中國中東部地區(qū)大氣濕沉降中的離子化學特征.pdf

1、近些年來，隨著經(jīng)濟和人口的迅猛增長，霧霾天氣頻繁出現(xiàn)，嚴重影響了人們的生活、工作和發(fā)展。霧霾的出現(xiàn)預示了空氣質(zhì)量已經(jīng)出現(xiàn)了嚴重問題，對于霧霾給人類造成的種種困擾，使得社會各界對空氣污染問題的關注持續(xù)升溫。因此，做好大氣污染防治工作，提高大氣環(huán)境質(zhì)量成為當前迫切需要解決的問題。針對大氣污染的治理工作，不僅需要法律政策的支持，更需要對污染氣體的化學組分進行詳細研究，這也成為解決當前空氣污染問題的根本有效的途徑。降雪能夠充分沖刷大氣中的顆粒物

2、、飄塵或氣溶膠，降雪中的化學組分能夠充分反映同一時間大氣中的化學組分，因此，對于降雪中化學組分的研究成為研究大氣中化學組分的一個重要方面。
　　自2013年底入冬至2014年初冬季結束，全國共有兩次大范圍降雪，主要集中在我國中東部地區(qū)。本碩士論文，在兩次大范圍降雪期間，在伊犁、鄭州、石家莊、青島、嘉祥、南京、杭州、武漢、臨安、西安、蘭州和廣德全國12個城市采集降雪樣品，12個城市基本覆蓋了兩次大范圍降雪區(qū)域，共采集到降雪樣品（包括

3、空白樣品在內(nèi)）67個。以降雪中水溶性離子為主線，建立離子色譜法測定降雪樣品中5種陽離子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+和7種無機陰離子F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、SO42-以及3種有機酸根離子HCOO-、CH3COO-、C2O42-的方法，再結合實驗室分析、模式解析等，研究其空間分布、組成和來源。同時，利用高效液相色譜—電感耦合等離子體質(zhì)譜線上聯(lián)用測定了降雪中元素溴和碘的物種，并對其組成特征進行了分析

4、。研究結果表明：
　?。?）建立了離子色譜法快速測定降雪樣品中5種陽離子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+）和7種無機陰離子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、SO42-）以及3種有機酸根離子(HCOO-、CH3COO-、C2O42-)的方法。5種陽離子的檢出限在0.0017～0.0081μg/mL之間，10種陰離子的檢出限在0.34～4.64μg/L之間。除PO43-的加標回收率在76.5％外，其余

5、各離子的加標回收率均在80%～130%之間。
　?。?）中國中東部地區(qū)降雪中離子平均含量從高到低的排序為SO42-＞Na+﹥NH4+﹥Ca2+﹥K+﹥NO3-﹥Mg2+﹥Cl-﹥HCOO-﹥CH3COO-﹥NO2-﹥F-﹥C2O42-﹥Br-﹥PO43-。
　?。?）12個城市離子總量的高低與空氣質(zhì)量指數(shù)的高低大體呈一致趨勢。石家莊、西安、鄭州的AQI和離子總量均較高；青島、南京、伊犁、杭州和臨安的AQI和離子總量均較低。<

6、br>　　（4）不同城市降雪中所含的離子種類各不相同，相同離子間的含量上相差較大。西安、石家莊和蘭州采集的降雪樣品中各離子的含量均相對較高，其中西安的樣品中Ca2+、K+、Mg2+、Na+、NH4+的含量在所有城市中是最高的，濃度分別為14.706mg/L、6.706mg/L、6.124mg/L、13.432mg/L、10.203mg/L。
　?。?）五種陽離子在商務區(qū)、工業(yè)區(qū)和文教區(qū)的含量相對較高，在郊區(qū)和居住區(qū)的含量相對較低；

7、不同功能區(qū)陽離子濃度的平均值：商務區(qū)＞工業(yè)區(qū)＞文教區(qū)＞郊區(qū)＞居住區(qū)。和其他功能區(qū)相比，商務區(qū)各離子的含量相對較高，可能周圍是交通密集區(qū)域，汽車尾氣排放量相對較大，造成該區(qū)域離子含量較高。
　　（6）相關性分析顯示，各離子之間即存在正相關，也存在負相關，Mg2+與Ca2+的相關系數(shù)為1，Mg2+對酸根離子的中和作用可能強于NH4+，同時，NO3-可能先于SO42-而被Mg2+中和，而NO3-可能先于SO42-被Ca2+中和；富集因子

8、分析顯示，12個城市降雪中的Cl-主要來自于非海洋源，SO42-與NO3-可能主要來自于人為源，Ca2+、K+與Mg2+可能主要來自于地殼或土壤；后向軌跡分析顯示，兩次降雪過程中的主導氣團均為NW氣團，該氣團為大陸性氣團，其在傳輸過程中將攜帶大量的陸源物質(zhì)對降雪中的化學組分產(chǎn)生重要影響。
　?。?）運用ICP-MS檢測降雪樣品中元素溴和碘的總量，該方法的標準曲線的線性相關系數(shù)R2＞0.999，I的檢出限為1.891μg/L，Br的

9、檢出限為0.012μg/L，樣品的加標回收率在80%～120%之間，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)溴和碘在石家莊濃度最高，在杭州和臨安濃度最低，且溴和碘均在工業(yè)區(qū)的濃度最高，在郊區(qū)的濃度最低。
　?。?）運用HPLC-ICP-MS線上聯(lián)用分別測定樣品中溴和碘的物種，I-、IO3-在2min之內(nèi)就可以完全分離，Br-、BrO3-在3min以內(nèi)就可以完全分離。I-、IO3-與Br-、BrO3-的標準曲線的線性相關系數(shù) R2＞0.999，檢出限分別為0.