学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

上海市降水中水溶性离子组成特征及源解析研究

作　者: 马琳
导　师: 王韬；陈建民
学　校: 复旦大学
专　业: 环境工程
关键词: 崇明湿地降水化学水溶性离子源解析后向轨迹
分类号: X517
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 144次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

酸性降水带来的生态破坏和经济损失,已经引起了人们的高度重视,酸沉降及其降水化学组成一直是国内外研究的重点。上海是世界上大气污染严重的城市之一,为了研究上海市大气降水的区域污染特征,本论文于2009年5月～2010年4月在复旦大学内(代表城区)和崇明东滩湿地(代表清洁背景点)设立雨水采样点,共收集有效样品109个。测定了样品的pH值、电导率、主要水溶性离子(S042-、N03-, F-、C1-、NH4+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+)和有机酸(CH3C00-、HCOO-、C2O42-)组分的浓度,对比分析两站点的降水酸度、离子组成、浓度水平、时空变化、污染特征,并利用相关性分析、富集因子法、不同源的贡献及后向气流轨迹的方法对上海市大气降水做源解析。结果表明,复旦降水的pH值变化范围是3.92～6.82,年均值是4.54,酸雨频率80.6%,37.3%的降水为强酸性；崇明站点降水的pH值变化范围是4.02～7.70,年均值是5.24,酸雨频率50%,整体呈弱酸性水平。复旦和崇明降水中电导率的加权均值分别是31.37、17.49μS/cm,冬季均最高而夏秋较低。崇明整体空气质量良好,大气中污染物浓度较城区低。电导率和降水离子总浓度呈显著的负相关。复旦和崇明降水中离子加权总浓度分别为434.11、283.88μeq/L。SO42-、N03-和Ca2+、NH4+离子之和分别占复旦和崇明降水离子总浓度的72.56%和42.26%,是降水中最主要的酸性和碱性成分,其加权浓度分别为SO42-120.10/52.27μeq/L, NO3- 50.62/21.39μeq/L, Ca2+80.61/27.13μeq/L, NH4+63.66/33.36μeq/L。上海已成为世界上酸雨污染严重的城市之一,能源消耗和机动车带来的SO2和NOχ的大量排放是降水中SO42-、NO3-浓度升高的原因。Mg2+、K+, Cl-和Na+的浓度冬季最高秋季次之；SO42-、NO3、NH4+和Ca2+表现出冬季浓度高而秋季最低的特征。复旦和崇明降水中SO42-/NO3-当量比的加权均值分别为2.62和2.44,低于我国平均水平6.24。降水表现出燃煤型向煤油混合型污染转变的趋势。NH4+、nss-Ca2+和nss-Mg2+的中和因子的加权均值分别为NH4+0.43/0.50, nss-Ca2+ 0.50/0.45、nss-Mg2+0.09/0.10。不论是上海城区还是崇明湿地,NH4+和Ca2+都是降水中最主要的中和酸性物质的离子,Mg2+的中和作用较弱。复旦降水中Ca2+的中和作用更为明显,而崇明则是NH4+强于Ca2+。相关性分析表明,复旦大气中中主要是CaSO4、Ca(NO3)2等成分,崇明大气中则主要以(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4NO3等颗粒物的形式存在。复旦和崇明降水中有机酸(甲酸、乙酸和草酸)总量分别为3.01,3.64μeq/L,分别占阴离子总浓度的1.35%、2.49%。甲酸、乙酸主要来源于人为源或生物源的直接释放,草酸则来自于二次有机气溶胶。源解析表明,复旦和崇明降水中的SO42-、NO3-、NH4+和大部分Ca2+主要来自于人为污染,Na+和大部分Cl-来自于海洋,复旦降水中的大部分Mg2+来源于地壳源而崇明降水中主要来源于海洋。复旦降水中的K+大部分来自于人为源和地壳源,崇明降水中的K+主要由地壳源贡献。复旦降水中的离子成分主要受人为污染源的影响,其次为海洋源、地壳源；崇明降水中海洋源与人为源对离子浓度的贡献相当,地壳源最少。后向气流轨迹分析表明崇明降水主要受海洋风向的影响,东北、西南方向的污染物质的中长途输送和长三角地区人为排放造成的区域污染是造成崇明东滩酸雨最主要的原因。来自东亚、台湾地区的人为污染的影响也不容忽视。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-22
  1.1 研究背景和意义  10-13
    1.1.1 酸雨的定义和危害  10-12
    1.1.2 酸雨的形成  12-13
  1.2 酸雨的研究进展及污染现状  13-20
    1.2.1 国内外酸雨研究进展  13-16
    1.2.2 上海市自然环境特征及酸性降水的研究概况  16-20
  1.3 本研究的主要工作、研究意义及创新点  20-22
    1.3.1 本研究主要内容  20
    1.3.2 本论文的创新点及研究意义  20-22
第二章实验条件及研究方法  22-28
  2.1 监测布点  22
  2.2 样品的采集与贮存  22-23
  2.3 样品的处理与分析  23-24
    2.3.1 pH和电导率的测定方法  23
    2.3.2 无机离子及有机酸的测定方法  23-24
  2.4 实验室质量控制和保证  24
    2.4.1 采样过程的质量控制及空白实验  24
    2.4.2 实验数据的质量控制  24
  2.5 数据处理方法  24-25
  2.6 数据分析方法  25-28
    2.6.1 富集因子法  25-26
    2.6.2 不同源的贡献  26
    2.6.3 后向轨迹分析  26
    2.6.4 统计分析方法  26-28
第三章上海市区及崇明湿地降水中水溶性离子组成特征  28-49
  3.1 上海市大气降水的基本概况  28-29
  3.2 降水酸度及成分的时空变化  29-47
    3.2.1 数据质量保证  29-30
    3.2.2 pH值  30-31
    3.2.3 电导率  31-34
    3.2.4 可溶性离子浓度  34-37
    3.2.5 离子组分的时间变化  37-38
    3.2.6 离子浓度与其他地区的比较  38-40
    3.2.7 SO_4~(2-)/NO_3~-浓度比  40-41
    3.2.8 降水中的酸碱平衡  41-44
    3.2.9 降水中有机酸成分  44-47
  3.3 本章小结  47-49
第四章上海市降水化学的源解析  49-58
  4.1 降水中主要无机离子的相关性分析  49-50
  4.2 富集因子分析  50-52
  4.3 不同源对降水中主要成分的贡献  52-53
  4.4 降水气团的后向轨迹分析  53-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章结论  58-60
参考文献  60-73
致谢  73-74
感谢基金支持  74-75
硕士期间论文发表情况  75-76

上海市降水中水溶性离子组成特征及源解析研究

内容摘要

全文目录

相似论文