东亚地区降水化学特征分析

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本文利用2001~2005年东亚酸雨网分布在部分国家的点位监测资料,对东亚酸雨网覆盖的部分点位(将东亚酸雨网覆盖地区点位按照地理位置接近、能源结构及经济发展情况相似分为四个地区,分别是东亚酸雨网覆盖中国部分地区、酸雨网覆盖的俄蒙部分地区、酸雨网覆盖的日韩部分地区和酸雨网覆盖的东南亚部分地区,以下简称中国部分地区、俄蒙部分地区、日韩部分地区、东南亚部分地区)降水化学成分及分布特征进行了分析和比较,通过降水pH年均值的比较、出现酸雨的监测点位比例变化、点位出现酸雨频率大小等揭示了东亚酸雨网覆盖的不同国家和地区酸雨分布情况;通过降水中离子组分当量浓度、各离子沉降通量等分析降水化学特性差异及五年中的变化趋势;通过降水量、阴阳离子比例、阴阳离子相关性及能源消耗排放和地表条件等因素大致分析了东亚酸雨网覆盖地区酸雨产生的原因,为东亚酸沉降长距离输送模式比较计划提供前期分析资料。  分析结果表明,东亚酸雨网覆盖地区的城市点和边远点降水pH年均值基本处于4.5~5.6之间,乡村点降水pH年均值大部分集中于4.0~5.0之间;中国部分地区、日韩部分地区、东南亚部分地区降水pH年均值集中于4.5~5.0之间,俄蒙部分地区pH年均值集中于4.5~5.6之间;东亚地区降水pH<5.6的频率高于40%,日韩部分地区酸雨频率较高,为90%左右,中国部分地区、东南亚部分地区和俄蒙部分地区较低。总体来看,中国部分地区和日韩部分地区酸雨情况较为严重,俄蒙部分地区和东南亚部分地区酸雨情况较为缓和。  东亚酸雨网覆盖地区降水化学成分表现出明显的地域特征,滨海地区的日韩部分地区降水中Na+、Cl-浓度明显高于其它地区,SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+是中国部分地区、俄蒙部分地区、东南亚部分地区降水的主要离子组分。  日韩部分地区湿沉降通量最高的离子为Na+和Cl-,中国部分地区主要为SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+,东南亚部分地区和俄蒙部分地区各项离子沉降通量均比较低。  中国部分地区各点位和日韩部分地区边远点降水类型表现为硫酸型降水,东亚其它地区主要以硫酸与硝酸混合型降水为主。  酸雨产生的主要影响因素包括降水量、阴阳离子比例、阴阳离子相关性、大气中颗粒物浓度大小及自然源与人为源产生的污染物排放量大小等,这些因素综合作用影响降水酸度。  降水量从两个方面影响降水的酸度,一是降水量大的地区地表植被较好,土壤中的颗粒物较少进入大气中,影响降水中碱性物质含量,从而使降水酸度增高;另一方面,同等污染物排放量的情况下,降水量大的地区对降水中酸性物质的稀释作用强,可以降低降水酸度。  东亚酸雨网覆盖地区阴阳离子除日韩部分地区基本平衡之外,其他三个地区均表现出较差的平衡性,原因可能是降水中还存在其他未被监测的阴离子。  东亚酸雨网覆盖地区降水中阳离子与阴离子有较高的正相关性,说明降水中的SO42-、NO3-、Cl-等酸根离子得到了碱性阳离子的中和,从而降低了雨水的酸化程度和酸雨发生的频率。  化石燃料的消耗导致不同地区污染程度不同,造成不同典型区域酸沉降量水平的差异。中国化石燃料消耗量较高,日韩部分地区次之,东南亚部分地区较低。中国部分地区颗粒物对降水中酸性物质的中和作用较强,中国部分地区虽然降水中酸性物质浓度较高,但是由于颗粒物的中和作用,导致酸度并不比酸性物质较少的日韩和东南亚部分地区高。  东亚地区面临着比较严重的酸雨威胁,东亚酸雨网的长期监测对了解东亚地区的酸雨状况和变化趋势具有重要意义。
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