重庆市降雨酸度与空气污染的相关性

本文讨论了重庆市降雨pH的时间和空间的变化,将降雨pH值与SO_4~(2-),城市空气SO_2浓度以及气象参数进行了相关分析,得出一些有意义的结果,通过雨水样品的测定,指出重庆降雨pH均值和最低值巳接近或低于欧洲和北美某些酸雨区的测值。     

西南地区降雨对大气中元素的清洗作用

探讨了西南地区城市、郊区和偏远地区降雨对大气中某些元素及SO_4~(2-),NO_3~-,HNO_3等的清洗作用,估算了不同地区元素的清洗削减率。结果表明,降雨时HNO_3和NO_3~-的清洗作用比SO_4~(2-)大,雨水中的S约有83％以SO_4~(2-)状态存在。     

雨水中SO_2的液相氧化试验

本试验对贵州省主要地市降水样品的SO_2液相氧化类型、影响因素、以及时空变化时行了研究,并对雨水刚降落到地面时的自然氧化(由于雨水对大气SO_2的洗脱,降到地面时含有大量溶解态SO_2)情况进行了现场测定。试验结果表明,降雨中SO_2的液相氧化主要受到重金属(Mn~(2+))的催化影响,这种影响与雨水的pH和Eh有关;雨水中SO_2浓度较高时(>50μmol),反应速度为常数,Mn~(2+)、pH和Eh有良好的相关性;表观活化能为88.5kJ·mol~(-1),和美国、英国等地的测定值相近。     

珠江三角洲城市雨水的化学组成及其成因探讨

于2005—2007年间,基于降水过程监测分析了广州市和珠海市雨水的化学组成。结果表明,广州市雨水的pH值变化于3.32~7.03之间,平均值为4.35,众数约为4.15。珠海市雨水的pH值变化于3.38~6.49之间,平均值为4.51。雨水pH值随降水强度的减弱而降低,这决定于大气中水汽与酸性气体的接触时间。珠江三角洲城市雨水中所含主要离子依次是SO42-、NO3-、NH4＋、Ca2＋、Cl-。雨水的酸化与降水过程密切相关。降雨初期雨水比中后期雨水的pH值高,揭示降雨初期大气中的粉尘颗粒有效中和雨水的酸度。多天连续降水天气对大气尘埃的清洗作用明显,但是持续的SO2和NOx排放更容易使雨水酸化。滨海城市降水初期雨水的电导率上升较快（可以从小于1μS.cm-1上升到20~30μS.cm-1）,随着降水时间的延长雨水的电导率以较慢的速率上升。     

农田生态系统大气氮、硫湿沉降通量的观测研究

2007年10月至2008年9月,借助自动降雨收集器(APS-2A)及自动气象观测站(VSALA-M52),在中国科学院红壤生态实验站(江西鹰潭)农田区内定位采集雨水样本,探讨了大气氮、硫湿沉降特征,估算了大气氮、硫的湿沉降向农田生态系统的输入通量.结果表明,雨水中氮、硫素的月质量浓度变异较大,全氮(T-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和硫(SO_4~(2-)-S)的月质量浓度,即ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~-N)和ρ(SO_4~(2-)S)分别为1.09～7.84、0.64~6.25、0.34～1.83和0.95～7.64mg·L~(-1),均与降水呈负相关,其中ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性达到比较显著水平(n=11,p<0.10).湿沉降月通量F(T-N)、F(NI_4~+N)、F(NO_3~--N)和F(SO_4~(2-)-S)分别为1.0～7.84、0.64～6.25、0.17～1.54和1.22～9.15 kg·hm~(-2),均与降水呈正相关,其中F(T-N)、F(NH_4~+-N)和F(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性均达到显著水平(n=11,p<0.05).季节上,雨水氮、硫浓度及湿沉降氮、硫通量均呈冬春>夏秋的特性.湿沉降向农田生态系统输入N 35.94 kg·hm~(-2)·a~(-1)和S45.93 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中NH4~+-N的年沉降通量为22.92 kg·hm~(-2),占湿沉降氮总量的63.75%.     

喀斯特小流域石灰土硫形态和硫酸盐还原菌分布特征

用土壤硫形态连续提取和微生物学方法分析了石灰土中总硫、SO_4~(2-)、总还原态硫(TRIS)、有机硫含量以及硫酸盐还原菌(SRB)类群和数量,目的是阐明西南酸沉降地区土壤中硫化物积累和SRB的分布特征。有机硫是主要的硫形态,SO_4~(2-)是主要的无机硫形态。石灰土中检出脱硫叶菌属和脱硫弧菌属-脱硫微菌属类群。石灰土剖面中SRB数量与TRIS含量增大的深度对应SO_4~(2-)-S含量降低的深度,指示石灰土中存在SO_4~(2-)异化还原反应。石灰土较高pH值和较低的黏粒含量不利于SO_4~(2-)吸附,生物滞留后剩余SO_4~(2-)主要通过淋溶迁移出石灰土剖面。有机硫是石灰土中大气酸沉降输入SO_4~(2-)的主要硫滞留方式,在硫沉降输入通量显著降低后,石灰土中有机硫矿化在较长时期内可能导致大量SO_4~(2-)输入流域水体,与SO_4~(2-)淋溶输出有关的流域土壤和水体物理化学组成变化应予以关注。     

贵州省梵净山的酸雾

通过对贵州省梵净山雾水,雨水的酸度和化学组分的研究,发现雾水的pH值在4.24—5.56之间(均值4.54),比雨水酸度(pH均值为5.69)高十倍以上。此外,雾水中的Ca~(2+)和NH_4~+含量也高于雨水。实验结果还表明:梵净山雾水与贵州中部重酸雨区降水一样,关键离子组份是H~+、SO_4~(2-)、Ca~(2+)和NH_4~+.因此,梦净山的酸雾可能与贵州中部、四川东部等地排放的大气污染物向该地区的中、远距离的传输有关。     

宁夏燃煤电厂周围降水降尘中硫氮沉降特征研究

燃煤电厂是SO_2和NOx的主要排放源之一。本世纪初以来,随着煤炭等行业的快速发展,中国西北地区大气酸沉降速率加快。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为监测点,初步探讨了2019年1—6月电厂周围降水降尘S、N组成特征。结果表明:研究区SO_4~(2-)月沉降量、NO_3~-月沉降量、NH_4~+月沉降量、无机N月沉降量、SO_4~(2-)/NO_3~-和NO_3~-/NH_4~+均存在较大变异,其平均值分别为(2.51±0.07)、(1.17±0.05)、(0.23±0.01)、(1.40±0.05) kg·hm~(-2)·month-1、(3.82±0.26)和(5.34±0.21);马莲台电厂和灵武电厂具有较高的SO_4~(2-)月平均沉降量、NH_4~+月平均沉降量和SO_4~(2-)/NO_3~-,鸳鸯湖电厂具有较高的NO_3~-月平均沉降量、无机N月平均沉降量和NO_3~-/NH_4~+;除SO_4~(2-)/NO_3~-外,5月各指标的测定值较高,2月各指标的测定值较低;除SO_4~(2-)月平均沉降量外,各指标在取样距离间差异较小。以上结果意味着,SO_4~(2-)是研究区降水降尘中主要的酸沉降形式、NO_3~-是其主要的N沉降形式,体现了以燃煤电厂为主导的工业源排放特点;研究区SO_4~(2-)沉降量与全国水平相当,但低于区域S沉降临界负荷。N沉降量高于中国西北地区平均值,且超过了区域可接受的沉降量;鉴于本研究收集的大气沉降为湿沉降加部分干沉降,故可能低估了研究区S、N总沉降量。考虑到酸沉降的时间累积性,宁夏燃煤电厂S、N限排工作依然十分必要。     

溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO4^2—的影响

本文研究了溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO_4~(2-)的影响。实验结果表明,溶液pH降低,红壤吸附SO_4~(2-)的量增加;溶液中金属离子种类不同,红壤吸附SO_4~(2-)的量差异很大。其次序为Al~(3+)>Zn~(2+)>Na~+。实验结果也表明,当溶液中有Al~(3+)Zn~(2+)离子存在时吸附的SO_4~(2-)较有Na~+离子存在时吸附SO_4~(2-)难被水解吸下来。     

Al-Ferron逐时络合比色法研究PACS中铝的水解聚合形态

制备了碱化度(B)及不同Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比的系列PACS,用Al-Ferron逐时络合比色法研究了铝的形态分布,考察了碱化度(B)、Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比、稀释作用及pH值对铝的形态分布的影响.实验结果表明,Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比及溶液的pH值对铝的形态分布有较大的影响,稀释作用对铝的形态分布影响较小.Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比愈小,pH值愈高,铝的水解聚合大分子及胶体粒子所占的比例就愈大.     

气团来源对沿海城市PM_(2.5)中二次水溶性无机离子形成特征的影响研究

大气细颗粒物(PM_(2.5))与雾霾天气密切相关,PM_(2.5)吸附的有毒有害物质,可能给人体健康带来危害。二次水溶性无机离子(SNA,包括SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)是PM_(2.5)的重要组分,研究PM_(2.5)中SNA污染特征及形成和演化的影响因素,对认识雾霾污染的生消机制,提升人们的生活质量具有重要意义。利用在线气体及气溶胶成分监测系统(MARGA)观测了宁波市滨海地区春季、夏季和秋季大气PM_(2.5)中的SNA和气态污染物的变化趋势,并利用后向轨迹分析研究了不同气团影响下污染物的日变化规律。结果表明,观测期间,SNA在PM_(2.5)中的平均占比约为70.7%,NO_3~-是导致PM_(2.5)污染加重的主导离子。NO_3~-和SO_4~(2-)受气团传输影响较大,来自陆地气团的质量浓度普遍高于海洋气团,来自西北内陆方向的污染物输送是导致宁波空气质量下降的主要原因。宁波大气中的硫氧化率(SOR)较高,SO_4~(2-)主要由SO_2发生二次氧化反应生成;SO_4~(2-)的形成与相对湿度(RH)密切相关,SOR随着RH的增加而显著增大,当RH85%时,大气中的硫氧化物绝大部分以SO_4~(2-)形式存在,SOR接近1;而温度变化对SOR无明显影响;来自西南与东部受海洋显著影响的气团SOR高于来自陆地气团的相应值。夏季RH普遍较高,西南方向气团影响下高浓度的气态污染物(NO_2、O_3、NH_3)可明显促进SO_4~(2-)的生成,一定程度上控制人为气态污染物的排放能有效减少SO_4~(2-)生成。与SOR比较而言,氮氧化率(NOR)和NO_3~-与温度、RH、气态污染物浓度等环境因素的关系比较复杂,暗示多种反应机理共同作用影响氮氧化物的转化。     

长沙市降雨酸度研究

本文报告了长沙市一九八二年六月至十月降雨酸度概况及其pH与SO_4~(2-)、NO_3~-、NO_2~-、雨量等方面的变化规律。     

热活化过硫酸盐降解水体中毒死蜱

本文研究了热活化过硫酸盐降解水体中有机磷农药毒死蜱.考察了温度、过硫酸盐浓度、初始pH值、常见阴离子(CO_3~(2-)、HCO_3~-、Cl-和SO_4~(2-))对毒死蜱降解影响.结果表明,毒死蜱的降解符合准一级动力学,反应速率随过硫酸盐浓度的增加而增大,温度对毒死蜱降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型,pH值的改变对毒死蜱的降解没有显著影响.天然水体4种常见阴离子中,SO_4~(2-)对降解速率无显著影响,Cl~-对毒死蜱降解有促进作用,CO_3~(2-)和HCO_3~-抑制毒死蜱降解,且抑制程度为CO_3~(2-)HCO_3~-.通过自由基淬灭实验验证了体系中·OH和SO_4~-·自由基的存在,且毒死蜱降解过程中·OH起主要作用.     

北京大气悬浮颗粒物中硫的化学状态

用X射线光电子能谱技术测定了北京大气悬浮颗粒物中硫的化学状态,在北京几个典型地区采集的样品中,鉴别出六种不同化学状态的硫化合物,它们是SO_3、SO_4~(2-)、SO_2、SO_3~(2-)、S(?)和S~(2-),大多数情况下主要的硫污染物是SO_4~(2-),但是,也有不少数量的其它化学状态的硫化合物,讨论了季节变化和地区差异。     

桂林市大气降水的化学组成特征及来源分析

为揭示桂林市大气降水的组成成分变化特征和来源,于2015年1—12月期间采集了桂林市大气降水样品,分析其中pH、电导率、主要阴阳离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-、F~-、Cl~-)及重金属元素(As、Cr、Hg、Zn、Cu、Pb)浓度的季节变化特征及湿沉降通量.研究结果显示,桂林市大气降水pH值分布范围介于4.13—7.37之间,其中pH值小于酸雨临界值5.6的占48.0%,表明桂林市降雨存在一定的酸化现象.电导率(EC)变化介于4.53—128.10μS·cm~(-1)之间,雨量加权平均值为16.44μS·cm~(-1).阴离子以SO24-和NO3-为主,雨量加权平均含量分别为94.50μeq·L~(-1)、30.48μeq·L~(-1),占阴离子总量的65.28%和21.06%,其次为Cl-,阳离子以Ca2+为主,雨量加权平均含量为97.67μeq·L~(-1),占阳离子总量的58.76%,其次为NH_4~+,占阳离子总量的/NO_3~-平均值为2.45,大气降水属于硫酸-硝酸混合型,具有逐步向硝酸型转变的趋势.阴阳离子三角图和pearson相关性分析表明,Ca~(2+)和Mg~(2+)主要来自地壳源和人为源,Ca~(2+)对致酸阴离子NO_3~-、SO_4~(2-)的中和作用大于NH_4~+,桂林降水中可能存在以CaSO_4和Ca(NO_3)_2为主的化学物质,Na+主要来源于海洋输送,K~+则来源于人类活动.溶解态重金属元素的平均浓度为127.4μg·L~(-1)(0.349—443.8μg·L~(-1)),重金属湿沉降通量平均值为12.193 mg·(m~2·a)~(-1),其中Zn、Cu的年沉降通量较高,分别占总沉降通量的59.72%和28.80%.     

太原市气溶胶中硫、氮转化特征

基于太原市2013年5、6、12月和2014年1月大气中SO_2、NO_2及PM_(2.5)中水溶性离子SO_4~(2-)、NO_3~-浓度,分析了大气中硫和氮的转化率(Fs、Fn),并探讨了其影响因素.结果表明,大气中SO_2、NO_2的浓度夏季(5、6月)分别为89.98、64.73μg·m-3,由于燃煤供热冬季(12、1月)SO_2显著升高,SO_2和NO_2分别为119.09、63.92μg·m-3.PM_(2.5)中水溶性离子SO_4~(2-)、NO_3~-夏季分别为16.54、6.87μg·m-3,冬季显著降低,分别为12.79、5.53μg·m-3.参照硫和氮气固两相转化模型,Fs夏季(0.13)高于冬季(0.07),Fn变化较小,夏、冬季分别为0.08、0.06,与南方城市相比,Fs较高,Fn较低.硫、氮转化受多种因素共同影响,且不同季节主导因素不同.温度和O_3浓度对整个采样期间的硫转化起主要作用,冬季SO_4~(2-)与PM_(2.5)和湿度呈现一定的相关关系,显示SO_4~(2-)主要来源于均相气相反应,冬季部分源于非均相反应.夏季相对湿度和O_3浓度可明显促进氮转化,而冬季NO_3~-生成还与PM_(2.5)和温度有关,说明夏季氮转化以均相液相反应为主,而冬季NO_3~-主要源于非均相反应.此外,NH+4与SO_4~(2-)、NO_3~-的线性分析表明,大气氨有助于气相中的硫、氮向颗粒相转移并转化.     

新疆独山子石化区域PM_(2.5)中水溶性无机离子的形成机制

2015年9月至2016年7月在新疆独山子区采集大气PM_(2.5)样品,对所含的水溶性无机离子和大气气态污染物的季节性变化进行了分析.其结果表明,PM_(2.5)、SO_2、NO_2和O_3的年均浓度分别为70.04、19.36、4.50、83.06μg·m~(-3); PM_(2.5)、SO_2、NO_2的浓度均出现冬季最高,夏季最低的趋势,而O_3浓度在春、夏季节偏高,冬季偏低;总水溶性无机离子的季节变化特征为冬季(68.99μg·m~(-3))秋季(14.23μg·m~(-3))春季(10.31μg·m~(-3))夏季(5.06μg·m~(-3)),其中SO_2~(-4)、NO_3~-、NH_4~+为水溶性无机离子的主要组成部分,占到水溶性总离子质量浓度的70%以上.对硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的估算表明,全年SOR的值均大于0.1,表明SO_2~(-4)主要来自大气二次转化.夏季NOR值远低于其它季节. SO_2~(-4)浓度和SOR在冬季出现较高值,可能是由于冬季取暖导致SO_2排放量增加,同时较高的相对湿度又促进了SO_2的非均相转化.受相对湿度的影响,NO_3~-在冬季主要以非均相反应的方式生成,在春、夏、秋的3个季节主要以均相反应的方式生成;当PM_(2.5)的质量浓度大于75μg·m~(-3)时,NO_3~-/SO_2~(-4)、NOR/SOR和NOR值均显著增加,表明独山子区的硝酸盐污染较为严重.     

弄拉岩溶区次生林的生态水文效应

于2006年5月至7月对广西弄拉兰电堂泉水源林区各类水样的物理化学特征进行了研究。通过收集弄拉兰电堂泉集水区次生乔木林中的大气降雨、穿透雨、树干径流雨和表层岩溶泉水,对其中的化学成分含量和pH值进行了分析测定。结果表明:大气降雨经过森林层后,化学成分的总含量增加了;各种养分元素表现出不同的变化,Cl-和Na 减少,其余各离子以及TC、TIC和TOC都表现出增加,对应于每场降雨后的泉水中各成分的变化不是很显著;穿透雨和树干径流雨的pH值表现为下降,泉水的pH值变化幅度较小。经过次生林后的雨水可促进岩溶作用和表层岩溶带的生物地球化学循环,增加土壤中某些碱性元素的有效态。     

济南冬季大气重污染过程颗粒物组分变化特征

为研究济南市冬季大气重污染过程的颗粒物化学组分特征,于2017年11月15日—12月30日在市监测站及跑马岭清洁对照点同步采集PM_(10)和PM_(2.5),并对其质量浓度、水溶性离子及碳组分进行分析,结果表明重污染过程中PM_(2.5)/PM_(10)质量浓度比均超过0.6.NO_3~-(硝酸盐)、SO_4~(2-)(硫酸盐)、NH_4~+(铵盐)、OC(有机碳)浓度及百分占比与颗粒物浓度同步增加,其中NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、OC的浓度增加倍数远大于PM_(2.5)的浓度增加,重污染日市监测站NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、OC质量浓度分别是非污染日的5.1倍、8.8倍、8.3倍、7.0倍,跑马岭重污染日NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、OC质量浓度分别是非污染日的3.0倍、3.9倍、3.7倍、4.6倍;且SO_4~(2-)和NH_4~+质量百分占比涨幅比NO_3~-的大,说明重污染天气下SO_4~(2-)和NH_4~+对PM_(2.5)浓度增加的贡献更大.通过经验公式计算得出市监测站和跑马岭SOC质量浓度分别占OC的82.4%和92.3%,说明重污染期间SOC是OC主要组成部分.二次无机离子和二次有机碳是导致重污染的主因,表明在冬季重污染过程中,大气化学反应非常重要,这可能与空气静稳和湿度较大的气象条件、前体物的大量积累、液相非均相化学过程的加强紧密相关.重污染天气下需要重视NO_2对SO_2液相催化氧化作用,严格控制NO_2的排放.     

水体中常见无机阴离子对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl~-,SO_4~(2-),HCO_3~-,NO_3~-以及HPO_4~(2-)/H_2P_4~-),分别考察了其对TiO_2薄膜光催化还原模拟Cr(Ⅵ)废水的影响.从上述离子的光吸收,对·OH的捕获作用以及与Cr(Ⅵ)的竞争吸附三个方面讨论了上述离子影响TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)速率的原因.结果表明,体系酸性越强,越有利于Cr(Ⅵ)的还原;在pH值约为6时,HCO_3~-,Cl~-和SO_4~(2-)对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)具有促进作用,NO_3~-具有抑制作用,H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在低浓度时具有促进作用,而在高浓度时具有抑制作用.造成上述结果的主要原因是Cl~-,SO_4~(2-)和HCO_3~-具有较强的·OH捕获作用和在TiO_2表面较低的吸附能力;H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在TiO_2表面具有较强的吸附能力;NO_3~-对紫外光吸收作用降低了TiO_2表面的紫外光强度以及自身光化学反应产生了·OH.