珠三角大气降水化学特征及其来源解析OA北大核心CSTPCD

揭示大气降水化学特征及其来源贡献,对于大气环境质量改善与水生态安全提升具有重要意义。以典型酸雨区——珠三角为研究区,分析了2000—2021年29个监测站点降水的pH值、电导率以及主要离子浓度特征,并采用相关分析、PMF模型等统计方法解析了降水离子之间的相关性及其来源贡献。结果表明,2000—2021年降水pH值和电导率分别介于(4.66±0.18)~(5.91±0.45)和(1.63±0.59)~(5.49±1.62)mS/m,相对酸度为(0.05±0.062)~(0.19±0.13),pH值呈先降后升年际变化,电导率和相对酸度则相反。降水总离子浓度为(166.63±46.56)~(631.48±212.83)μeq/L,呈先升后降变化趋势。各离子加权当量浓度排序为SO_(4)^(2-)>Ca^(2+)>NH_(4)^(+)>NO_(3)^(-)>Cl->Na^(+)>K^(+)>Mg^(2+)>F^(-),其中SO_(4)^(2-)、NO^(-)_(3)、Ca^(2+)和NH_(4)^(+)是主要离子组分,占总浓度的72.98%。SO_(4)^(2-)浓度占总离子浓度比值由2000年的32.71%降至2021年的14.33%、而NO_(3)^(-)由9.03%升至13.74%。2000—2021年SO_(4)^(2-)与NO_(3)^(-)浓度比值降低了65.95%,2008年后SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)值为0.5~3,降水由前期硫酸型向后期硫酸—硝酸混合型转变,表明城市化和农业集约化背景下珠三角NOx排放增加改变了降水污染结构,并进一步增加了区域大气污染的复杂性。各离子之间呈显著正相关关系,其中NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)的正相关性(r=0.69~0.74)最强,通常NOx和SO2联和排放并以重叠途径进入降水。降水离子来源分为6种,燃煤对SO_(4)^(2-)和F-的贡献率(>60%)最高,二次无机盐贡献了82.30%的NO_(3)^(-),农业源、海盐源、生物质燃烧源和扬尘源分别对NH_(4)^(+)、Na^(+)、K^(+)和Ca^(2+)的贡献率高于70%,二次无机盐对SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和NH_(4)^(+)的贡献率也高于25%。随着城市化推动机动车保有量的升高,二次无机盐源对降水离子的影响更具广泛性,亟需控制氮氧化物的排放以有效防控二次污染源。