大气与环境光学学报

关于大气降水化学研究进展 

来源:大气与环境光学学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-04-02

随着社会经济的不断发展,燃料、新型交通工具等也在转变,导致酸雨的类型已经由原本的硫酸型逐渐向硫酸与硝酸并存的形式发展,加大对降水的监测已成为一项重点关注的紧迫性任务。开展降水监测的目标是为了知道在实际的降雨中从空气中降落到地面的沉降物的重要组成,明确污染的成分,为分析与有效控制空气污染提供一定的研究依据。

1 地面降水化学研究

1.1 降水酸度与水溶性离子浓度研究

在中国的北方区域存在极为严重的大气污染现象,降水之中的、NO3-的浓度很高,但是,因Ca2+、NH4+等碱性的离子浓度也很高,在相互作用中导致降水的酸性并不大。以某市为例,某年的降水pH 的年均值为5.52,、NO3-相较于很多的城市偏高。近年来,、NO3-与NH4+的浓度在总体层面来讲是在升高。可是,/NO3-的当量比则出现了下降的趋势。出现这样情况的原因在于,某市的悬浮颗粒物得到了有效的控制,钙的沉降量在这些年中得到明显的降低,这是该市降水之中pH 出现降低的重要元素之一。通过深入的研究发现,在北方区域中,虽大气之中的SO2、NOX 其浓度相对较高,但因其已被中和,导致其降水酸度并不强。而与之相对的,长江以南以及四川盆地SO2、NOX 浓度水平中等,但其酸度最强,是我国之中主要的酸雨地区。在我国降水化学中出现的多种情况,需要对大气降水、土壤性质等综合性分析,在详细研究中明确不同地区酸雨形成的主要成因[1]。

1.2 降水有机组分研究

在世界范围中,各个地区的降水之中都具有有机酸。以前,普遍认为降水酸度基本来源于硫酸等强酸。但是,经过长时间的实际监测中发现,有机弱酸也会对降水的酸度形成影响。在部分偏远地区,有机酸可能成为主要致酸成分。在有机酸之外,大气降水之中还有着另外的有机物,加大对这些有机物的深入探究可以对酸性形成有效研究。

1.3 降水中重金属研究

在此方面研究就是对大气圈之中重金属元素的循环、酸沉降等详细分析。在降水之中的重金属含量不多,对于分析方式的要求较高,在以前并不受到重视。而且,在国内研究的较少。我国需要将Hg 加入到大气干湿沉降中必须要检测的项目。

1.4 地面雾水研究

将雾与云进行比较,雾是相对更低的气团之中形成的。因此,其能够有效反应局地排放对近地面的作用。受到污染的雾对于人们身体的健康以及地面土壤的环境等有着直接的影响。

2 高空降水以及云雾水化学研究

2.1 高山降水化学研究

高山降水化学研究可以在一定程度上将当地的大气污染的背景值以及污染物的传输有效反应,有着明显的地方区域代表性。研究人员要对我国具有一定代表的山开展降水化学实验,深入研究在高山地区酸沉降水平、形成机制等。

2.2 高空云雾水研究

大气降水被污染的整个过程一般分为云内雨除以及云下冲刷过程。云内雨除中包含酸性气体、大气颗粒物等被云水全面吸收的过程。而云下冲刷是云下的大气颗粒物与气体被水清除的过程。酸性降水通过以上两个过程形成,对于酸性降水的影响极大。而且,开展对云雾水的研究,可以对降水污染的长程传输的深入分析有着一定的促进作用[2]。

3 酸雨形成机理研究

在酸性降水之中的重要前提物,SO2、NOX 以及另外与降水化学相关的污染物排入到大气之中后,还在大气之中本就存在的气体与颗粒物的一起作用下,通过极为复杂的物理化学反应进入到降水之中,并且在水滴之中持续性的进行化学反应,进而达成对降水酸度与化学组成等方面的影响。在这一过程中,有均相反应、多相反应、云内转化等。

4 大气降水化学研究方向

4.1 布设降水化学监测网点

在当前,我国酸沉降监测网的网点一般都设置在城市以及城郊,在农村中布置的监测点不多。通过实际的调查发现,我国城市与农村在空气污染以及降水化学组成方面的差距较大,如今所得到的相关数据只可以代表城市以及郊区。但是无法表达农村的实际情况,不具备区域的代表性。所以,我国需要各地区对本地的自然环境、人口分布等全面情况了解,依据真实的需求进行网点的布设,进而得到具有区域代表性的相关参数,为有效研究提供参考。

4.2 跟踪研究降水化学变化

在我国,降水中存在的酸性物质为硫酸与硝酸,如今依旧以硫酸为主。当前国家采取多种措施加大对SO2排放的控制。但是,NOX 的排放却逐渐的增多,也需要加大对其的控制力度,也要研究降水之中NO3-浓度的改变以及/NO3-当量比出现的变化趋向,更好的对降水之中酸性类型的转变情况有效观测。

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