拉萨市大气降水化学组成特征及源解析

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青藏高原是中国最大、世界海拔最高的高原。作为地球上最独特的地质-地理-生态单元,是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,是中华民族特色文化的重要保护地。独特的地理位置以及气候环境效应吸引了众多科研学者对青藏高原地区大气环境展开研究。拉萨市位于青藏高原腹地,是典型的高原城市。对拉萨市大气降水的p H、电导率、离子和金属元素的浓度水平、变化规律展开研究,深入分析降水中组分的来源对青藏高原城市的大气环境的认知与污染控制具有参考和借鉴作用。本文在查阅文献资料与气象数据的基础上,对2016-2020年拉萨市大气降水数据进行分析,主要研究结果如下:(1)拉萨市大气降水p H长期为碱性状态,2016-2020年拉萨市降水p H值介于6.86和9.47之间,集中分布在8.0-8.5,EC变化范围介于3.35μS/cm至158.8μS/cm之间,集中分布在3.35~20μS/cm之间。(2)拉萨市大气降水中离子浓度的大小顺序为:Ca2+>Cl—>K+>NO3—>SO42—>Na+>Mg2+>F—,其中Ca2+、Cl—和K+是拉萨市降水中最主要的离子,三者占比超过80%。Ca2+浓度呈上升趋势,表明陆源性来源有所增加;Cl—浓度呈下降趋势,可能是由于拉萨市实施集中供暖,燃煤消耗量降低。F—浓度极低,甚至大多数降水样品中不含F—。降水中[SO42—]/[NO3—]的比值下降,表明NO3—的主导作用有增强趋势,可能与拉萨市机动车保有量增加相关。拉萨市降水化学组成主要是陆源影响,受海源影的响较小,在非雨季的时候,这种影响更为明显。(3)拉萨市大气降水中金属元素浓度平均水平由高到低依次是:Zn>Cr>Ba>Mn>Fe>Pb>Cu>Ni>Tl>Mo>Be>V>Co>Cd。拉萨市2016降水中Zn和Cr的含量异常的高,可能是由于2016年拉萨市大规模道路施工、改造所造成的;Pb浓度呈下降趋势,可能是得益于无Pb汽油的推广;Mn含量水平与1998-2000年相比,检出率和浓度明显上升。整体来说,拉萨市降水中重金属含量较低,对生态环境影响有限。(4)雨季高强度的降水对拉萨市降水的p H、EC、离子和金属元素有显著影响,降水中各组分含量通常呈现出雨季低较低,非雨季较高的特点。(5)来源分析结果表明,拉萨市大气降水中各组分主要存在6个来源。第一个来源是地壳/土壤源、其特征性元素是Ca2+、SO42—、NO3—、V和Cr;第二个来源是湖盐/干盐湖沉积物,其特征性元素是K+和Cl—;第三个来源是合金加工行,其特征性元素是Mn;第四个来源是机动车尾气,其特征性元素是Pb;第五个来源是矿产开发,其特征性元素是Zn和Cu;第六个来源是海盐,其特征性元素是Na+。(6)拉萨市大气环境质量较好,但随着可预见性的经济快速发展,人为活动(例如机动车尾气排放、矿产开发等)对大气环境质量影响程度有所加重,可通过推广清洁能源等方式控制污染物排放。
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