吉林省2014-2018年城市大气降水变化分析

来源:用户上传      作者:范卉 于洋 太春宁

　　摘要：本文基于2014-2018年吉林省大气降水的监测数据，分别从时间和GIS空间分布上对酸雨分布的变化特征进行了研究，采用SPSS统计软件对主要无机离子化学组分进行了相关分析。结果显示，酸雨发生频率逐年降低，酸雨发生区域逐年减少，阴离子中SO42-∕NO3-（当量浓度）比值由2014年的2.24下降到2018年的1.54，从硫酸型污染向复合型转变。
　　关键词：大气降水;GIS;化学组分;SPSS;吉林省
　　中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：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
　　大氣降水被认为是净化大气环境最为有效的手段，其形式包括雨、雪、冰雹等[1]。酸雨是指pH<5.6的大气降水。近几年来，随着大气环境治理的力度加强，酸雨的发生频率和发生机理也在变化，研究大气降水的化学组分也变得非常必要。
　　1 分析资料与方法
　　资料采用2014-2018年吉林省15个城市的监测数据，降水样品均测定降雨量、pH值（场降雨量和H+的加权平均值）、电导率（EC），同时监测主要无机离子化学组分的数据2307个。
　　利用GIS软件对2014-2018年的年均pH值进行了隔年空间插值，运用统计学SPSS软件对主要无机离子化学组分的关系进行了相关分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 酸雨时空分布变化
　　降水pH值及酸雨频率时间变化：2014-2018年吉林省的降水年均pH值范围是5.97～6.53，均呈中性。酸雨发生频率范围是0.1%～5.32%，2015年最高，2018年最低。其中图们市酸雨发生频率全省占比最高，2014-2017年的酸雨样品发生频率范围是35.09%～62%，2014年最高，2018年为0。酸雨发生频率呈逐年降低态势。
　　酸雨发生区域变化：图1是2014-2018年均pH值插值分布隔年变化图。如图所示，酸性降水pH<5.6的地区位于吉林省东部地区。2014年酸雨发生区域面积最大，2016年缩小，至2018年全区域年均pH值均大于5.6，酸雨发生区域面积呈逐年减少至脱离发生酸雨区域的态势。
　　2.2 降水中主要无机离子的成分分析
　　从五年的降水数据离子年均值上排序，阴离子依次为SO42->NO3->Cl->F-;阳离子依次为Ca2+>NH4+>Na+>K+>Mg2+。阴离子中SO42-∕NO3-（当量浓度）比值由2014年的2.24下降到2018年的1.54，说明能源结构及燃烧方式的改变，从硫酸型污染向复合型转变。
　　由图2可见主要无机离子浓度的总量月均值显示夏、秋季较低，春、冬季较高的特点，这可能与季节性降水量有关。降水量大的夏季（7、8月），连续降雨的冲刷使得空气较为清洁[2]，离子浓度总量较低;春季（3、4月）降水量少的同时还可能受特殊天气异地污染物传输的影响，导致离子浓度总量较高。
　　SO42-和NO3-在阴离子浓度总量中占比较高，是因为大气污染物二氧化硫和氮氧化物经常同时排放;Ca2+在阳离子浓度总量中占比最高，而Ca2+是典型的壳源成分，吉林省西部干旱地区的土壤风化、沙尘暴等自然源占其主要来源[3]。
　　2.3 降水中主要无机离子的相关分析
　　表1计算了降水中主要无机离子的相关关系分析。SO42-与NO3-、Ca2+、Cl-的相关系数分别为0.705、0.622和0.564。SO42-与NO3-相关关系明显，源于相似的化学性质和相同的排放源;Ca2+与SO42-主要是由于大气中酸性物质H2SO4与Ca2+等碱性碳酸盐之间的化学反应造成的[3];而Cl-与SO42-可能是因为工业废气的排放以及主要贡献地区吉林省西部干旱盐碱地区的气候特点的结果。
　　参考文献
　　[1]黄奕龙.深圳市大气降水化学组成烟花特征分析：1980-2004年[J].生态环境，2008，17（1）：147-152.
　　[2]鮑阳阳.上海市浦东新区大气降水化学组分及其相关性分析[J].环境监控与预警，2017，9（3）：44-48.
　　[3]张苗云.大气降水化学的统计学分析-以浙江省金华市为例[J].环境化学，2007，26（5）：699-703.
　　[4]杨晓艳，王静.大连市区酸雨特征分析[J].环境与发展，2018（3）：187-189.
　　收稿日期：2020-02-13
　　作者简介：范卉（1973-），女，本科学历，中级工程师，研究方向为大气降水成分，GIS空间分析等。
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