribution patterns of pollutant distributions. Clouds are shown widely polluted with the lifting and entrainment of the polluted air from lower layers, so that acid rain was generated in the precipitation area following the front, covering the most part of Guangdong Province. The pllutants are transported northerly with the front surface are generally transported southerly, but in-cloud pollutants are transported northerly with a wider extension. The results qualitatively show that the transport of acidic precursors in such a weather system is of medium scale and the acidic deposition in Guangdong might be contributed mainly by the sources of Guangdong Province itself.     

炼化酸性水中含硫化合物在汽提过程中的转化规律研究

对炼化酸性水中含硫化合物在汽提过程中的转化规律进行了详细研究,发现酸性水中硫化物高达4317 mg/L,占总硫负荷的75.6%,但是其他含硫化合物如硫代硫酸根(2240 mg/L)、亚硫酸根(64 mg/L)、硫氰酸根(21 mg/L)、硫酸根(21 mg/L)以及有机硫化合物也不容忽视。汽提处理对硫化物、硫代硫酸根和部分有机硫化合物的去除效果显著,净化水中硫化物仅余3.6 mg/L,但总硫负荷高达162 mg/L,以硫代硫酸根(123 mg/L)和有机硫化合物(48.4 mg/L)为主,并残留大量多环类有机硫化合物,是影响污水场安全、高效、平稳运行的潜在不利因素。     

四川中东部地区2009年大气硫沉降模拟

采用第三代公共多尺度空气质量模型Models-3/CMAQ,对四川中东部地区2009年1月、4月、7月和10月SO₂排放所产生的硫沉降分布进行数值模拟研究,并且将该模型输出的ρ(SO₂)、SO₄2-湿沉降量分别与地面层的ρ(SO₂)、降水中SO₄2-湿沉降量实测值进行相关分析,探讨硫沉降的季节、区域分布特征及湿沉降变化. 结果表明:ρ(SO₂)模拟值与实测值的R(相关系数)为0.445,SO₄2-湿沉降量模拟值与实测值的R为0.510;四川中东部地区夏季硫沉降量为2.2×104 t,高于其他三季,冬季最小,为1.0×104 t;硫沉降呈三大片区分布,宜宾、乐山、泸州为高值分布区,资阳、遂宁、南充、广安和达州均属于硫沉降低值区,成都、德阳、绵阳片区属硫沉降次高值区;干沉降中SO₂沉降量在各季所占比例均在85%以上,湿沉降中各季SO₄2-沉降量所占比例均在99%以上.      

The sensitivity of modeled sulfate wet deposition to the meteorological values used as input

Variations in the wet deposition of sulfate, resulting from uncertainties in key meteorological variables, have been calculated using a scavenging model with a steady-state meteorology and a time-dependent, non-linear chemical mechanism. Input data to initialize this model are representative of data measured during an actual storm event. The results are presented in terms of the deposition uncertainty that would result if the maximum prescribed uncertainty occurred simultaneously in all input meteorological variables. For stratiform clouds, sulfate deposition uncertainties of up to 33% of the computed value were calculated. For convective clouds, the sulfate deposition uncertainties ranged from near 30% at low grid-averaged precipitation rates to near 60% at higher precipitation rates. The largest contributor to deposition uncertainty was the area of convective cloud coverage. For a mixed convective-stratiform cloud system, uncertainties in deposition remained below 40% as long as the convective contribution to total precipitation was less than 75% of the total rainfall amount. In the mixed convective-stratiform system, the uncertainties in deposition were associated principally with uncertain areas of cloud coverage and uncertain precipitation contributions by each cloud type. Uncertainties in precipitation rate, cloud top height, and cloud base height were of secondary importance for the mixed cloud system and contributed roughly equally to the remaining deposition uncertainty. In all simulations, uncertainties calculated as the standard deviation from the known value are about half of the maximum value.     

同步辐射XRF和XANES研究重金属污染环境中小羽藓体内硫元素的生物指示作用

在实验室将小羽藓(Haplocladium)暴露于不同浓度的铅、铁、铬重金属环境下进行培育,分别应用同步辐射X射线荧光(SRXRF)方法测定小羽藓植株硫元素的含量和X射线吸收近边结构(XANES)分析不同价态的硫所占的相对含量.结果表明,暴露于铅、铁下的小羽藓植株内硫的含量明显增加,铅、铁浓度分别为400 mg/L和200 mg/L时,硫元素含量下降.培养周期为15 d时,小羽藓在100 mg/L铅胁迫下,低价硫由对照组的17.8%升高到23.6%,而同时以硫酸盐形式存在的硫由对照组的56.3%下降到51.2%.在400 mg/L铅胁迫时,低价硫含量增加到24.8%,硫酸盐中的硫所占的比例下降到48.4%.小羽藓植株内的胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸和谷胱甘肽中所含低价态硫的总相对含量增加,以硫酸盐态存在的硫相对含量明显下降.研究表明,重金属污染环境导致小羽藓硫吸收同化过程中硫元素含量和价态变化特征具有一定的生物指示作用.     

大连市酸雨污染特征及原因简析

2008年大连市酸雨频率为36．9％,酸雨污染以硫酸型污染为主,但硝酸盐对酸雨的贡献相对较高,降水中对酸雨主要起中和作用的离子为钙离子及铵根离子。2003年-2008年来大连市降水酸度和酸雨频率呈逐年上升趋势,从各季节变化看,最高酸雨频率主要发生在夏季,降水中（Ca2^＋NH4^＋）／（SO4^-2＋NO3^-）呈下降趋势,从而说明虽然大连市局地的二氧化硫和氮氧化物污染对降水酸度产生一定影响,但相比而言,空气中碱性颗粒物的减少．对大连市酸雨频率的升高影响更大;大连市酸雨污染受外来源的远距离输送影响的比例很大。     

西南地区酸雨形成大气化学过程

通过野外观测、实验室实验和数值模拟研究了西南地区酸雨形成大气化学过程.新认识如下:①人为排放引起的酸雨及空气污染,目前尚未明显波及到西藏高原;②在重污染区SO_2污染严重,不管降水云是否酸性或污染,降水总是酸性、受污染的,云下洗脱痕量气体及颗粒物起重要作用,氧化剂是降水酸化的控制剂;③在典型农村地区,降水化学组成依赖于降水云的化学组成,即依赖于云化学,酸化过程中SO_2是控制剂;④该地区主要氧化剂是H_2O_2,高度越高,云水中H_2O_2含量越高;⑤该地区是硫酸型酸雨,硝酸含量有上升趋势,在考虑降水酸度时有机酸贡献不可忽视;⑥降水中很多元素来自颗粒物,颗粒物缓冲参数化并耦合到云下洗脱模型中,大大缩小了观测与数值模拟的降水酸度之差.     

中国酸沉降:来源、影响与控制

总结我国酸沉降观测与模拟、来源与影响以及控制与成效,不仅能为未来我国大气污染治理提供科学依据,也能为国际酸沉降控制提供参考.本文回顾了40年来我国酸沉降研究的发展历程,对有关酸雨时空分布特征、致酸气体排放、土壤和地表水酸化、酸化缓冲机制、临界负荷区划以及酸雨控制对策等研究进展进行综述.我国酸雨污染经历了快速发展、污染缓...     

环境水中总挥发性有机硫化物的检测方法

建立了一种捕集、解析、氧化、紫外荧光检测技术,用于水中痕量总挥发性有机硫化物的检测.自行研制的低温捕集－热解析装置实现水中痕量挥发性有机硫化物的富集,富集的有机硫化物在高温和助燃气作用下,充分氧化为二氧化硫,采用紫外荧光法检测二氧化硫含量,从而间接获得水中总挥发性有机硫化物的浓度值.方法的捕集温度5℃,解析温度150℃,氧化温度1000℃,气提室温度65℃,气提时间20min,精密度5.5%,检测限为6ng/L,加标回收率为91.6%~95.1%.利用该装置对青岛市某池塘水样进行检测分析,检测结果中总挥发性有机硫化物的含量为1503~1911ng/L.