中國中東部地區(qū)大氣濕沉降中的離子化學(xué)特征.pdf

1、近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)和人口的迅猛增長，霧霾天氣頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了人們的生活、工作和發(fā)展。霧霾的出現(xiàn)預(yù)示了空氣質(zhì)量已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)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(guān)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(dāng)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(xué)組分進(jìn)行詳細(xì)研究，這也成為解決當(dāng)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(xué)組分能夠充分反映同一時間大氣中的化學(xué)組分，因此，對于降雪中化學(xué)組分的研究成為研究大氣中化學(xué)組分的一個重要方面。
　　自2013年底入冬至2014年初冬季結(jié)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(jī)陰離子F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、SO42-以及3種有機(jī)酸根離子HCOO-、CH3COO-、C2O42-的方法，再結(jié)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(jìn)行了分析

4、。研究結(jié)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(jī)陰離子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、SO42-）以及3種有機(jī)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(biāo)回收率在76.5％外，其余

5、各離子的加標(biāo)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>　?。?）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(wù)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(wù)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(wù)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(guān)性分析顯示，各離子之間即存在正相關(guān)，也存在負(fù)相關(guān)，Mg2+與Ca2+的相關(guān)系數(shù)為1，Mg2+對酸根離子的中和作用可能強(qiáng)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(dǎo)氣團(tuán)均為NW氣團(tuán)，該氣團(tuán)為大陸性氣團(tuán)，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(xué)組分產(chǎn)生重要影響。
　?。?）運(yùn)用ICP-MS檢測降雪樣品中元素溴和碘的總量，該方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)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(biāo)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(yùn)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(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù) R2＞0.999，檢出限分別為0.