西安地区大气降水化学组成特征与物源分析

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1、万方数据2008年第36卷第4期V01．36，No．4．2008地球与环境EARTHANDENVIR()NMENT289文章编号：1672—9250(2008)04—0289-09西安地区大气降水化学组成特征与物源分析白莉1’2，王中良¨(1．中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵州贵阳550002；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：于2007年1月至2008年1月间，系统采集西安市区及成阳郊区大气降水样品70个，对其主成分进行了分析，以期获得大气降水组成特征及其物质来源信息。

2、研究结果显示，Ca2一是最主要的阳离子，分别占西安和成阳降水中阳离子总量的77．4％和79．6％．其次是Na+。S(埒一是最主要的阴离子，分别占西安和威阳降水中阴离子总量的83．2％和81．4％，N07次之。两地降水中各组分含量年内变化趋势具同步性，均显示冬季远高于夏季的特征，且西安降水中各组分含量均高于成阳。说明两地降水化学纽成具同源性，成阳大气污染物主要来自西安大气污染物的扩散。海相贡献比例计算结果显示，两地降水中S()：一和Ca”海相输入比例很小，S()：一主要来自工业生产释放的SO：，而雨水中高浓度

3、的Ca2+和Mg”则是由于酸性物质对大气颗粒物的强化溶解造成。西安和成阳雨水S()j一／N()f值分别为12．89和11．1l。属于燃煤型大气污染。关键词：化学组成；来源；降水；主离子；西安中图分类号：P592文献标识码：A大气降水的化学组成受自然过程和人类活动的共同影响，是进入水滴的气态物质和颗粒物质共同作用的结果[1]。各组分含量的测定成为探讨物源的有效途径，所以大气降水的化学组成能够反映大气环境特征及其污染状况[2]。不同区域的雨水各组分含量不同，反映了区域的工业释放特征、土壤酸碱性特征等的差异[3“

4、]。降水酸度受控于酸、碱性离子的相对贡献，酸性离子主要为SO：一、NO；、HCOI和Cl一等，碱性离子主要为NH}、Ca2+、M92+、K+和Na+等。西安市是我国西北地区人口集中、经济相对发达的重要城市之一，处于我国酸雨区西北边缘，是东亚酸沉降监测网的中国四城市之一。本研究对西安地区的降水进行了为期一年的连续采样，旨在分析西安及其附近地区的大气降水化学组成，揭示降水化学组分的来源和污染物质的传播过程，了解收稿日期：2008—07—04；修回日期：2008-10-12基金项目：中国科学院创新团队国际合作伙伴

5、计划项目(刘丛强)；中国科学院。西部之光”联合学者项目(王中良)第一作者简介：白莉(1983一)，女，博士研究生，环境地球化学专业。E—mail：；carolynbl@163．corn*通讯作者：王中良，研究员，环境地球化学专业。E-maH：zlwang@mails．gyig．ac．cn区内大气污染的特征和范围，也为陕西关中地区地表及地下水研究提供大气输入基本值。1样品采集与分析研究区西安及作为对比点的咸阳郊区永寿县位于关中盆地中部山前冲积平原，市区平均海拔高度约400m。区域生态环境脆弱，春季易发生沙尘暴

6、，往往影响到西安市。研究区属于温带大陆性季风半湿润气候，四季分明，全年降水稀少、分布不均，主要集中在7、8两个月，多年降水量平均在600"-800mm[5

7、。冬季来自西伯利亚和蒙古西北方向的水汽输送成为该区降水主要来源。夏季受西太平洋副热带高压影响，炎热多雨且有伏旱[6]。前人研究显示，西安市大气降水pH本底值约为6．7～7．8c”，呈中性到弱碱性，这与西北地区土壤多呈弱碱性有关。采样地点设于西安市区二环附近的西北大学图书馆楼顶，可代表商业区特征。背景点设在距西安西北约90km的咸阳市郊区的永寿县(图1)。

8、于2007年1月至2008年1月，共采集降水样品(包括降雪)70个。雨水采集使用带盖的聚乙烯塑料箱，将其置于避开局地污染源的开阔楼顶，并高出地面1m。每次降雨开始约10min后，打开盖子开始采万方数据290地球与环境2008圭E样。采样器在使用前用10％盐酸溶液浸泡24h，再用去离子水冲洗多次至中性，采集的样品在4℃条件下密封保存。图1采样站点位置示意图Fig．1．Sketchmapshowingthesamplelocalities．过滤采用孔径为0．45肚m的醋酸纤维滤膜。用于测定阳离子的样品用超纯HN

9、0。酸化到pH<2．用ICP—OES(电感耦合等离子发射光谱仪)测定K+、Na+、Ca2+、M92十等。用ICS一90型离子色谱测定so{一、NOf、C1一、F一、PO：一等阴离子。利用稀盐酸滴定法滴定雨水碳酸氢根浓度。但由于西安雨水中碳酸氢根离子浓度过低而影响了方法的可靠性，所以没有给出雨水碳酸氢根离子浓度。2结果西安、咸阳雨水主离子浓度分析结果分别见表1和表2。虽然有部分雨次出现pH值小于5．6，甚至小于5，