空气冷凝水与降雨的化学成份和大气环境质量的关系


  摘要  探讨了家用除湿机作为空气水溶性物质采集器的可行性。通过离子色谱仪等对冷凝水与降雨中化学成份进行分析,探索了空气冷凝水与大气环境质量之间的关系,并考察了降雨前后空气冷凝水中可溶性化学成份的变化。结果发现,空气冷凝水与降雨的化学成份显著相关,冷凝水中大部分阴阳离子的含量只比雨水低1个数量级。空气冷凝水的化学成份在不同的环境功能区其浓度存在显著差异。 
    **词空气冷凝水  降水  空气污染  家用除湿机
 
1 前言
近年来对于雾水的研究,**内外已有不少研究报导[1,2]。结果表明,雾水化学组成与局地空气中的物质即与局地空气环境质量密切相关。雾由水汽生,水汽是雾水的前体物,是雾水聚合物的单体。雾的形成需要特定的环境条件,而水汽则不需要特定条件,因此研究水汽的采样、空气冷凝水中可溶性化学成份与大气环境质量的关系很重要。降雨中的化学组成可以反映大气环境质量,而水汽冷凝水与降水之间具有相似的物理化学性状,因此选择低空水汽化学组成与降水化学组成进行相关比较,可以探讨它们之间的联系,进一步则可以探讨与环境质量的关系。
在酸雨成因的研究中,有报导用冰冷法采集空气冷凝水〔3〕。但该方法采样量小,需要长时间采样才能满足分析方法的灵敏度要求,同时也无法计量采气体积。本文提出了利用家用除湿机作为空气可溶性物质的采样器这样一个既简便又适用的采集空气冷凝水的方法。
 
2 研究分析方法
2.1 采样
在广东省中山市中心城区采集冷凝水和降水。1组样品由同一地点的雨前、雨中和雨水3种样品组成。
降水的采样与样品处理:刚刚下雨时,将一个清洁过的聚乙烯塑料盆放在约1m高的木架上,盛集一次降水全过程的雨样。
与降雨比较的低空水汽的采样与样品处理:于降雨采样点处,将除湿机置于1m高的木凳上,使进气口也在1m的高度内,在除湿机正上方撑开一扇直径3m的大阳伞,以遮挡阳光直射、降尘和降雨。
在降雨前3h内收集1个水汽样品,在降雨全过程中收集1个水汽样品。
将收集的水汽冷凝水与雨水分别倒入洁净的、垫有0.45um 的混合纤维素微孔滤膜的3G沙芯玻璃漏斗中过滤,装入300mL市售纯净水新鲜塑料空瓶中,贴好标签,于0~8℃冷柜中保存待测定。
2.2 分析项目与设备
    F、Cl、NO2、NO3、SO42-、Na、NH4、K、Ca2+、Mg2+ 10种阴阳离子,761 compact型离子色谱仪(瑞士万通公司)。
pH,pHS-3D型酸度计(成都仪器厂)。
电导率,DDS-11A型电导率仪(上海雷磁仪器厂)。
 
3 检测结果
对8组雨前水汽、雨中水汽和雨水样品进行分析,结果见表1。
 
表1雨前水汽、雨中水汽、雨水样品中常见离子的平均值及其相关系数
项目类别 项目名称 雨前水汽 雨中水汽 雨水
导电量 电导 率 (µs/cm ) 34.2 28.5 123.0
阴离子
(mg/L)
F 0.0278 0.0648 1.00
Cl 0.0731 0.0545 4.03
 NO2 0.398 0.473 0.0374
 NO3 0.377 0.184 10.6
 SO42- 3.13 2.77 23.6
阳离子
(mg/L)
Na 0.0419 0.033 1.33
 NH4 1.74 1.60 4.76
K