2018年江西省大气降水离子特征分析

为了解江西省大气降水化学特征,对2018年江西省11个设区市109个大气降水水质监测点开展监测,对大气降水的电导率、pH值、氟化物等12项检测参数进行分析。主要结论如下:(1)全省全年监测pH范围为4.3~9.0。出现偏酸性降水的地区为赣州大部分地区,九江局部地区、景德镇局部地区和萍乡局部地区;出现偏碱性降雨的地区为吉安、萍乡、新余、宜春,以及九江局部地区、赣州局部地区、抚州局部地区、景德镇局部地区。(2)对全省降水离子浓度的分析表明,南昌、上饶和鹰潭地区SO4^2-/NO3^-的比值大于3,属于燃煤型或者硫酸型污染类型;九江、吉安、景德镇、赣州、萍乡、新余和宜春SO4^2-/NO3^-的比值范围为0.5~3,属于硫酸、硝酸的混合型污染类型;抚州SO4^2-/NO3^-的比值小于0.5,属于机动车型或硝酸型污染类型。(3)从降水离子浓度分析表明,SO4^2-和NO3^-为降水中最主要的两种水溶性阴离子,Ca^2+、NH4^+和K^+为降水中最主要的三种水溶性阳离子。(4)根据全省全年大气降水测定均值和地表水水质进行比对分析,对地表水水质有一定影响的水溶性离子主要为F^-和NO3^-。     

峨眉山地区大气漂尘化学组成研究

为了揭示峨眉山大气漂尘的化学特征，研究小组分别在1998，1999，2000年使用小型大气采样器进行采样，并测得样品中含有水溶性化学成分（Na^ ,K^ ,Mg^2 ,Ca^2 ,SO4^2-,NO3^-,NH4^ 和Cl^-)和酸溶性化学成分（Pb和Zn)。这一地区三年的大气成分与1990年的相似，而且峨眉山的Na^ ,Cl^-,SO4^2-,NO3^-,Ca^2 ,NH4^ ，Pb和Zn浓度分别比日本山形县鹤岗的要高出4－15，3－19，3－5，3－6，13－23，4－7，11－28和10－23倍之多。     

贵阳市大气总悬浮颗粒物（TSP）中水溶性无机离子的化学特性及季节变化特征

2005年1月到12月,在贵阳市区采集TSP样品,分析了其主要水溶性无机离子的化学性质及其季节变化规律。结果显示,TSP浓度年均值为106.60μg／m^3;各离子摩尔浓度的大小顺序为：SO4^2-＞NH4^＋＞Ca^2＋＞NO3^-＞K^＋＞Na^＋＞C^-＞Mg^2＋＞F^-。TSP及其组分存在明显的季节变化,TSP、Cl^-、SO4^2-、NO3^-、NH4^＋、K^＋、Na^＋、Ca^＋和Mg^2＋浓度的冬／夏比值分别为1.29、5.23、1.35、2.37、1.73、1.22、1.84、1.23和1.02。影响TSP、Ca^2＋、Mg^2＋和F^＋的气象参数主要是相对湿度和风速,影响SO4^2-、NO3^-、NH4^＋,和Cl^-的是温度。TSP大多呈微酸性,可能是高含量的SO4^2-所致。NH4^＋与SO4^2-的相关性最好（R为0.85）,NH^＋与SO4^2-的摩尔比值为0.8,说明NH4^＋主要以（NH4）2SO4的形式存在。     

离子色谱法检测土壤样品水溶态中的七种阴离子

采用离子色谱法测定土壤样品水溶态中的F^-、Cl^-、NO2^-、SO4^2-、Br^-、NO3^-、PO4^3-。通过优化提取条件,得出最优条件下7种阴离子的加标回收率为94.4%～102.5%,精密度为3.1%～4.6%。对实际样品进行测试,结果表明,该方法适用于土壤样品水溶态中7种阴离子的定性、定量分析。     

水环境硝酸盐氮污染研究新方法——15N和18O相关法

最近40年，硝酸盐已成为一个共同的地下水污染物。使用CaO定量地除云CO2和H2O的新的焊封管燃烧法分析了NO3^-中的氮同位素比值。应用AgNO3 C的新的焊封管燃烧法进行了NO3^-中氧同位素分析。安阳和林县饮用水中广泛的NO3^-N污染大大超过饮用标准是一个主要问题。食管癌的死亡率与饮用水中NO3^-、NO2^-、NH4^ 和亚硝胺过剩的含量成正比。δ（^15N)和δ（^18O)研究资料指出，在这个地区饮用水中的NO3^-主要来自农家肥和化肥。地下水NO3^-的δ(^18O)明确地指出，在这个地区不存在有意义的反硝化作用发生。相反，由NH4^ 到NO3^-的需氧硝化作用可导致NO3^-中的氧1／3来自空气，2／3来自水。     

污染河水对地下水化学环境的影响

地表浅部岩土层对水中有机物、悬浮物、胶体等杂质的过滤截留作用是显著的，具有随岩土颗粒由粗到细，对杂质的去除率逐渐增强的特点。污水补给地下水后，地下水化学环境在距河流一段距离先呈厌氧环境，其NH4^ 稳定，SO4^2-减少，HCO3^-升高，随后逐渐向喜氧环境转化，导致NH4^ 降低，NO3^-和NO2^- 增加，HCO3^－减少，SO4^2-骤然增多，即出现强烈的硫化及硝化作用。厌氧环境沿河道在补给地下水方向呈条带状分布，其宽度受水力坡度、岩土颗粒大小、污水浓度及补给时间等因素影响。     

黔中茶店桥地下河流域不同水体硫酸盐浓度特征及来源识别

茶店桥地下河位于西南岩溶区,流域内"三水"转换迅速,地下水是当地的重要饮用水源。本文对流域内雨水、地表水、地下水中的SO_4~(2-)浓度进行了测试,利用氘(δD_(H_2O))、氧(δ~(18) O_(H_2O))同位素示踪地表水、地下水补给来源,用硫酸盐硫(δ~(34)S_(SO4))、氧(δ~(18) O_(SO4))同位素探讨了地表水、地下水中SO_4~(2-)的来源,并计算了地下河出口河水中不同SO_4~(2-)来源的贡献比例。结果表明:1不同水体中SO_4~(2-)浓度大小顺序为地表水地下水雨水,与邻近区域相比,茶店桥地下河流域雨水、地表水、地下水呈现富集SO_4~(2-)的特征。2地表水、地下水的主要补给来源为大气降水,硫酸不仅和HCO_3~-共同参与了流域内碳酸盐岩的溶解,也参与了雨水中含钙镁颗粒物的溶解。3地表水δ~(34)S_(SO4)、δ~(18) O_(SO4)值分别介于-12.98‰~-10.19‰和-0.54‰~+9.13‰之间,地下水δ~(34)S_(SO4)、δ~(18) O_(SO4)值分别介于-14.32‰~+16.58‰和+2.81‰~+14.35‰之间,SW02的SO_4~(2-)主要来源于大气降水,SW01、SW03、GW02、GW03、GW06主要来源于煤层,GW05主要来源于石膏,GW01、GW04为混合输入源。4地下河出口河水中大气降水带来的SO_4~(2-)贡献比例为13%,煤层硫化物氧化的贡献比例为40%,石膏溶解的贡献比例为47%。     

喀斯特森林雨水的地球化学特征——以贵州茂兰国家级自然保护区为例

贵州茂兰喀斯特原始森林地区25个雨水样品的化学组成研究表明,该区雨水的pH值为4．4～7．2,平均为5．1。雨水样品富NH4^＋、Ca^2＋和SO4^2-、C1^-。NH4^＋是最主要的阳离子,平均值为56．8／μmol／L,占阳离子组成的26％～74％,Ca^2＋次之,平均值为14．8μmol／L,NHg和Ca^2＋之和占了阳离子组成的71％～94％,SO4^2-是最主要的阴离子,平均值为39．2μmol／L,占了阴离子组成的69％～91％,CI一次之,平均值为9．5μmol／L。SO4^2-和C1-占了阴离子组成的71％～96％。与中国其他地区的雨水样品相比,茂兰地区雨水离子含量要低1～2个数量级;物质来源分析表明茂兰地区雨水中溶质主要来源于自然过程的输入,人为活动输入可以忽略不计。     

淮北平原东部孔隙潜水水质参数因子分析探讨

利用因子分析方法,对淮北平原东部的蚌埠市、亳州市、阜阳市、淮北市和宿州市浅层潜水水质为研究对象,对其实测的11个环境要素——K^＋、Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、HCO3^-、SO4^2-、Cl^-、NO3^-（以N计）、总硬度、溶解性总固体、游离二氧化碳进行因子分析。结果表明,该地区实测的11个环境要素可提取3个主因子,第一主因子包括NO3^-（以N计）、Ca^2＋、Cl^-、Mg^2＋、K^＋、SO4^2-,共6个环境要素,主要反应了与水的硬度相关的几个参数以及Ca^2＋、Mg^2＋和K^＋的主要存在形式;第二主成份包括Na^＋和SO4^2-,反应了该地区钠盐的主要存在形式;第三主成份包括游离二氧化碳和HCO3^-两个要素。     

乌鲁木齐河源区大气降水的化学特征

根据乌鲁木齐河源区一个完整年周期的大气降水样品，初步探讨了该研究区域的降水化学特征，结果表明，在所有被测离子中，阳离子成分以Ca^2 为主，阴离子成分以SO4^2-为主，Ca2 ,Mg2 ,Na ,K ,SO4^2-,NO3^-和Cl-的浓度范围分别为0－12．63ug.g^-1,0-2.0ug.g^-1,0.03-5.56ug.g^-1,0-5.57ug.g^-1,0.19-40.46ug.g^-1,0-11.58ug.g^-1和0－24．43ug.g^-1，通过相关分析和经验正交函数分析，确定降水化学成分主要来源于区域性粉尘物质，局地来源物质，人类活动产生的酸性成分以及海洋或周围盐湖来源物质等，虽然区域性粉尘物质对降水化学特征的影响居于主导地,但降水中的Ca^2 受局地来源物质的影响较大，NO3－为主要的污染物，并在相当大程度上控制降水的酸碱性，海洋或周围盐湖来源物质处于非常次要的位置。     

桂林岩溶区大气降水的化学特征分析

2009年1月至2010年12月期间,对处于岩溶区的桂林市降水进行了连续采样测试分析。研究结果表明:(1)桂林市区降水的pH平均值为4.83,降水的电导率平均值为65μS/cm,SO42-、NO3-和Ca2+、NH4+分别是最主要的阴阳离子。(2)桂林市降水各主要离子含量、降雨量和电导率表现出明显的季节差异,其中Ca2+、Mg2+含量在夏、冬季较高,春、秋季较低。(3)降雨量和TDS呈现出良好的负相关关系, SO42-和NO3-以及Ca2+和Mg2+之间则具有较好的正相关关系。(4)2009—2010年与1994—1995年相比,降水中的离子含量增加了1.16倍,降水的pH值有所增高,但仍在酸雨范围之内。在桂林酸雨形成中,降水的NO3-贡献明显增强。(5)通过2012年3月1—6日连续6天的降水监测,发现pH、降雨量和电导率三者呈现出良好的相关性。      

秦岭太白山南麓降水中常量无机离子特征及其来源研究

以2011年11月至2014年9月连续采集的74个有效降水样品为研究载体,运用趋势分析法和相关分析法分析太白山南麓黄柏塬地区降水中常量无机离子（NH₄⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-、F^-）的化学特征,并结合富集因子法、端源贡献法及后向气流轨迹模型探究其来源。结果表明：研究区降水中各离子浓度大小顺序为Ca²⁺ > SO₄^2- > NH₄⁺ > NO₃^- > K⁺ > Na⁺ > Mg²⁺ > Cl^- > F^-,主要阳离子是Ca²⁺和NH₄⁺,共占阳离子总量的76.21%,主要阴离子是SO₄^2-和NO₃^-,共占阴离子总量的90.83%。降水总离子年平均浓度为404.64 μeq·L^-1,相对于国内外已研究的其他高山站点偏高,表现出典型的大陆型及人为源干扰的特征。受排放源、气象因子、植被、降水量等因素影响,降水总离子浓度表现出显著的季节差异,依次为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季。源解析结果显示降水中SO₄^2-和NO₃^-95%以上由人为源贡献,Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于地壳风化,Na⁺海盐源和非海盐源贡献约各占一半,K⁺主要来自于非海盐贡献,而F^-和NH₄⁺则几乎全部由人为源贡献。不同路径气团影响下的降水离子组分具有明显不同,北方气团途径太原、石家庄、北京、兰州等工业发达城市,工业燃煤交通废气排放量大,降水中SO₄^2-、NO₃^-浓度均偏高,离子总浓度也明显高于南方气团。     

东、黄海大气湿沉降中常量阴离子组分的研究

用离子色谱法分析了嵊泗群岛和千里岩岛两个观测站湿沉降样品中的F^-、NO3^-、Cl^-和SO4^2-等4种阴离子。结果表明，它们的月均浓度之间差别较大，季节性变化明显；与近岸城市相比，具有显的海洋性特征；对全年中酸雨的统计表明，两个观测站都受到了酸雨的影响，而嵊泗群岛更严重一些。     

Influence of transboundary air pollution on air quality in southwestern China

Air pollution is a grand challenge of our time due to its multitude of adverse impacts on environment and society,with the scale of impacts more severe in developing countries,including China.Thus,China has initiated and implemented strict air pollution control measures over last several years to reduce impacts of air pollution.Monitoring data from Jan 2015 to Dec 2019 on six criteria air pollutants(SO2,NO2,CO,O3,PM2.5,and PM1o)at eight sites in southwestern China were investigated to understand the situation and analyze the impacts of transboundary air pollutants in this region.In terms of seasonal variation,the maximum concentrations of air pollutants at these sites were observed in winter or spring season depending on individual site.For diurnal variation,surface ozone peaked in the afternoon while the other pollutants had a bimodal pattern with peaks in the morning and late afternoon.There was limited trans-port of domestic emissions of air pollutants in China to these sites.Local emissions enhanced the concen-trations of air pollutants during some pollution events.Mostly,the transboundary transport of air pollution from South Asia and Southeast Asia was associated with high concentrations of most air pollu-tants observed in southwestern China.Since air pollutants can be transported to southwestern China over long distances from the source regions,it is necessary to conduct more research to properly attribute and quantify transboundary transport of air pollutants,which will provide more solid scientific guidance for air pollution management in southwestern China.     

The Impact of Human Activities on CO2 Intake by Carbonate Weathering: A Case Study of Conglin Karst Ridge-trough at Fuling Town,Chongqing, China

The chemical weathering can consume atmosphere/soil CO2. Human activities such as pollution, fertilization and acid precipitation have exerted a large impact on CO2 intake by carbonate weathering. Thus, based on the analysis on chemical component change of the karst groundwater in the karst ridge watershed of Conglin Village, Fuling District of Chongqing City, the influence of human activities such as fertilization, sewage discharges from mustard tuber processing, breeding industry and acid rain precipitation on carbonate weathering and CO2 intake in 1980, 2003 and 2006 was studied. The results showed that CO2 intake by carbonate rock declined with year. Because H+ derived from acid sewage discharge, fertilization and acid precipitation reacted with carbonate rock when mustard tuber production and swine breeding were developed fleetly after 2000 as well as the burning amount of high-sulfur coal augmented persistently, which led to the increase of (Ca2++Mg2+)/HCO3-. The difference on charge between Ca2++Mg2+ and HCO3- was balanced by NO3-+SO42-. The control on pollution and acid rain, especially the pre-neutralization of acid waste water, would rejuvenate the atmospheric CO2 intake strength of carbonate weathering besides the protection of water and soil environment     

硫酸和硝酸对桂林毛村碳酸盐岩溶蚀的室内模拟

硫酸和硝酸对碳酸盐岩的溶蚀会减少岩溶碳汇量,但其定量关系有待进一步研究。文章根据野外水体中SO42-、NO3-浓度,在室内封闭条件下分别设计了碳酸（0.033 mol?L-1）、硫酸和硝酸（0.1~1.7 mmol?L-1）（CSN酸）及硫酸、硝酸（0.1~1.7 mmol?L-1）（SN酸）对碳酸盐岩的溶蚀实验,实验历时144 h。结果表明:CSN酸中泥晶灰岩和白云岩的溶蚀速率均大于SN酸的。CSN酸中,泥晶灰岩溶蚀速率总体均高于白云岩,平均值分别为1.34 mg?（cm2?d）-1和1.21 mg?（cm2?d）-1。而在SN酸中,二者溶蚀速率差别不大,平均值分别为0.92 mg·（cm2?d）-1和0.93 mg·（cm2?d）-1;HCO3-浓度与溶蚀速率结果对应,泥晶灰岩和白云岩在CSN酸溶蚀液中HCO3-平均值分别为1.43 mmol?L-1和1.33 mmol?L-1,而在SN酸中泥晶灰岩的HCO3-低于白云岩,平均值分别为0.33 mmol?L-1和0.39 mmol?L-1。CSN酸中HCO3-浓度随酸浓度的增大而减小,而SN酸中其浓度随酸浓度的增大而增大。当SO42-、NO3-浓度为0.1~0.3 mmol?L-1时,碳酸对白云岩的溶蚀作用占75.89%~58.64%,对泥晶灰岩的溶蚀作用占80.21%~59.06%,当SO42-、NO3-浓度大于0.44 mmol?L-1时,其溶蚀作用小于50%。当SO42-、NO3-浓度为0.0~0.2 mmol?L-1时,野外实测数据与模拟数据基本吻合;当浓度>0.2 mmol?L-1时,野外实测碳酸对碳酸盐岩的溶蚀比例高于模拟实验。研究结果进一步说明了硝酸和硫酸对碳酸盐岩溶蚀作用的显著影响,可为其他酸对岩溶碳汇影响提供参考。      

典型岩溶泉主要化学成分来源及地球化学敏感性研究

为定量研究岩溶区突出的地球化学敏感性和脆弱性,引入地球化学敏感指数概念,以重庆金佛山水房泉为例,利用2016年1月至12月观测的水化学数据,对水房泉的主要化学成分来源及地球化学敏感性进行研究。结果表明,水房泉水化学类型为Ca-HCO3型和Ca-HCO3·Cl型;岩溶作用与人类活动综合影响下, HCO3- 、Cl- 和Ca2+成为研究区主要阴阳离子,Cl-主要来源于人类旅游活动造成的污染物,SO42- 主要来源于硫酸型酸雨沉降;岩溶作用的季节变化使得HCO3-、Ca2+成为敏感指数最高的阴阳离子;水房泉的宏量元素地球化学敏感性指数在旅游活动影响下,除NO3- 外均有不同程度的升高,其敏感性指数依次为HCO3- > Ca2+ >Na+ > SO42- > Cl- > NO3- =K+ >Mg2+ 。受人类活动影响,岩溶泉水化学表现的更为敏感,减少并净化人类活动污染物、增强游客环保意识等措施对岩溶泉的保护至关重要。      

硫酸型酸雨参与碳酸盐岩溶蚀的研究进展

碳酸盐岩的H2CO3溶蚀产生岩溶碳汇,占整个岩石风化碳汇的 94%。西南岩溶区硫酸型酸雨严重,硫酸型酸雨广泛参与碳酸盐岩的溶蚀。H2SO4参与的碳酸盐岩风化是一个大气CO2净释放过程,具有减汇作用巨大。另一方面,岩溶区石灰土壤和地下水具有较高的pH值及盐基饱和度,对H+有巨大的缓冲作用,大气酸沉降在碳酸盐岩地区可能并不会造成地下水的HCO3-和pH降低;相反,较高浓度的SO42-所产生的盐效应和SO2-4与各种阳离子形成的离子对会增大方解石、白云石溶解度,可增强H2CO3对碳酸盐的溶蚀,这可能会使岩溶作用产生更大的碳汇效应。因此,硫酸型酸雨参与碳酸盐岩风化的减汇效应不仅可能被高估,硫酸型酸雨还可能增强碳酸盐岩的H2CO3溶蚀,具有增加岩溶碳汇效应的作用。应结合石灰土壤对大气酸沉降的缓冲容量和阈值及大气酸沉降的H+与土壤中盐基离子的交换量,并综合考虑盐效应、离子对作用、同离子效应,客观评价硫酸型酸雨流经石灰土壤层后对碳酸盐岩溶蚀吸收大气/土壤CO2的影响