秦岭太白山降水化学特征研究

发布时间：2020-05-28 19:31

【摘要】：大气污染是当前影响人类社会健康发展及自然生态系统正常运转的重要环境问题,具有积累的长期性、传输的长距离性和影响的全球性的特征。偏远山地由于人类活动强度相对较小,能够较为真实地反映自然背景条件下大气污染物的迁移过程。秦岭主峰太白山位于我国中部陕西省境内,是青藏高原以东第一高峰,高大的山体阻隔我国南北大气环流和水热交换,成为我国气候的南北分界线,北坡多受西北大陆性干冷气流影响,南坡多受东南潮湿季风气团影响。本文通过分析2011年12月至2014年9月期间太白山南北坡固定采样点黄柏塬和汤峪镇的降水离子(SO42-、 NO3-、NO2-、Cl-、F-、NH4+、Ca2+、Mg2+、Na+、K+)组分数据,及同期间太白山北坡不同海拔高度的降水离子组分数据,结合相关分析法、富集因子法和海盐示踪法,研究了太白山南北坡降水化学的时间变化规律和空间分布差异,揭示了太白山降水化学的海拔效应,得出太白山地区降水化学的基本特征和污染物来源。本研究的主要结论有：(1)太白山南北坡降水离子浓度的基本特征分析结果为：研究时段内,太白山南北坡降水离子浓度波动范围分别为：43.44μeq·L-1-996.14μeq·L-1和41.27μeq·L-1-2673.47μeq·L-1,平均值分别为：483.28μeq·1-1和664.46μeq·L-1。太白山南北坡降水离子浓度波动幅度均较大,且太白山北坡降水污染程度高于南坡。太白山南坡降水中各离子浓度大小顺序为Ca2+SO42-NH4+NO3-K+Na+Cl-F--,太白山北坡降水中各离子浓度大小顺序为NH4+ Ca2+SO42-NO3-Na+Mg2+Cl-K+F-。SO42-、NO3和NH4+、Ca2+是降水中的主要阴阳离子。南坡黄柏塬地区降水中Ca2+浓度所占比例最高,表现出自然状态下陆源沙尘影响大的特点；北坡汤峪镇NH4+浓度所占比例最高,表现出人为活动影响大的特点。NH4+和Ca2+是主要的中和因子,且中和能力在夏季表现最高。(2)太白山降水离子浓度变化的海拔效应的分析结果为：太白山降水离子浓度随海拔高度升高呈现下降趋势,非季风期离子浓度显著高于季风期,随着海拔的升高,二者浓度逐渐趋于接近。并且非季风期的离子浓度随海拔高度的递减率大于季风期,这主要是因为不同季节降水量淋洗强度不同及污染源贡献率不同造成的。不同离子浓度和占离子总浓度百分比随海拔高度变化趋势不同,表明了海盐源、地壳源和人为源的不同源贡献特征。Na+/Cl-比值显示太白山地区非季风期较季风期水汽团传输高度较低。(3)太白山南北坡降水离子浓度时间变化规律分析结果为：太白山南北坡降水离子浓度受降水量、污染物排放源、大气条件等因素影响,总体表现出冬春高夏秋低的特点,浓度最高值出现在12月份。(4)太白山地区降水离子来源解析结果为：富集因子和海盐示踪分析结果显示太白山地区降水中S042+和N03-的非海盐贡献率都接近100%,同时相对于地壳源也是高度富集的,说明S042+和N03-主要来自人为活动。K+的非海盐源贡献率为99%,而相对于地壳又是高度富集的,因此K+也主要由人为源贡献。而Na+和Mg2+则有相当一部分由海盐源贡献,Mg2+的海盐源贡献率为11.89%,Na+海盐源贡献率为45.4%。(5)太白山地区与国内外其他高山站点比较结果：国内外其他高山站点及海洋降水离子浓度数据比较,可以看出海洋降水与陆地降水存在显著差异,海洋降水各离子浓度高且以Na+和Cl-为主要组分；我国属于发展中国家,人为源干扰强烈,降水中NH4+、SO42和N03-浓度显著高于美国Wasatch Mountain和Rocky Mountain地区。相比于国内其他高山站,太白山地区降水离子总浓度偏高,整体表现出典型的大陆型及人为源干扰的特征。太白山及祁连山、玉龙雪山、瓦里关山站点的Na+/Ca2+和Cl-/Ca2+值普遍小于泰山、茫荡山、鼎湖山、武夷山和五指山,表明从近海到内陆海盐源对降水的影响越来越小,而陆地源的影响越来越大。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P426.612

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