上海市大氣降水化學(xué)組成特征及物源解析.pdf

1、上海市作為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易和航運(yùn)中心，隨著城市化進(jìn)程的加快、人口規(guī)模的擴(kuò)大以及汽車保有量的持續(xù)增加，酸雨污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，為避免酸雨污染問(wèn)題給城市生態(tài)、人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)更大的危害，有關(guān)上海市大氣降水中有毒有害物質(zhì)含量變化的監(jiān)測(cè)以及來(lái)源解析的研究工作亟待加強(qiáng)和深入?；诖?，本文從監(jiān)測(cè)上海市大氣降水化學(xué)成分含量的季節(jié)變化入手，研究上海市大氣降水酸化污染的成因及現(xiàn)狀，重金屬污染特征，可溶性有機(jī)碳和總氮含量及濕沉降的季節(jié)變化特征，以及降

2、水中7Be和210Pb含量和濕沉降通量的季節(jié)變化特征，同時(shí)利用相關(guān)性分析、主成分分析、海鹽示蹤法、氣團(tuán)后向軌跡模型以及天然放射性核素7Be和210Pb等方法來(lái)示蹤上海市大氣降水中主要陰、陽(yáng)離子的來(lái)源。
　　 通過(guò)以上研究，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　 1.上海市大氣降水的pH值具有明顯的季節(jié)變化特征，冬、春季節(jié)低，夏、秋季節(jié)高，整體pH值偏低，全年pH平均值僅為4.35，低于酸雨發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn)(pH<5.6)，酸雨污染問(wèn)題日趨嚴(yán)

3、重。
　　 2.雨水中可溶性離子濃度的大小順序?yàn)镾O42->NH4+>Ca2+>NO3->Cl->Na+>Mg2+>K+>F；SO42-、NO3-、Cl-離子年均濃度分別為109.46、44.76和36.23μeq/L，NH4+、Ca2+和Na+離子濃度分別為90.02、87.84和25.71μeq/L；2009年～2010年上海市年均降水中SO42-/NO3-的當(dāng)量比值為2.45，這說(shuō)明上海市的酸雨為硫酸和硝酸復(fù)合型；1999

4、～2009年上海市降水中SO42-/NO3-當(dāng)量比一直保持下降的趨勢(shì)，其比值已經(jīng)從1999年的6.44下降到2009年的2.45，這說(shuō)明近年來(lái)上海市大氣NOx污染相對(duì)于SO2污染越來(lái)越嚴(yán)重；1999～2009年上海市降水中(Ca2++NH4+)/(SO42-+NO3-)當(dāng)量比值呈現(xiàn)出了先上升后下降的變化趨勢(shì)，這說(shuō)明最近幾年上海市大氣降水酸性污染加劇與城市空氣中堿性顆粒物的減少有一定的關(guān)系。
　　 3.上海市大氣降水重金屬元素中A

5、l、Zn、Fe、Mn、Pb和Cu的濃度較高，體積加權(quán)平均值(VWM)分別為69.75、58.16、38.38、11.57、11.10和4.28μg·L-1，上海市大氣降水中Pb和Zn的含量超過(guò)了地表Ⅰ類水對(duì)重金屬含量的限制標(biāo)準(zhǔn)，其他重金屬元素均未超標(biāo)，上海市大氣降水中Pb和Zn污染比較嚴(yán)重。
　　 4.上海市大氣降雨樣品中可溶性有機(jī)碳(DOC)的含量范圍為1.36～12.52mg/L，年平均含量為2.80 mg/L，可溶性總氮的

6、年均含量為3.31 mg/L，硝態(tài)氮的年均含量為0.56 mg/L，銨態(tài)氮的年均含量為1.07 mg/L，有機(jī)氮的年均含量為1.68mg/L，上海市大氣降水總氮的年均含量為3.31 mg/L，明顯高于地表V類水中對(duì)總氮含量規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這說(shuō)明上海市大氣降水中總氮含量嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)上海市飲用水源地的地表水污染作用較大。
　　 5.上海市大氣降水中7Be濃度的變化范圍為0.47～5.99 Bq/L，年體積加權(quán)平均濃度為1.46 Bq

7、/L；210Pb濃度的變化范圍為0.06～0.90Bq/L，年體積加權(quán)平均濃度為0.26 Bq/L；上海市大氣降水中7Be和210Pb的濃度具有相同的季節(jié)變化特征：冬季和春季的濃度高，夏季的濃度最低，秋季的濃度介于中間；大氣降水中7Be年濕沉降通量為1834.24 Bq·m-2·yr-1；大氣降水中210Pb年濕沉降通量為295.98Bq·m-2·yr-1；上海市大氣降水中7Be和210Pb濕沉降通量分別占大氣總沉降通量的89％和62％

8、，而干沉降僅占總沉降通量的11％和38％，7Be主要是通過(guò)濕沉降向地表沉降的，210Pb既通過(guò)濕沉降向地表沉降，又通過(guò)干沉降向地表沉降，濕沉降的貢獻(xiàn)大于干沉降；上海市大氣降水中7Be和210Pb濃度的比值7Be/210Pb變化范圍為2.61～25.77，年平均值為6.72，春季降水中7Be/210Pb的平均比值明顯高于另外3個(gè)季節(jié)，由此可以推斷上海市也存在著在春季高層大氣向近地表輸送富含7Be氣團(tuán)的“春季泄漏”現(xiàn)象。
　　 6.

9、上海市大氣降水中的Mn、Zn、Sr、Cu、Cd、Ni可能主要來(lái)源于土壤塵；Fe、Al和Pb可能主要來(lái)自于工業(yè)活動(dòng)的直接排放或者燃煤排放；SO42-、NP3-、Ca2+主要為人為源貢獻(xiàn)，Mg2+、K+主要為地殼源貢獻(xiàn)，Na+、Cl-主要為海洋源貢獻(xiàn)；西北方向氣團(tuán)來(lái)源的降水中NO3-、SO42-、NH4+的平均濃度最大，來(lái)源于海洋方向的降水氣團(tuán)帶來(lái)的降水中各種離子濃度明顯整體低于大陸來(lái)源的降水氣團(tuán)帶來(lái)的降水中離子的濃度，這說(shuō)明上海市大氣降水

10、中的化學(xué)成分不僅受到局地污染源的影響，還受到其西北方向和西南方向大陸上空遠(yuǎn)距離污染物傳輸?shù)挠绊憽?br>　　 7.7Be與NO3-、SO42-和NH4+的相關(guān)性比較好，210Pb與SO42-和NH4+的相關(guān)性比較好，由于7Be和210Pb濃度在冬春季節(jié)的濃度最高，這說(shuō)明遠(yuǎn)距離陸地來(lái)源大氣污染物的傳輸是造成上海市大氣降水酸性污染的重要原因之一；7Be和210Pb與SO42-的相關(guān)性系數(shù)分別明顯大于7Be和210Pb與NO3-的相關(guān)性系數(shù)