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目 录

1.引言 1

2.数据与测量方法 2

2.1.数据介绍 2

2.2.测量方法 4

3.结果与讨论 5

3.1.各站点的降水量、电导率和降水pH 5

3.2. 降水中重要无机离子的浓度/污染水平 7

3.2.1.Ca² 浓度 7

3.2.2.NH₄ 浓度 8

3.2.3.NO₃^-浓度 9

3.2.4.SO₄^2-浓度 9

3.3.重要无机离子的沉降量 10

3.3.1.氮沉降量 10

3.3.2.SO₄^2-湿沉降量 11

3.4.SO₄^2-浓度与NO₃^-浓度之比 12

4.结论 13

基于东亚酸沉降监测网研究中国部分地区大气降水污染与湿沉降特征

侯思宇

，China

Abstract: The data of wet deposition in the Acid Deposition Monitoring Network in East Asia from 2002 to 2005 in Chongqing, Xi’an, Xiamen, and Zhuhai in China were analyzed, and the precipitation, precipitation conductivity, precipitation pH, and Ca² , NH₄ , NO^3- and SO₄^2- were determined. The analysis of the concentrations of precipitation shows that Xi'an and Chongqing have relatively serious pollution levels and high ion concentrations, while Xiamen and Zhuhai have less pollution. The acidity of precipitation in Xiamen City, Zhuhai City and Chongqing City is relatively serious, and the pH of precipitation is below 5.0. However, the acidity of precipitation has declined in recent years. From the ratio of SO₄^2-concentration to NO3-concentration, the types of acid rain in the southwest and northwest gradually changed from fuel type to hybrid type, and there was a tendency of conversion of oil rain type acid rain in South China. The impact of NO₃^- on acid rain is increasing. Control should be strengthened in the treatment of acid rain.

Key words: Precipitation; wet deposition; acid rain; pollution

1.引言

实际上，大气除了各种气体外还有许多漂浮着的不同成分、不同形态、不同大小的固体或者液体颗粒，这些粒子统称为气溶胶粒子。气溶胶粒子对我们生产生活有非常大的影响^[1]：气溶胶粒子会直接参与大气中的物理化学过程，成云致雨，形成各种天气现象；气溶胶粒子使能见度降低，给人类交通出行造成不便，增加了安全隐患；气溶胶粒子还会影响大气辐射，改变地表辐射，从而对我们生活的环境温度造成影响；气溶胶粒子还会影响大气的酸碱平衡，产生的酸性降雨对建筑物、植物都会有一定的腐蚀性；一些小直径的气溶胶粒子还可以直接通过人类的呼吸作用进入人体，影响人类的身体健康……^[2]

各类水溶性离子对于学习和了解气溶胶至关重要，它们是气溶胶的重要部分，在大气的各种过程都扮演着非常重要的角色。水溶性气溶胶以Ca² 、NH₄ 、K 、NO₃^-、SO₄^2-等离子为主^[3]。其中，钙离子（Ca² ）主要来源于土壤、扬尘，此外还有建筑工地进行作业时的灰尘等，主要是受天然源的影响比较强。铵根离子（NH₄ ）属于碱性离子，它的前体物氨气和一些酸性气体发生化学反应生成硫酸铵（NH₄ NO₃）、硝酸铵（（NH₄）₂SO₄）等盐。氨气主要来源于生物腐烂、动植物或微生物排放，以及土壤肥料的使用等。硫酸根离子（SO₄^2-）受人为作用性影响较强烈，如工业源、各种燃料的燃烧等作用。酸式硫酸盐是影响我国酸性降水最主要的原因之一，除此之外，硫酸盐还会影响气候效应或参与大气中的化学反应从而危害人体健康。硝酸根离子（NO₃^-）也是非常重要的水溶性离子，主要来源于土壤以及机动车燃油燃烧后排放的尾气等。NO₃^-也会参与大气中的化学反应，帮助酸性降水的形成。并且在近年来，NO₃^-对降水的酸性程度影响也越来越大。

近年来，气溶胶粒子从大气中的清除过程广受社会各界的关注，而气溶胶粒子的沉降过程也有很多种方式。各种粒子通过重力等原因被吸附到各种表面上，使空气中粒子的浓度减少，这种过程称为干沉降。同样，当降水、降雪等天气现象发生时，雨（雪）水携带着空气中的各种固体或液体粒子到达地面，冲刷了空气中的气溶胶粒子，减少了粒子在空气中的浓度，对空气中各种粒子的沉降起到了非常大的作用，我们也称这种过程为湿沉降^[4]。当降水的pH值小于5.6时，就认为此降水为“酸雨”^[5]。

在20世纪40年代，欧洲地区开始对酸性降水有一定了解并且开始进行研究^[6]。“酸雨”的提出首先出现在英国。1872年，作为化学家的史密斯最早在它的书中提出了这个概念，并且指出了其不良影响。并且英国还建立了第一个降水监测网，用于监测降水并整合数据。随着对酸性降雨认识的加深，国际上也开始对酸雨有所关注，各个国家开始展开合作。1947年，斯堪的那维亚降水监测网成立。随后该网站不断发展扩大到与苏联、德国和法国的监测站合作。通过对该网站上的数据的分析，许多研究者对酸性降水有了更加深层的了解。

到20世纪70年代，由于酸雨污染在欧洲日益严重，范围扩大，酸性也有所增强，其危害也越来越大，因此各个国家加强了对酸性降雨的关注和管控。1972年在斯德哥尔摩召开了联合国人类环境会议，酸雨问题正式登上了国际议事日程中。随后，欧洲经济合作和发展组织在1977年展开了各个国家之间的以酸雨为主题的相互合作，希望加强对酸性降水的控制^[7]。

随后不仅是欧洲，世界各地的国家也纷纷建立了各自的监测网，开始加入对酸性降水的监控研究的行列中。许多国家也积极地开展了相互间的合作，联合研究降水化学特征。通过监测站点监测数据，然后将数据整合在监测网站上。并且实现了各国间的数据共享，以此来更好更快地研究和控制酸雨^[6]。

我国许多城市都有着不同程度的酸雨问题的困扰，尤其是西南地区，情形非常严峻。酸性降水对我国的农田、城市建筑物表面都有非常严重的破坏。因此，国家和政府也非常重视酸雨问题的解决，在全国范围内设置了非常多的监测站，以对降水进行更加具体的分析和了解^[8]。此外，在我国的各个发展规划中也将治理酸雨问题突出体现。因此，研究我国各地区降水中各种无机离子浓度与沉降量，对研究酸雨、管控酸雨是十分必要的^[9]。

现有的对湿沉降的研究大多是对某一特定地点在一段时间内的研究分析，本次分析是对我国西南、西北以及华南的四个代表性城市在2002年~2015年的长时间段的大气降水特征分析，对了解我国的降水特征有一定的积极作用。

2.数据与测量方法

2.1.数据介绍

本次特征分析的数据来源于东亚酸沉降监测网络（EANET），该网站的建立是为了通过各参与国之间的区域合作，就酸沉降问题形成共识，并为各级政策的制定提供有用的帮助。1998年3月至2000年12月，EANET准备阶段活动期间开始进行监测活动。从2001年1月开始定期监测酸沉降。目前有13个国家参加EANET活动，即中国，印度尼西亚，日本，马来西亚，蒙古，菲律宾，大韩民国，俄罗斯，泰国、越南、柬埔寨、老挝和缅甸。其中，柬埔寨，老挝和缅甸分别于2001年，2002年和2005年加入了EANET。

EANET的酸沉降监测涵盖了五个环境项目 - 湿沉降，干沉降（空气浓度），土壤和植被，内陆水生环境和流域规模监测。为了测量大气浓度并评估酸性物质流向地表，监测内陆水生环境和流域规模、土壤和植被，以评估对陆地的不利影响，实施湿和干沉降监测等。监测数据用于评估酸沉降状况以及对生态系统的影响。根据EANET的指导方针，参与国必须在每个日历年的6月底之前将从各自国家的EANET网站进行的监测活动获得的数据和相关信息提交给EANET网络中心（NC）。

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