吉林省2014-2018年城市大氣降水變化分析

范卉 于洋 太春寧

摘要：本文基于2014-2018年吉林省大氣降水的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別從時間和GIS空間分布上對酸雨分布的變化特征進(jìn)行了研究，采用SPSS統(tǒng)計軟件對主要無機(jī)離子化學(xué)組分進(jìn)行了相關(guān)分析。結(jié)果顯示，酸雨發(fā)生頻率逐年降低，酸雨發(fā)生區(qū)域逐年減少，陰離子中SO42-∕NO3-（當(dāng)量濃度）比值由2014年的2.24下降到2018年的1.54，從硫酸型污染向復(fù)合型轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：大氣降水;GIS;化學(xué)組分;SPSS;吉林省

中圖分類號：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）03-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.080

Characteristics of atmospheric precipitation in Jilin Province from 2014 to 2018

Fan Hui，Yu Yang，Tai Chunning

（Jilin Province Ecology and Environment monitoring center ，Changchun Jilin 130011，China）

Abstract：The paper based on the rainfall monitoring data in Jilin Province from 2014 to 2018，we studied the change characteristics of the acid rain distribution from time and GIS space，analysis the main inorganic chemical composition and its correlation with statistical software SPSS。The results expressed that，the frequency of acid rain is reduce，the acid rain area is decrease year by year，the ratio of SO42-∕NO3-（equivalent concentartion）is descent from 2.24 in 2014 to 1.54 in 2018，to transform sulfuric acid pollution into compound pollution.

Key words：Atmospheric precipitation;GIS;Chemical composition;SPSS;Jilin Provin

大氣降水被認(rèn)為是凈化大氣環(huán)境最為有效的手段，其形式包括雨、雪、冰雹等[1]。酸雨是指pH<5.6的大氣降水。近幾年來，隨著大氣環(huán)境治理的力度加強(qiáng)，酸雨的發(fā)生頻率和發(fā)生機(jī)理也在變化，研究大氣降水的化學(xué)組分也變得非常必要。

1 分析資料與方法

資料采用2014-2018年吉林省15個城市的監(jiān)測數(shù)據(jù)，降水樣品均測定降雨量、pH值（場降雨量和H+的加權(quán)平均值）、電導(dǎo)率（EC），同時監(jiān)測主要無機(jī)離子化學(xué)組分的數(shù)據(jù)2307個。

利用GIS軟件對2014-2018年的年均pH值進(jìn)行了隔年空間插值，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)SPSS軟件對主要無機(jī)離子化學(xué)組分的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸雨時空分布變化

降水pH值及酸雨頻率時間變化：2014-2018年吉林省的降水年均pH值范圍是5.97～6.53，均呈中性。酸雨發(fā)生頻率范圍是0.1%～5.32%，2015年最高，2018年最低。其中圖們市酸雨發(fā)生頻率全省占比最高，2014-2017年的酸雨樣品發(fā)生頻率范圍是35.09%～62%，2014年最高，2018年為0。酸雨發(fā)生頻率呈逐年降低態(tài)勢。

酸雨發(fā)生區(qū)域變化：圖1是2014-2018年均pH值插值分布隔年變化圖。如圖所示，酸性降水pH<5.6的地區(qū)位于吉林省東部地區(qū)。2014年酸雨發(fā)生區(qū)域面積最大，2016年縮小，至2018年全區(qū)域年均pH值均大于5.6，酸雨發(fā)生區(qū)域面積呈逐年減少至脫離發(fā)生酸雨區(qū)域的態(tài)勢。

2.2 降水中主要無機(jī)離子的成分分析

從五年的降水?dāng)?shù)據(jù)離子年均值上排序，陰離子依次為SO42->NO3->Cl->F-;陽離子依次為Ca2+>NH4+>Na+>K+>Mg2+。陰離子中SO42-∕NO3-（當(dāng)量濃度）比值由2014年的2.24下降到2018年的1.54，說明能源結(jié)構(gòu)及燃燒方式的改變，從硫酸型污染向復(fù)合型轉(zhuǎn)變。

由圖2可見主要無機(jī)離子濃度的總量月均值顯示夏、秋季較低，春、冬季較高的特點(diǎn)，這可能與季節(jié)性降水量有關(guān)。降水量大的夏季（7、8月），連續(xù)降雨的沖刷使得空氣較為清潔[2]，離子濃度總量較低;春季（3、4月）降水量少的同時還可能受特殊天氣異地污染物傳輸?shù)挠绊?，?dǎo)致離子濃度總量較高。

SO42-和NO3-在陰離子濃度總量中占比較高，是因為大氣污染物二氧化硫和氮氧化物經(jīng)常同時排放;Ca2+在陽離子濃度總量中占比最高，而Ca2+是典型的殼源成分，吉林省西部干旱地區(qū)的土壤風(fēng)化、沙塵暴等自然源占其主要來源[3]。

2.3 降水中主要無機(jī)離子的相關(guān)分析

表1計算了降水中主要無機(jī)離子的相關(guān)關(guān)系分析。SO42-與NO3-、Ca2+、Cl-的相關(guān)系數(shù)分別為0.705、0.622和0.564。SO42-與NO3-相關(guān)關(guān)系明顯，源于相似的化學(xué)性質(zhì)和相同的排放源;Ca2+與SO42-主要是由于大氣中酸性物質(zhì)H2SO4與Ca2+等堿性碳酸鹽之間的化學(xué)反應(yīng)造成的[3];而Cl-與SO42-可能是因為工業(yè)廢氣的排放以及主要貢獻(xiàn)地區(qū)吉林省西部干旱鹽堿地區(qū)的氣候特點(diǎn)的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]黃奕龍.深圳市大氣降水化學(xué)組成煙花特征分析：1980-2004年[J].生態(tài)環(huán)境，2008，17（1）：147-152.

[2]鮑陽陽.上海市浦東新區(qū)大氣降水化學(xué)組分及其相關(guān)性分析[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2017，9（3）：44-48.

[3]張苗云.大氣降水化學(xué)的統(tǒng)計學(xué)分析-以浙江省金華市為例[J].環(huán)境化學(xué)，2007，26（5）：699-703.

[4]楊曉艷，王靜.大連市區(qū)酸雨特征分析[J].環(huán)境與發(fā)展，2018（3）：187-189.

收稿日期：2020-02-13

作者簡介：范卉（1973-），女，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向為大氣降水成分，GIS空間分析等。