（海洋化学专业论文）连云港滨海大气中水溶性阴离子的研究.pdf

摘要 摘要 目前，我国沿海工业发展迅速，海洋大气对金属材料的腐蚀造成了巨大经 济损失。特别是滨海核电站的大气腐蚀，存在严重的环境和健康隐患。大气中 阴离子成分是造成大气腐蚀的重要因素。为了了解海洋大气的腐蚀特性，研究 大气阴离子成分在大气中的存在、迁移、扩散和消除过程，对于了解工程材料 在海滨大气环境下的耐蚀特性及腐蚀规律，合理选用材料，采取合适防腐措施， 控制腐蚀，延长设备及构件使用寿命具有重要意义。 本文于2 0 0 5 年6 月至2 0 0 6 年5 月，在连云港滨海的田湾核电站采集了大 气吸收液样品5 9 4 个，总悬浮颗粒物( t s p ) 样品3 0 0 个，湿沉降样品1 1 4 个， 干沉降样品3 6 个。采用离子色谱法测定了样品中的c 1 。、n 0 3 。、s 0 4 2 - 等水溶性 无机阴离子。本文主要开展如下几个方面工作： 第一章对大气中化学组分的国内外研究现状进行了综述，主要论述了大气 中水溶性离子、重金属、有机物的研究方法及进展，提出了本论文的研究内容。 第二章对本实验所采用的仪器、试剂、实验流程和实验方法进行阐述。 第三章考察了大气、t s p 、湿沉降、干沉降中3 种水溶性无机阴离子及t s p 质量浓度的浓度水平和时间分布特征。结果表明：大气、t s p 、湿沉降、干沉 降中3 种主要水溶性阴离子含量有相同的顺序：s 0 4 2 - 含量最高，c 1 次之，n 0 3 。 最少。连云港滨海大气中3 种阴离子含量有明显的季节变化：大气中c i 、s o a 2 浓度夏季较高、冬季较低，而n 0 3 - 浓度秋季较高、夏季较低；t s p 质量浓度春 季较高、夏季较低；t s p 中c l 浓度在春秋季高、夏冬季低，t s p 中n 0 3 。、s 0 4 2 。 浓度在冬春季较高、夏秋季较低；湿沉降中n 0 3 。、s 0 4 2 。浓度在冬春季较高、夏 秋季较低，湿沉降中c 1 。浓度在秋冬季较高、在春夏季较低；于沉降中c i 。、s 0 4 厶 浓度夏季较高、冬季较低，干沉降中n 0 3 浓度春秋季较高、夏冬季较低。 对大气、t s p 、湿沉降、干沉降中3 种主要水溶性阴离子浓度及t s p 质量 浓度进行了相关分析，结果表明：大气中s 0 4 2 。分别与c 1 。、n 0 3 呈显著的正相 关性，而c l 和n 0 3 - 相关性较低，这说明大气中的s 0 4 2 与c l 。和n 0 3 在不同时 期可能有相似的来源，而c l 。与n 0 3 来源存在较大差别。t s p 中c l 与n 0 3 呈显 著正相关，与s 0 4 2 。有相关性；t s p 中n 0 3 - 与s 0 4 2 。呈显著的正相关性：t s p 中 连云港滨海大气中水溶性确离子的砚究 c l 、n 0 3 s 0 4 2 与t s p 质量浓度均呈显著正相关性。大气中n 0 3 - 与t s p 中n 0 3 。、 s 0 4 2 - 有明显正相关性，大气中s 0 4 2 与t s p 中n 0 3 、s 0 4 2 - 有明显f 相关性，这 表明大气与t s p 中n 0 3 。、8 0 4 2 - 可能有相同的来源。大气中c l 与t s p 质量浓度 有明显负相关性，这可能是因为大气中的c l 。受海洋影响较大，丽大气中的颗粒 物来源于内陆干旱地区。湿沉降中n 0 3 与s 0 4 2 呈显著的正相关性，降雨量与 湿沉降中n 0 3 、s 0 4 2 - 浓度呈显著的负相关性，这表明降水中的离子主要来源于 大气中气溶胶颗粒和气体的溶解，大的降水量使降水体积增加，降水中酸性离 子的浓度相应降低。干沉降中c 1 。、s 0 4 2 。有正相关性。 第四章考察了风向、风速、相对湿度、气温、气压、近海表层水温、浪高、 降雨量等气象因素对大气中水溶性阴离子浓度的影响。对气象因素与大气中阴 离子浓度进行了相关分析。结果表明：风向、气温、近海表层水温、湿度、气 压与大气中阴离子浓度相关性显著。 第五章总结了本论文的主要结论。 关键词：大气吸收液；总悬浮颗粒物；湿沉降；干沉降；氯离子：硫酸根；硝 酸根； a b s t r a c t a b s t r a c t e c o n o m i cl o s s e sc a u s e db yc o r r o s i o no ft h ei n d u s t r i a lf a c il i t i e sa n dm a c h i n e r i e s b yt h es a l t ym a r i n ea t m o s p h e r eh a sb e c o m eam a j o rp r o b l e mi nt h ec o a s t a lr e g i o n so f c h i n ai nr e c e n ty e a r s o fp a r t i c u l a rc o n c e ma r et h ec o r r o s i o np r o b l e m se x i s ti n n u c l e a rp o w e rp l a n t sb e c a u s eo ft h es e r i o u se n v i r o n m e n t a la n dh e a l t hi m p l i c a t i o n s i n v o l v e d a t m o s p h e r i ca n i o n sa r et h eo n e sr e s p o n s i b l ef o rm o s to ft h ec o r r o s i o n p r o b l e mi nm a r i n ea i r t h u s ，t og a inb e t t e ru n d e r s t a n d i n go nt h ep h y s i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s ，t h et r a n s p o r ta n dt h ee n v i r o n m e n t a lf a t eo fa t m o s p h e r i ca n i o n si si m p o r t a n t f o rc o r r o s i o nc o n t r o lt h r o u g ht h es e l e c t i o no fp r o p e rm a t e r i a l s ，t h ed e v e l o p m e n to f p r e v e n t i v em e t h o d s ，a n dt h ed e s i g no f e f f e c t i v ea n t i - c o r r o s i o nt e c h n o l o g i e s d u r i n gt h es t u d yp e r i o df r o m j u n e2 0 0 5t o m a y2 0 0 6 ，at o t a l o f5 9 4 a t m o s p h e r i ca b s o r bs o l u t i o n ( a a s ) s a m p l e s ，3 0 0t o t a ls u s p e n d e dp a r t i c l e ( t s p ) s a m p l e s ，1 14w e td e p o s i t i o n ( w d ) s a m p l e sa n d3 6d r yd e p o s i t i o n ( d d ) s a m p l e sw e r e c o l l e c t e da tt i a n w a nn u c l e a rp o w e rp l a n ti nt h el i a n y u n g a n gc o a s t a lr e g i o n t h e w a t e rs o l u b l ei n o r g a n i ca n i o n s ( c 1 。、n 0 3 、s 0 4 厶) i ne a c ho ft h e s es a m p l e sw e r e a n a l y z e db yi o nc h r o m a t o g r a p h y ( i c ) t h er e s u l t sa n dd i s c u s s i o n si nt h et h e s i si s o r g a n i z e di n t ot h ef o l l o w i n gf i v ec h a p t e r s ： i n c h a p t e r1 ，t h em e t h o d sa n dt r e n d si nt h er e s e a r c ho fa t m o s p h e r i cc h e m i c a l c o m p o s i t i o n ss u c ha sw a t e rs o l u b l ei o n s ，h e a v ym e t a l sa n do r g a n i cc o m p o u n d sa r e r e v i e w e d t h eo b je c t i v e so ft h es t u d ya r ea l s od e s c r i b e di nt h i sp a r t c h a p t e r2d i s c u s s e st h ee x p e r i m e n t a la s p e c t so fi c ，i n c l u d i n gi n s t r u m e n t a t i o n ， r e a g e n t su s a g e ，o p e r a t i o n a lc o n d i t i o n s ，t h ed e t e c t i o nm e c h a n i s ma n dd a t ap r o c e s s i n g r o u t i n e s c h a p t e r3p r e s e n t st h ec o n c e n t r a t i o nl e v e l sa n ds e a s o n a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h r e e w a t e rs o l u b l ea t m o s p h e r i ci n o r g a n i ca n i o n s ，a a s ，t s p , w da n dd d ，a n dt h eq u a l i t y c o n t r o lp r a c t i c e si nt h e s em e a s u r e m e n t s t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ec o n c e n t r a t i o n so f t h et h r e ew a t e rs o l u b l ei n o r g a n i ca n i o n si na a s ，t s pa n dw da n dd df o l l o wt h e s a m et r e n d ：s 0 4 2 - c l n 0 3 t h ec o n c e n t r a t i o n so ft h e s ep o l l u t a n t ss h o wn o t a b l e s e a s o n a lv a r i a t i o n s ：t h ec o n c e n t r a t i o n so fc 1 。a n ds 0 4 2 。i na a sa r eh i g h e ri ns u m m e r a n dl o w e ri nw i n t e r ；t h ec o n c e n t r a t i o no fn 0 3 。i sh i g h e ri na u t u m na n dl o w e ri n s u m m e r ；t h eq u a l i t yc o n c e n t r a t i o no ft s pi sh i g h e ri ns p r i n ga n dl o w e ri ns u m m e r ； t h ec o n c e n t r a t i o no fc i i nt s pi sh i g h e ri ns p r i n ga n da u t u m n ；b u tl o w e ri ns u m m e r a n dw i n t e r ；t h ec o n c e n t r a t i o no fn 0 3 。a n ds 0 4 2 a r eh i g h e ri nw i n t e ra n ds p r i n gb u t l o w e ri ns u m m e ra n da u t u m n ；t h ec o n c e n t r a t i o no fn 0 3 。a n d $ 0 4 2 。i nw da r eh i g h e r i nw i n t e ra n ds p r i n gb u tl o w e ri ns u m m e ra n da u t u m n ；t h ec o n c e n t r a t i o no fc 1 。i sh i g h i na u t u m na n dw i n t e rb u tl o w e ri ns p r i n ga n ds u m m e r ；t h ec o n c e n t r a t i o no fc 1 一a n d 连云港滨海大气中水溶性翰离子的研究 s o d 2 。i nd da r eh i g h e ri ns u n n l l e rb u tl o w e ri nw i n t e r ；a n dt h ec o n c e n t r a t i o no fn 0 3 i sh i g h e ri ns p r i n ga n da u t u m nb u tl o w e ri ns u m m e ra n dw i n t e r t h er e s u l t so fc o r r e l a t i o na n a l y s e ss h o wt h ee x i s t e n c eo fg o o dc o r r e l a t i o n s b e t w e e ns 0 4 2 a n dc 1 。，a n ds 0 4 2 - a n dn 0 3 i na a s h o w e v e r ，t h ec o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n tb e t w e e nc 1 。a n dn 0 3 。i sl o w e r t h i ss u g g e s t st h a ts 0 4 2 m a yh a v et h es a n l e s o u r c ea sc i a n dn 0 3 d u r i n gd i f f e r e n ts e a s o n s h o w e v e r , c 1 。a n dn 0 3 l i k e l yt oh a v e d i f f e r e n ts o u r c e s i nt s rt h e r ei sag o o dc o r r e l a t i o nb e t w e e nc l 。a n dn 0 3 ，a n da l s o b e t w e e nn 0 3 。a n ds 0 4 2 。t h e r ea r ea l s og o o dc o r r e l a t i o n sb e t w e e nc i 。，n 0 3 。，s 0 4 2 。 a n dt h em a s sc o n c e n t r a t i o ni nt sp g o o dc o r r e l a t i o n se x i s tb e t w e e nb o t hn 0 3 。i n a a sa n db o t hn 0 3 。a n ds 0 4 玉i nt sp g o o dc o r r e l a t i o n sa l s oe x i s tb e t w e e ns 0 4 厶i n a a sa n db o mn 0 3 a n ds 0 4 2 。i nt s p t h e s er e s u l t si l l u s t r a t et h a tn 0 3 。a n ds 0 4 小i n b o t ha a sa n dt s pm a yh a v et h es a m es o u r c e s n e g a t i v ec o r r e l a t i o ne x i s tb e t w e e nc i 。 i na a sa n dm a s sc o n c e n t r a t i o no ft s p t h i si sm a i n l yb e c a u s et h a tc 1 。i nt h e a t m o s p h e r ei sa f f e c t e dh i g h l yb yo c e a n ，h o w e v e rt h ea e r o s o lm a i n l yc o m e sf r o m d r o u g h t yr e g i o ni n l a n d g o o dc o r r e l a t i o n se x i s tb e t w e e nn 0 3 a n d8 0 4 pi nw d ； n e g a t i v ec o r r e l a t i o ne x i s tb e t w e e nr a i n f a l la n db o t hn 0 3 a n d8 0 4 厶i nw d t h i s i n d i c a t e st h a tt h e s ei o n sm a i n l yc o m ef r o mt h ed i s s o l u t i o no fa e r o s o l sa n da c i d i cg a s e s i nm ea t m o s p h e r e d u r i n gh e a v yr a i n f a l l ，t h ew a t e rv o l u m ei n c r e a s e s ，r e s u l t i n gi n l o w e rc o n c e n t r a t i o n so fa c i d i ca n i o n si nw d c h a p t e r 4s u m m a r i z e st h ee f f e c t so fm e t e o r o l o g i c a lp a r a m e t e r s t ot h e c o n c e n t r a t i o no fw a t e rs o l u b l ea n i o n si nl i a n y u n g a n g t h ep a r a m e t e r ss t u d i e di n c l u d e w i n dd i r e c t i o n ，w i n ds p e e d ，r e l a t i v eh u m i d i t y ，t e m p e r a t u r e ，a i rp r e s s u r e ，w a t e r t e m p e r a t u r es u r f a c el a y e ri n s h o r e ，w a v eh e i g h t ，a n d r a i n f a l l 。c o r r e l a t i o na n a l y s e sh a v e b e e nm a d eb e t w e e nw a t e rs o l u b l ea n i o n sa n de a c h o ft h ea b o v em e t e o r o l o g i c a l p a r a m e t e r s a m o n gt h ep a r a m e t e r ss t u d i e d ，w i n dd i r e c t i o n ，t e m p e r a t u r e ，w a t e r t e m p e r a t u r es u r f a c el a y e ri n s h o r e ，h u m i d i t ya n da i rp r e s s u r ea r et h eo n e sa f f e c t i n gt h e a n i o nc o n c e n t r a t i o n st h em o s t m a jo rc o n c l u s i o n sa r es u m m a r i z e di nc h a p t e r5 k e y w o r d ：a t m o s p h e r i ca b s o r bs o l u t i o n ( a a s ) ；t o t a ls u s p e n d e dp a r t i c u l a t e s ( t s p ) ； w e td e p o s i t i o n ( w d ) ；d r yd e p o s i t i o n ( d d ) ；c i 。；s 0 4 2 ；n 0 3 i v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声 明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 丧怛努， 日期：历d 鼋年占月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解国家海洋局第一海洋研究所关于收集、保存、使用 学位论文的规定，即： 按照本所要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 研究所有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服 务； 研究所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 研究所同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国 学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名：壤。逻洗 期：) d 1 9 罾年易肖 日，日 鬼 怔 穴 第l 章综述 1 1 概述 第1 章综述 大气是由各种气体、液体和固体微粒均匀地分散在空气中形成的一个庞大的 分散体系【l 】。大气中分散的各种粒子称为大气颗粒物，大气中的一些有毒物质大 多数都存在于颗粒物中，它也是大气中一些污染物的载体或反应床。大气颗粒物 可以湿沉降或干沉降的方式沉降下来，从而对陆地和海洋生念环境造成了巨人影 响。大气中的微量化学物质，特别是水溶性离子、重金属元素、有机污染物，日 益受到人们的关注。滨海大气受到海洋和陆地的共同影响，具有物质来源复杂、 含量高、季节变化显著等特征，研究滨海大气污染物的状况将有助于了解陆源和 海源污染物的迁移、扩散和沉降过程，因而更加受到人们的关注。 1 2 有关大气的术语 大气气溶胶( a e r o s 0 1 ) ：是指大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成 的多相体系【2 1 。大气气溶胶粒子的直径通常在0 0 0 1 1 0 0u m 之间。其来源可分为 自然源和人为源两种，自然源主要是海浪飞溅生成的海盐粒子，海洋生物生理活 动产生的有机物通过海气界面交换进入大气，地球表面的岩石和土壤风化，火 山爆发所释放出来的火山灰，森林火灾的燃烧物等；人为源主要来自化石燃料燃 烧过程中所形成的煤烟、飞灰等，工业生产过程所排放出来的原料或产品微粒等。 总悬浮颗粒物( t o t a ls u s p e n d e dp a r t i c u l a t e s ，t s p ) ：是指在一定体积空气 中，被空气悬浮的全部颗粒物【3 j 。用单位体积中颗粒物总质量或颗粒物总数表示。 通常用大流量或中流量采样器采集测定。其粒径多在1 0 0p m 以下，尤以1 0 肛m 以下的为最多。 湿沉降( w e td e p o s i t i o n ) ：通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程 【4 1 。是去除大气颗粒物和痕量气念污染物的有效方法。可分为雨除和冲刷两种机 制。一般湿沉降过程去除大气颗粒物的量约占总量的8 0 9 0 。 千沉降( d r yd e p o s i t i o n ) ：大气颗粒物在重力作用下或与其他物体碰撞后发 连云港滨海大气中水溶性明离子的研究 生的沉降卯。存在两种机制，一种是重力沉降，主要去除粒径在1 0i x m 以上的颗 粒物；另一种是粒径小于0 1i x m 的颗粒，靠布朗运动扩散，相互碰撞而聚集成 较大的颗粒，从而去除。干沉降过程去除大气颗粒物的量约占总量的1 0 2 0 。 1 3 大气中化学组分的研究方法及进展 大气中化学组分的研究是大气化学研究的热点。目前，大气中化学组分的研 究主要集中在水溶性离子、重金属元素和有机物等方面。 ( 1 ) 水溶性离子： 大气中水溶性离子的研究己成为国内外大气化学中最重要和最有实用价值 的前沿课题之一。大气中水溶性离子包括水溶性阴离子和水溶性阳离子两部分。 大气中水溶性阴离子的研究主要包括f 。、c 1 。、n 0 2 。、n 0 3 、s 0 4 厶、p 0 4 3 - 等。人 气中水溶性阳离子的研究主要包括k + 、n a + 、c a 2 + 、m 9 2 十、n h 4 + 等。 国内外学者在大气中水溶性阴离子方面做了大量工作。h a r a l dj b e i n e 6 】等 人在1 9 9 7 年至1 9 9 9 年的春天，对北极大气颗粒物无机痕量化学物质的本底值进行 了监测。并使用i c 法分析了h b r 、h n 0 3 、h o n o 、n 0 3 和n 0 2 - 的浓度。g u o r c h e n g f a n g 7 1 等人于2 0 0 4 年3 月至2 0 0 5 年1 月期间，作了台湾海峡附近t s p 特征、干沉降 速率等大气颗粒物方面的研究。采集的样品用d i o n e x 1 0 0 型离子色谱进行分 析，测定了其中的c 1 。、s 0 4 2 。、n 0 3 。测定结果表明：大气颗粒物中占主要地位 的离子是s 0 4 2 - 和n 0 3 。此外，n 0 3 。、s 0 4 2 - 在冬季浓度较高，在夏季较低。s k a r t h i k e y a n l 8 】等人利用i c 法结合超声波提取法，分析测定大气细颗粒物( p m 25 ) 中的s 0 4 2 、c 1 、n 0 3 等离子，其主要离子浓度顺序为8 0 4 2 - n 0 3 。 c i ，s 0 4 厶 和n 0 3 组分分别占5 0 , t i 9 0 。k a k o l ik a r a r ( 9 】等人于2 0 0 3 年11 月至2 0 0 4 年11 月 期间在印度k o l k a t a 城市居民区和工业区进行布点采样，主要研究城市居民区和 工业区大气 p m l 0 化学特性和季节变化的影响。测定结果显示居民区p m l o 质量 浓度变化范围为6 8 2 2 8 0 6 “g m 3 ，工业区为6 2 4 4 0 1 2 g m 3 。同时又用离子色谱 分析了大气中五种水溶性阴离子f 、c 1 。、n 0 3 。、p 0 4 3 。、s 0 4 ，测定结果表明上 述阴离子中s 0 4 2 浓度最大，居民区、工业区s 0 4 2 。浓度分别为1 2 “m 3 和1 7 l l g m 3 。n a g a m o t o 等 1 0 1 在对1 9 8 4 1 9 8 9 年太平洋的7 个调查航次的大气降水进行分 析后指出：在大港1 2 1 附近，雨水酸度最大，其s 0 4 2 - 和i n 0 3 浓度也最高，这说明 2 第l 章综述 从大陆迁移过来的人类活动产生的污染物对海洋大气湿沉降有影响。s i l v i a c a n e p a r i 等人在意大利罗马附近进行大气p m l o 采样，每次样品采集时间为2 4 h ， 并用i c 法测定了样品中七种阴阳离子c 1 。、n 0 3 。、8 0 4 2 。m c h o e l t l 2 】等人在1 9 9 7 年、1 9 9 9 年和2 0 0 0 年对法国北部一个冶炼厂附近的降尘进行采样，用i c 法测定了 其中的水溶性离子c i 。、n 0 3 。s u s 0 4 2 。l e e 等【l3 j 在朝鲜半岛设立了十几个采样点， 研究发现：大气降水d p s 0 4 2 乖i j n 0 3 浓度与北美和中欧地区相似，但是由于含n h 3 和含c a 物质的中和作用，h + 的浓度明显偏低。s a f a i 等1 1 4j 通过对印度p u n e 市自 1 9 8 4 2 0 0 2 年来的长期观测，发现降水中8 0 4 2 。矛i n 0 3 的浓度呈上升趋势，而c a 2 + 呈下降趋势，这直接导致了降水酸性的增加。吴兑i l5 j 通过对华南地区人气颗粒物 质量谱与水溶性成分谱分布的研究认为，在工业城市中粗粒态粒子显著多于清洁 地区，工业城市气溶胶水溶性成分中的8 0 4 2 - 显著高于清洁地区，而c l 有明显损 耗。海岛与海岸气溶胶中水溶性成分以s 0 4 2 、c l 为含量比重最大的离子成分。 张宁【1 6 , 1 7 1 对兰州市区t s p 的化学组成和分布特征进行了研究。通过对兰州市区 t s p 的测定，检出f 、c 1 。、b r 、s 0 3 2 。、n 0 3 、8 0 4 2 - 等6 种阴离子。离子浓度含量 最高的分别是s 0 4 厶、f 。等离子。敖雪桔【1 8 】使用i c 法分析了大气总悬浮颗粒物中 的阴离子，并对滤膜、提取方法及提取液进行了讨论。钱飞中l l9 】采用对大气颗粒 物样品经纯水浸泡、超声提取后过滤的方法，再用i c 法对滤液中的阴离子进行测 定，其加标回收率和相对标准偏差均符合质量控制要求。张远辉 2 0 】等用离子色谱 法测定了厦门海域气溶胶中多种无机离子。袁蕙【2 i 】等建立了梯度淋洗在1 4m i n 内同时测定大气气溶胶和降水中的甲酸、乙酸、草酸及大气中海洋微牛物硫释放 源指示物甲磺酸( m s a ) 与无机阴离子f 。、c i 、n 0 2 。、n 0 3 。、8 0 4 2 。、p 0 4 弘的新 方法。余学春【2 2 】等利用离子色谱技术同时测定大气气溶胶中的水溶性有机物 ( w s o c ) 与各种无机成分，检测出7 种无机阴离子( f 。、c i 。、n 0 2 、n 0 3 、8 0 3 扣、 s 0 4 厶、p 0 4 3 - ) 。李连科 2 3 】等采用离子色谱法分析了1 9 9 4 、1 9 9 5 两年在大连石槽海 洋大气观测站所监测的大气气溶胶及气溶胶中的c i 。、n 0 3 、8 0 4 2 。，研究了富集 程度、相互关系等物理、化学特征，还讨论了天气及某些气象要素对气溶胶浓度 分布特征的影响，对气溶胶的来源也作了简要探讨。徐建中【2 4 】等采用离子色谱法 分析了第二次北极科学考察沿线气溶胶中的阴离子浓度。温天雪【”】通过对中国台 北大气颗粒物中的水溶性阴离子的浓度变化，并利用后推气流轨迹模型结合离子 连云港滨海人气中水溶性翰离f 的碘究 质量分数和离子间相关性分析，研究了不同长距离输送过程对中国台北大气污染 的影响。认为中国台北大气气溶胶中可溶性阴离子主要由c 1 。、n 0 2 、n 0 3 和s 0 4 2 。 组成，其i ：卢s 0 4 2 - 占可溶性阴离子质量浓度的6 0 9 0 ，n 0 3 - 次之，占9 2 2 ，两 者具有较强同源性；c 1 并i n 0 2 所占比例较小，n 0 2 浓度不容忽视。陈永桥【2 6 j 利 用i c 法分析了北京市两个区域t s p 中水溶性无机离子组分。发现城乡结合带采集 的t s p 中水溶性无机离子浓度比郊区高。两地水溶性离子浓度有明显的季节变化 趋势，s 0 4 2 - 浓度冬季最高，而夏季许多离子浓度普遍较低，n 0 3 质量中值直径 随季节变化有明显的不同。黄卓尔【27 j 研究了爱尔兰西海岸国际海洋大气站夏季 ( 2 0 0 2 年8 月1 2 2 2 日) 大西洋气团颗粒物中水溶性无机离子的含量与其粒径关 系。认为海盐成分c l 。、s 0 4 2 。含量在粗颗粒物中随粒径呈双峰分布( 0 8 3 0 m ) 。 宋燕【2 8 j 利用i c 技术对北京p m l o 和p m 2 5 中的水溶性阴离子( f 、c l 。、n 0 3 ；手 i s 0 4 士) 进行了分析测定。认为f 、c 1 、n 0 3 - 幂n s 0 4 2 - 离子的总质量分别占p m l o 和p m 2 5 总 量的1 8 2 和2 4 2 ，是大气颗粒物的重要组分。其中f 主要存在于p m l o 的粗颗 粒中，而c 1 、n 0 3 年t l s 0 4 2 - 则主要在细颗粒中富集。陈永桥【2 9 1 利用i c 技术分析了 北京市t s p 中水溶性无机离子。研究结果表明，北京城乡结合部t s p 的年均浓度 为5 4 9 7g g m 3 ，其 s 0 4 玉、n 0 3 一、c a 2 + 、n h 4 + 4 种组分占总离子浓度的8 5 。颗 粒物中总离子浓度冬季最高、夏季最低。王文兴【3 0 】经过十多年的观测指出：中国 大气降水中s 0 4 2 - 矛n n 0 3 - 的浓度，北方非酸雨区高于南方酸雨区，这说明降水的 酸度并不简单地决定于降水q b s 0 4 2 - 禾 i n 0 3 的绝对浓度，而决定于这些离子对于 c a 2 十和n h 4 + 的相对浓度。张国森【3 1 】用离子色谱法分析了嵊泗群岛和千里岩岛两个 观测站大气湿沉降样品中的f 。、c 1 、n 0 3 ；乖1 s 0 4 2 - 等4 种阴离子。结果表明，它们 的月均浓度之间差别较大，季节性变化明显；与近岸城市相比，具有显著的海洋 性特征。林雨霏【3 2 】对黄海千里岩岛春、夏季收集的降水样品进行分析，分析了 降水中常量阴、阳离子在这一时间段的浓度变化，并应用相关性分析对降水中常 量阴、阳离子及常量阴、阳离子整体间的关系进行分析。王眠等p j j 从1 9 9 7 年9 月 至1 9 9 8 年1 1 月期间，5 次监测大气气溶胶，获得了青岛沿海地区气溶胶( t s p 、 p m l o 、p m 2 5 ) 的质量浓度。对气溶胶中主要可溶性离子的分析表明：t s p 中可溶 性离子的质量浓度占总质量浓度的4 0 以上，其中主要可溶性阴离子f f - , , j 8 0 4 小、 n o ，而且主要存在于细粒子中，表明其主要来自二次气溶胶，冬季气溶胶浓度 4 第l 章综述 大大高于其他季节。 国内外学者对大气中的水溶性阳离子也开展了一些研究工作。张宁3 4 1 用单柱 离子色谱法测定了降水、t s p 、降尘中的一价和二价阳离子( k + 、n a + 、c a 2 + 、 m 9 2 + 、n h 4 + 等) ，方法精密度实验的变异系数2 0 2 。钱飞中用离子色谱 法测定了宁波市大气总悬浮颗粒物水提取液中的n h 4 + 、c a 2 + 、m 9 2 + 、n a + 、k + ， 为了解大气中的离子成分对环境的影响提供了依据。郭岩【3 6 】用离子色谱法测定酸 雨中的n a + 、n h 4 + 、k + 、m 9 2 + 、c a 2 + 等阳离子，并同时用原子吸收分光光度法进 行了对比实验。结果表明，利用离子色谱法测定阳离子，方法简便、快捷，能一 次同时测定多种离子，测定结果和原子吸收法相符。周震峰1 37 】利用离子色谱法对 苏南农村地区两个采样点p m 2 5 样品中n h 4 + 、m g ”、n a + 、k + 4 种主要水溶性阳离 子进行了分析，讨论了该地区p m 2 5 中水溶性离子组成及其时空分布特征。黄自 强f 3 8 】从1 9 9 8 年3 月7 同至1 9 9 9 年11 月2 3 日历时2 1 个月，在南极中山站连续采集8 9 个海洋气溶胶样品，提供全部样品的k + 、n a + 、c a 2 + 、m 9 2 + 含鼍的实测值。研究 表明中山站气溶胶化学成份的含量具有季节性变化的特征。通过相关分析、因子 分析、富集因子等方法判别不同时间段中山站气溶胶化学成份的来源。王珉【3 9 1 在1 9 9 7 年9 月至1 9 9 8 年8 月分4 次对青岛沿海地区的大气气溶胶进行了监测，结果 表明：气溶胶质量浓度多集中在 2 5g m 的细粒子中，同时采暖季节细粒子浓度 远远大于非采暖季节，k + 主要集中在粒径 2 5g m 的粗粒子中。徐宏辉【4 0 】为研究我国华北地区大气污染 区域传输过程，于2 0 0 6 年6 月在泰山同观峰上的泰山气象站，利用a n d e r s e n 分级 采样器同步进行了大气气溶胶采样，样品用离子色谱( i c ) 进行了分析。结果表 明：k + 的浓度在0 4 3 0 6 5g m l i l 现峰值；c a 2 + 、m 9 2 + 的浓度在4 7 5 8 m 出现峰值； n a + 的浓度在0 4 3 0 6 5g m l 1 4 7 。5 8i r t m l k i 现峰值。 ( 2 ) 重金属元素： 从环境污染方面讲，重金属主要是指h g 、c d 、p b 、c r 以及类金属砷( a s ) 等生物毒性显著的元素，也包括具有一定毒性的如z n 、c u 、c o 、n i 、m n 、s n 、 m o 等一般元素【4 l 】。研究大气中微量重金属含量及分布特征，对了解自然界和人 类活动中污染物的长距离输送以及对大气环境和海洋生态环境的影响具有十分 重要的意义。 连云港滨海大气中水溶性明离子昀研究 国外对大气中的微量重金属进行了不少研究。a n t o n i oj 【4 2 j 用i c p ，a e s 法分 析了6 种粒径颗粒物中的m n 、c o 、n i 、c u 、c d 、p b ，了解了金属的尺度分布。 c o n g zy 等1 4 3 j 测定了西减地区夏季大气中的1 9 种元素，结果表明，由于人类活动， c r 、n i 、c u 、z n 、a s 等重金属元素已经通过大气层传输到该地区。j o n a t h a n 【删 对夏威夷岛大气气溶胶中痕量物质进行了6 年观测研究。r e j a s 等研究了北海上 空大气中m n 、n i 、c u 、p b 几种元素的垂直分布结构，发现在靠近海面处元素浓 度高，而且都有一定富集。a r i m o t o 4 6 1 测定了北大西洋上空中的痕量元素。r a d l e i n 和h e u m a n n 4 7 1 测定了输送到欧洲的气溶胶经过太平洋上空的颗粒态重金属的浓 度。k u b i l a y 4 8 】对黑海上空大气颗粒物的化学组成及含量作了研究。v a s s i l a k o sc f 4 9 】 用石墨炉原子吸收法测定了大气颗粒物中的c d 、n i 、p b ，并用冷原子吸收法和 氢化物发生法测定了h g 和a s 。通过考察重金属与气象参数之间的关系，发现其 与温度和相对湿度有关，p b 尤为突出，除h g ；r - 的大多数金属与氮氧化物、p m l o 和臭氧等有密切关系。b i e g a l s k isr f 5 0 】用n a a 法测定了气溶胶中1 5 种金属元素， 研究了重金属的来源及季节变化规律，并初步探讨了其与赤潮之问的可能关系。 近年来国内学者对这方面的研究也有不少进展。胡小玲【5 l j 研究了大气中c d 、 c u 、m n 、n i 、p b 、c r 同时连续测定的方法，样品采用氢氟酸硝酸溶解，在水溶 液中用火焰原子吸收法测定，分析速度快，数据准确可靠。刘昌岭【5 2 】用石墨炉原 子吸收法连续测定气溶胶中的c u 、c o 、p b 、c d 、c r 、n i ，检出限为1 9 l o 。1 2 1 6 1 0 1 0g ，r s d 6 1 ，加标回收率为9 0 4 1 0 6 。刘昌岭1 5 3 】分别于1 9 9 5 、1 9 9 6 两年的春、夏两季在黄海千里岩采集6 6 个大气气溶胶样品，测定了1 6 种金属元素 的浓度，讨论了其浓度的变化及其来源，并初步估算了大气气溶胶中这些重金属 在黄海海域的沉降通量。结果表明：黄海海域大气气溶腔中大多数元素有明显的 季节变化，春季的浓度大于夏季，这与大气颗粒物的浓度是一致的。陈茂兴1 5 4 l 用i c p a e s 法测定了青岛地区大气气溶胶中f e 、m n 、c u 、p b 、z n ，并讨论了这 几种元素的时空分布及来源。刘昌岭 5 5 1 用i c p a e s 法和石墨炉原子吸收法测定 了m n 、p b 、z n 、c d