辽中地区酸性降水化学特征分析

摘要

酸雨是当今世界上重大环境问题之一。被科学家称为“空中的死神”、“看不见的杀手”，给地球的生态系统、生态环境、人类社会的生产和生活都已经带来了严重的破坏和影响。我国酸雨区总体来说呈东北至西南走向，酸雨区主体位于长江以南、青藏高原以东和四川盆地的广大地区。近年来，随着我国经济的发展，我国酸雨区呈扩大趋势，出现了以京津冀及河南、山东部分为主的北方酸雨区，且范围明显扩大，频率大幅增加。国家对于酸雨问题的关注与研究范围也从以南部为主转移到全国范围。近几年，辽中工业群酸雨问题已引起关注，其中辽中酸化速度较快。为此，国家973“中国酸雨沉降机制、输送态势及调控原理”第八课题(2005CB422208)选择辽中作为区域点进行监测。本论文以该课题为依托，对沈阳市辽中县的湿沉降进行强化监测，时间为2007年2月～2008年2月，酸雨监测方法包括手动采样与自动采样，获得了较为科学准确的数据，为控制该地区的酸雨以及我国对酸雨的调控原理研究提供科学依据。 辽中县隶属于沈阳市，位于沈阳市西南部。为了解该地区的离子组成特征及污染物与降水酸性的关系，于2007年2月至2008年2月对辽中湿沉降进行了化学观测。观测期间，共采集有效降雨和降雪30场次。监测项目包括降雨量、pH值、电导率和主要水溶性阴、阳离子(K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、NO3-、SO42-)共12项指标。分析酸沉降的化学特征表明： 辽中代表站湿沉降pH值的变化范围为3.40～7.34，雨量加权均值为4.76，说明辽中区降水整体呈酸性。酸性降水的发生频率高达63.3％，其中pH值低于4.5的强酸性降水占16.7％： 辽中代表站离子总浓度的变化范围为43.66～3924.72 μeq/l，雨量加权均值为606.412μeq/l：其中，SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+的浓度之和占离子总浓度72.9％，是湿沉降的主要离子成分； SO42与NO3-浓度之比的变化范围为1.2～7.2，平均值为3.02，远低于我国平均水平6.4，说明湿沉降污染类型从硫酸型到硫酸-硝酸混合型。[H+]/[(SO42-+NO3-)]的变化范围为0.001～0.78，平均比值为0.13，表明湿沉降中SO42-与NO3-主要以中和态的形式存在。湿沉降的主要中和因子是NH；和Ca2+。 通过辽中站湿沉降离子统计分析表明：辽中湿沉降中的各种离子整体上可划分为两大类：K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、N03-、SO42-为一类，H+为第二类。主要致酸成分SO442-与NO3-的相关系数0.897，说明两者来源有较大的相同，主要来源于工矿企业燃煤燃油所致；SO42-、NO3-与阳离子NH4+、Ca2+、K+之间的相关性都非常显著，其中SO42-与NH4＋之间的相关系数为0.925，与K+之间的相关系数为0.777；NO3-与NH4+之间的相关系数为0.825，与Caz+之间的相关系数为0.717，与K+之间的相关系数为0.744。 回归分析可以看出，SO2、NOX和PM10与pH呈负相关，NH3与pH呈正相关。SO2、NOX作为致酸前体物，排放量增加将使雨水中SO42－和NO3－相应增加，降水pH值相应降低；PM10与降水pH值负相关，说明尽管辽中地区土壤属于碱性土壤，但辽中的大气悬浮颗粒偏酸性，已经一定程度上失去了缓冲酸雨的能力，NH3作为NH4+的来源，起到了缓冲酸性降水的作用。 通过分析可以得出，辽中地区降水酸化明显，酸性降水发生频繁，湿沉降离子总浓度较高，人为活动影响严重，应采取措施积极控制大气中酸性污染物的排放。

目录

文摘

英文文摘

声明

1研究综述

1.1概述

1.2酸雨的成因及影响因素

1.2.1酸雨的成因

1.2.2影响酸雨形成的因素

1.3酸雨的危害

1.4酸雨化学特征分析

1.5我国酸雨污染状况

1.6研究目的和主要内容

1.6.1研究目的

1.6.2研究的主要内容

2实验条件及方法

2.1监测站点状况

2.2监测项目

2.3现场采样的质量保证与质量控制

2.3.1采样地点的设置

2.3.2采样器

2.3.3采样方法

2.3.4监测项目分析方法

2.3.5实验室空白实验

2.3.6样品管理

2.3.7统一数据处理

2.4统计分析方法

2.4.1相关性分析

2.4.2因子分析

2.5.3聚类分析

2.5.4回归分析

3降水化学特征分析讨论

3.1辽中站降水特征分析

3.2辽中站降水PH值分析

3.3辽中站降水电导率分析

3.4辽中站湿沉降的离子特征

3.4.1辽中站湿沉降离子浓度的变化范围

3.4.2辽中站湿沉降离子组成分析

3.4.3辽中站离子组成的年变化

3.4.4辽中站湿沉降离子相关性分析

3.4.5电导率、离子总浓度与湿沉降量三者之间的关系

3.6离子来源的初步分析

3.6.1离子间相关性分析

3.6.2因子分析

3.6.3聚类分析

3.6.4回归分析

4结论与展望

4.1结论

4.2展望

参考文献

作者在学期间发表学术论文目录

致谢