【摘要】：人類社會關(guān)注酸雨問題已經(jīng)有一百多年的歷史，從1872年英國人發(fā)現(xiàn)酸雨以來，世界各國對酸雨的認(rèn)知程度逐步增加，，包括從酸雨形成的機(jī)理到對生態(tài)環(huán)境的破壞各個(gè)方面，尤其在近二、三十年里，酸雨對土壤生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)的危害很多學(xué)者作了逐漸深入的研究，發(fā)現(xiàn)酸雨造成土壤鹽基離子淋失、有毒物質(zhì)溶出，破壞森林植被，使樹木枯亡，森林生產(chǎn)量降低，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，可使農(nóng)作物減產(chǎn)，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，在城市中酸雨使城市構(gòu)筑物遭受酸性腐蝕的影響，酸雨污染已成為當(dāng)今危害人類社會生存的重大生態(tài)問題之一。 作為全球水循環(huán)的一部分，酸雨的污染也是全球性的，尤其包括我國南方地區(qū)在內(nèi)的東亞和北美、北歐并稱為全球三大重酸雨區(qū)。人類賴以生存的能源消費(fèi)所產(chǎn)生的酸性氣體是造成酸性降水在全球蔓延并趨于嚴(yán)重的根本原因，同水一樣地球大氣也有一個(gè)合理的環(huán)境容量，而氣體在受到污染后往往比水更難以自凈或人工凈化，我們迄今為止還沒有能力建設(shè)一個(gè)綜合性的空氣凈化工廠。大氣降水是自然界賦予人類的有效的空氣凈化工藝，降水的污染程度直接反映了環(huán)境空氣受污染的程度。 基于酸雨對中國南方地區(qū)生態(tài)危害的嚴(yán)重性和酸雨作為大氣污染指示劑和凈化劑的雙重作用以及浙江所處的長江三角洲工業(yè)密集區(qū)特殊地理位置環(huán)境等因素的考慮，研究浙江酸雨的污染特征具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文對浙江地區(qū)降水的污染特征作了研究，從構(gòu)成特點(diǎn)、污染要素的內(nèi)部聯(lián)系、時(shí)空變異性和污染影響因子等方面作了較全面的分析和探討： 1、降水離子的構(gòu)成和頻度分布 降水的平均離子組成中陽離子占52.1％，陰離子占47.9％，1.2％的不平衡部分可能由有機(jī)酸和其它未測量組分構(gòu)成，主要的酸性離子根據(jù)其當(dāng)量濃度大小依次為：SO_4~(2-)(27.8％)＞Cl~-(13.2％)＞NO_3~-(6.9％)，當(dāng)量比分別為：SO_4~(2-)/Cl~`=2.1，SO_4~(2-)/NO_3~-=4.0。 降水離子的地理位置分布特征為：Na~+、Cl~-離子沿海地區(qū)明顯高于西部內(nèi)陸地區(qū)，非海洋源為主的離子如SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)離子工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)高于工業(yè)相對不發(fā)達(dá)地區(qū)。 據(jù)定點(diǎn)多年跟蹤測定表明降水的24小時(shí)雨量和相應(yīng)的電導(dǎo)率、pH值均呈偏態(tài)分布， 偏度分別為2.890、1 .579、0.612，偏度大小依次是降雨量電導(dǎo)率pH值，偏度值都大 于O，為正偏態(tài)分布，峰度分別為10.353、3.138、一0.886，峰度大小依次是降雨量電 導(dǎo)率pH值，降雨量和電導(dǎo)率的峰度大于O，為強(qiáng)于正態(tài)分布的尖峰態(tài)分布，pH值為接 近于正態(tài)分布的寬態(tài)分布。 浙江各測點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)的正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，所有離子均為正偏的寬態(tài)分布。偏度和 峰度的大小依次為:嵋勻6付獷s氏2， Na+H+c擴(kuò)十N。3一cl一，偏度分布和峰度 分布是一致的，a一、No3一、c獷+較接近正態(tài)分布，降水離子的濃度分布特征表明降水污 染有較大的空間變異性。 2、降水離子構(gòu)成的化學(xué)特征 降水中各種離子的R值(標(biāo)準(zhǔn)差/均值濃度)顯示離子濃度的變異度各種組分間差異 較大，s認(rèn)2一、N03一、NH4+離子是相對均勻分布的組分。污染物的長距離(跨省界、 國界)遷移使大氣中硫氧化物和氮氧化物的分布比較均勻，造成降水中相應(yīng)的組分也具 有相對小的濃度梯度。各類離子中，氫離子的濃度梯度明顯較高，而有較多海洋來源的 離子如鈉離子、氯離子、鎂離子以及鈣離子的濃度梯度也較高，所有組分的濃度梯度均 較日本要高，顯示出污染的局地性和分散性，表明當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴疚飳邓奈廴矩暙I(xiàn) 占有相當(dāng)高的比重。 降水中的硫酸根離子以非海鹽組分為主，2/3降水的nss一s認(rèn)2一/50擴(kuò)一比大于0.98， 海鹽組分較多的樣品集中于海島測點(diǎn)。 降水的pH值取決于降水中酸堿物質(zhì)的平衡關(guān)系，對酸度中和指數(shù)正汽(正A= [H+]l([ nss一5042.1+[ No3一1))的研究表明:浙江降水的均值IFA為0.18，IFA與pH線性相 關(guān)(IFA=l .43一0.23PH，擴(kuò)=0.26)，數(shù)據(jù)點(diǎn)服從指數(shù)函數(shù)分布(IFA=15107.2 pH一2.42吟，相 關(guān)指數(shù)0.935。曲線顯示pH越低，正A越高，當(dāng)pH5.6時(shí)，正汽趨向于零，降水的IFA 說明沉降中的堿性物輸入較多，而使降水的酸中和程度增加。輸入總酸度 pAx歸g([nss一s時(shí)’]+[No3’]))與pH的對應(yīng)分布顯示，相同的p^i，pH呈發(fā)散狀 (P H4.oo一7.00)，降水pH值主要取決于降水中氫離子的中和效率。因此同一地區(qū)的輸入 總酸度相對穩(wěn)定，降水的pH值主要取決于堿性物質(zhì)的中和效果(正認(rèn))，而不同地區(qū)的降 水pH差異則視輸入的總酸度(PAi)而定。 降水離子之間的相關(guān)關(guān)系表現(xiàn)為:Mg2+、Na+、a一互相關(guān)，顯示了三者之間的 同源性，即共同的海洋來源;0一同除Na+以外的50擴(kuò)一、No3一、N玩+、c獷+離子沒有 6 相關(guān)性，Na+離子同N03一、N場+、H十沒有相關(guān)性。50擴(kuò)一是降水組分中最重要的離子， 在各個(gè)月中，分別同No3一、el一、NH4十、eaZ+、MgZ+、Na+、K+、H+顯著相關(guān)，5042 一伴隨其它各種來源的離子同時(shí)出現(xiàn)，說明其有陸源的、海源的各種人為和自然的來源。 12個(gè)月中，s嘴一與N風(fēng)十相關(guān)的月份有8個(gè)，顯著性概率均達(dá)到99，9%，因此(N氏)2504 是降水中最重要的分子形態(tài)。N03一同NH4十有6個(gè)月
【圖文】：

圖3一l降水中主要的離子組分構(gòu)成(2000年)Fig.3一1RelativeeontributionofindividualionstototalionsinPreeiPitationinZhejiangin2000降水的平均離子組成如圖3一1所示，其中陽離子占57.4%，陰離子占42.6%，14.8%的不平衡部分可能由有機(jī)酸陰離子等其它未知負(fù)離子組分構(gòu)成，MoselloR.(1992)的研究發(fā)現(xiàn)降水中分離態(tài)的甲酸、乙酸約占總離子濃度的2%，對于總H十濃度的貢獻(xiàn)占13%，游離態(tài)成分主要是甲酸。主要的酸性離子根據(jù)其當(dāng)量濃度大小依次為:50矛一(27.8%)、cl一(13.2%)、No3一(6.9%)，當(dāng)量比分別為s認(rèn)2一/cl一=2.1、s氏2一加氏一=4.0

.4降水硫酸根離子濃度分布與酸雨發(fā)生率的對應(yīng)關(guān)系石照圖4一4一，，嘉興、紹興兩地的降水硫酸根離子濃度(8.07~9.37mg/1)為最高，硫沉降同降水酸度不成對應(yīng)關(guān)系，硫沉降低的地區(qū)(如杭州)50:的轉(zhuǎn)化量降水酸度反而較強(qiáng)，酸雨發(fā)生率高，這表明降水酸度不僅僅取決于，還取決于空氣中堿性物質(zhì)的中和能力，當(dāng)空氣中含有堿性物較多時(shí)，一方面可以中和掉部分酸性物，同時(shí)也能產(chǎn)生較多的硫酸鹽類。圖4一4一1降水中的硫酸根濃度與酸雨率分布、對款車蕊鼎默u黯翼臀霧耀鱷，ra:默輸?shù)乃嵊曷?
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：X517

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本文編號：2655097