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《吉林农业大学》 2011年
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吉林省雪水沉积物的理化特性研究

闫海彬  
【摘要】:大气作为重要的环境系统组成部分,对环境和生态具有重要的影响,大气污染已成为人们广泛关注度的环境问题之一。人类活动将大量污染物带入大气环境中,吸附在大气颗粒物上的污染物通过大气运动在大气运动在全球范围内传输。大气中的物质通过干湿沉降(大气降水)输入至土壤、水域、人工设施,影响地面生态环境。 吉林省作为东北老工业基地,随着城市社会经济的发展,燃煤、工业粉尘及交通道路运输排放等对城市环境造成了巨大压力。吉林省冬季主要降水方式以降雪为主,大气中的颗粒物质主要通过干湿沉降过程最终输入至土壤、水域、人工设施。大气污染程度直接影响输入性质,了解大气沉降物的理化特性是探讨冬季降雪对环境影响的首要前提。冬季降雪雪水中沉积物的理化特性的研究对进一步了解吉林省冬季降雪中沉积物的起源及其对环境的影响有重要意义。本文采用X射线衍射法、化学分析对吉林省长春市、白城市、延吉市雪水中沉积物的颗粒组成、矿物组成、可溶性离子组成及有机碳含量进行测定。结果表明: 1、吉林省2009年至2010年降雪pH值平均为6.44,变化范围6.01-7.10,不属于酸性降水,对环境酸化不造成影响。电导率值中等,平均值为55.0μs/cm,变化范围17.50~86.00μs/cm,约是中国大气本底基准观象台瓦里关山洁净降水的37倍,降雪受到一定程度的污染。Ca2+和NH4+是主要阳离子分别占阳离子浓度和的38%和40%;HCO3-和SO42-是主要阴离子分别占阴离子浓度和的47%和38%。吉林省降雪雪水离子阴浓度排序为:HCO3-SO42-Cl-NO3-,大气降水酸性属于硫酸型,对大气降水酸性的贡献率也较高,但由于吉林省降水(SO42-+NO3-)/(Ca2++NH4+)=1.38,数值较低,说明吉林省大气中和能力强大,虽然有较多的离子,但不易发生酸性降水,对环境酸化不造成影响。吉林省与北京、兰州、重庆三座城市阴离子均以SO42-为主,这一特征主要因中国城市的能源结构导致,中国城市的能主要通过燃煤获取。目前吉林省机动车和石油化工业对大气污染的程度不如北京、兰州、重庆三座城市,NO3-对大气环境污染的贡献率相对较低。吉林省化工和水泥等行业对大气环境污染的贡献率高于北京和重庆。吉林省大气环境酸性较弱。吉林省与北京、兰州、重庆三座城市大气降水中阳离子均以Ca2+和NH4+为主。 2、吉林省降雪雪中沉积物主要以2μm粒径为主,均值含量大小顺序为(2μm)(20-200μm)(200μm)(2-20μm)。吉林省降雪雪水沉积物主要以2μm粒径为主,其次为20-200μm粒径,说明我省冬季大气环境中主要以PM2.5为主。PM2.5为可吸入颗粒物,当颗粒物通过人体呼吸进入人体呼吸系统后对人人体呼吸道等器官造成一定程度的伤害,对于大颗粒进入人体呼吸道可引起哮喘病等并发症,而相对较细的细小颗粒进入人体呼吸系统可引起肺病、心脏疾病、等呼吸系统疾病,对人体肺部功能影响造成一定的影响。 3、吉林省降雪雪中沉积物含量均值为189.71m/L,变化范围37.47mg/L~643.06mg/L大气中颗粒物质通过降雪传入地面较多,说明吉林省空气质量相对较差,大气湿沉降可吸附大量大气颗粒物。吉林省冬季采暖大量燃烧煤炭、汽车尾气、人类日常生活大量排放致使吉林省降雪雪水沉积物种有机碳含量较高。大量降雪融化时大量的有机碳与地表土壤结合,增加土壤有机碳含量。有机碳含量高的土壤中微生物对有机碳的分解作用相相对较强,微生物在分解有机碳的过程中对02的消耗量增大,导致有机碳含量较高的土壤中02含量降低,土壤通气状况下降,可能导致有机碳含量高的土壤硝化作用受到限制。 4、本文通过X射线衍射分析对吉林省降雪雪中沉积物中原生矿物、粘粒矿物进行分析研究。吉林省降雪雪中沉积物中原生矿物主要以石英、长石为主,不含有云母、辉石、角闪石、橄榄石、方解石、磷灰石、黄铁矿等原生矿物,偶尔发现有赤铁矿矿物,表明吉林省PM10中的矿物组成较为复杂。长石族矿物是硅酸盐矿物的一种,大多数包括在KAlSi3O8、NaAlSi3O8、CaAl2Si2O8的三元系中。粘粒矿物主要以蒙脱石、伊利石、高岭石、蛭石为主,偶尔含有绿泥石。吉林省冬季大气降雪条件下,大气颗粒物主要以粘粒矿物为主。
【学位授予单位】:吉林农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X513;X13

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