廬山雨水和云霧水的化學(xué)元素特征.pdf

1、雨水和云霧水中痕量元素的研究已經(jīng)成為國際研究的熱點(diǎn)問題，本項(xiàng)目選擇廬山氣象站進(jìn)行雨水和云霧水化學(xué)觀測，論文對廬山雨水和云霧水的酸度及化學(xué)元素的特征進(jìn)行了研究，通過本次觀測可以了解該地區(qū)的大氣污染狀況、雨水和云霧水的化學(xué)特征，以及污染物的來源。由于該地區(qū)獨(dú)特的地形及地理位置，本次觀測對我國南方地區(qū)雨水和云霧水中痕量元素的研究有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本次觀測的時間為2011年8月至9月，期間發(fā)生雨水事件11場，云霧事件15場，共采

2、集雨水樣品11個，云霧水樣品51個。化學(xué)分析包括pH值、化學(xué)元素(常量元素:Na、Mg、K、Ca和痕量元素:Al、V、Cr、Mn、As、Se、Ba、Pb)的濃度特征。
　　 廬山的雨水pH均值為4.2，表明該地的雨水呈現(xiàn)酸性，其中重酸性酸雨出現(xiàn)的頻率達(dá)到73％。研究表明，廬山雨水酸化呈逐年加重的趨勢，但是加重趨勢逐漸減緩。與國外其他站點(diǎn)相比，廬山雨水酸度明顯較強(qiáng)。廬山雨水中濃度最高的元素是Ca元素，其次是Na元素，雨水這兩種元素

3、的濃度相差較小;痕量元素中濃度最高的是Al元素。與國內(nèi)外其他站點(diǎn)的觀測結(jié)果相比，廬山雨水中痕量元素的濃度相對較高。廬山雨水中的元素主要有陸地源、海洋源、交通污染源、冶金行業(yè)污染四種來源。
　　 廬山云霧水的pH均值為3.73，重酸性云霧水樣品比例高達(dá)82％。研究表明，廬山云霧水的酸化逐年加重，加重趨勢逐漸減緩。與國外觀測的云霧水樣品相比，廬山站點(diǎn)云霧水的酸度較高，且變化范圍也更大。Ca元素是云霧水中濃度最高的元素，其次是Na元素

4、;痕量元素中濃度最高的是Al元素。與國內(nèi)外其他站點(diǎn)的觀測結(jié)果相比，廬山云霧中的V、Cr、As、Pb等元素的濃度相對較高。通過相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)廬山云霧水樣品的pH與痕量重金屬元素濃度之間有較好的負(fù)相關(guān)性。通過正交矩陣因子分析，發(fā)現(xiàn)廬山云霧水中37.79％的元素來自海洋源的貢獻(xiàn)，35.07％的元素來自土壤源貢獻(xiàn)，8.45％的元素來自巖石源，5.02％的元素來自化石燃料的燃燒，4.06％的元素來自冶金行業(yè)的貢獻(xiàn)。
　　 本次觀測的廬山

5、云霧水的化學(xué)元素濃度是雨水的6.2倍，不同元素的濃度比值在1.33倍-12.47倍之間。在降雨和云霧同時發(fā)生的情況下，廬山云霧水化學(xué)元素的濃度是雨水的3.1倍，不同元素的濃度比值在1.04倍-75.7倍之間，連續(xù)的降雨對大氣中的顆粒物起到了有效的清除作用，長時間降雨會使云霧水的性質(zhì)越來越接近雨水。通過對云霧事件單獨(dú)發(fā)生和雨霧事件同時發(fā)生兩種情況的對比發(fā)現(xiàn)，承載陸源元素的大氣顆粒物受雨水沖刷作用的影響更為明顯。
　　 后推氣流軌跡

6、分析表明，廬山地區(qū)酸性較強(qiáng)的云霧氣團(tuán)主要來自外地的長距離輸送，受珠江三角洲工業(yè)區(qū)污染影響的云霧水酸度最高，來自我國北部及東北部的云霧氣團(tuán)酸度相對較低。在元素組成方面，長距離輸送的氣團(tuán)中元素的濃度遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)貧鈭F(tuán)。其中來自我國北方、西北方的氣團(tuán)中攜帶的元素濃度最高，但是該類氣團(tuán)發(fā)生頻率較低，持續(xù)時間較短，對廬山地區(qū)影響較小;受珠江三角洲工業(yè)區(qū)來流影響的云霧元素濃度較高，受局地影響的云霧相對清潔;來自海洋方向氣流頻率最高，受其影響的云水酸度較