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汞污染既是区域性也是全球性的热点环境问题。我国是汞的开采和使用大国,也是燃煤大国,人为活动每年向大气中排放大量的汞,对我国生态环境和人体健康的影响值得关注。本论文通过对北京地区大气中不同形态汞(气态单质汞、颗粒物汞和活性气态汞)和汞沉降的观测,认识了当前我国典型城市大气中汞及其沉降的浓度水平、形态分布、变化特征和影响因素,有助于进一步深入开展我国大气汞污染特征和循环过程的研究。
北京城市观测点气态单质汞的平均浓度为5.03±4.52 ng·m-3,高于欧洲和北美城市及背景地区的浓度;气态单质汞具有冬季高夏季低的季节变化,夜间高于白天的日变化;大气单质汞受天气过程的影响明显,冷空气过境前后,大气单质汞浓度变化明显;冬、春季节大气单质汞与SO2和NOx有明显的相关性,说明局地污染是北京地区大气单质汞的重要来源。大气中活性气态汞的观测研究表明,活性气态汞的平均浓度为272±118 pg·m-3,占总汞的4.2%,且采暖期浓度高于非采暖期。
在北京市区和远郊采集了不同季节大气可吸入颗粒物,分析了颗粒物汞的浓度,结果表明,北京市区可吸入颗粒物汞的平均浓度为1.277±1.301 ng·m-3,高于远郊,两地结果均远高于全球背景值,说明局地人为源对可吸入颗粒物汞有明显的贡献。市区和远郊可吸入颗粒物汞均具有明显的季节变化,冬春高于夏秋季。可吸入颗粒物中的汞主要分布在细粒子中。
大气汞沉降的观测研究表明,北京市区大气汞的湿沉降和空旷地总沉降通量分别为16.73μg m-2a-1和49.85μg m-2a-1,有明显的季节变化特征,冬春季高于夏秋季;冬季降水中总汞和可溶性汞的浓度均比夏季高,而夏季降水中可溶性汞在总汞中的比例高于冬季;降水过程观测发现云下冲刷是北京降水中汞的重要来源。