某城市酸雨化学特征及致酸物质输送特征研究

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了解酸雨致酸物质的来源对酸雨污染控制有着重要意义。本文以某市环境监测站2006~2010年降水监测数据为基础,对某市降水化学特征进行了分析。同时,分析监测站周围50km区域排放致酸物质污染源分布与酸雨特征的关系,利用决策树模型分析气象因素对酸雨的影响。最后,运用HYSPLIT模型计算了监测站上方不同高度处的72h后向轨迹。主要结论如下:(1)该市2006-2010年年均降水pH总体呈下降趋势,酸雨频率呈上升趋势。五年降水pH小于5.6的样品中硫酸根与硝酸根的摩尔浓度比值分别为1.31、1.49、1.28、0.99和1.25,均属于混合型酸雨,硫酸为主要致酸因子。降水总离子浓度先上升后降低,各风向上的降水离子浓度以西南和东南风向最高,分别为487.89μeq/L和480.49u eq/L。(2)该市2010年东北(NE)、东(E)、东北东(ENE)的风频最高,分别为11.16%、10.89%和10.75%。调查区域内,东风向的污染源排放速率最高,这也增加了该市酸雨污染的可能性。基于气象条件的预测酸雨决策树综合准确率达到70.49%,预测为酸雨和非酸雨的准确率分别为59.24%和83.97%。影响酸雨形成的四个气象条件按重要性从大到小排序为:风向、相对湿度、气温、降水量(每次取样)。风向的重要性要明显高于其他三个气象条件,达到0.589,说明污染源布局和大气污染输送可能对酸雨的影响较大。(3)该市2006~2010年长距离输送在100m、500m高度总体上以偏东向轨迹为主,其对应的降水日酸雨污染也较重,1500m与3000m高度以偏西向轨迹为主。较短轨迹对应降水酸雨污染相对较严重,即使在3000m高度,在一千公里以内的轨迹对应降水日的pH仍然较低,说明了中短途(几百公里)的输送影响是比较明显的。比较该市不同高度酸雨和非酸雨日后向轨迹的差异发现,100m高度,酸雨日东南和东北向轨迹出现频率相对较高;500m高度,酸雨日东北向出现频率相对较高;1500m高度,轨迹来向的差异并不是十分明显;3000m高度,酸雨日后向轨迹南向出现频率相对较大。该市与江都、扬州后向轨迹相比较,该市与其他两地轨迹来向在10m和100m高度基本相同,轨迹在500m和3000m高度体现出一定的差异性:在500m高度,该市受东北短轨迹影响较大;在3000m高度,该市受西南短轨迹影响较大。
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