中国环境科学2006,26(4):422～426ChinaEnvironmentalScience
泰山降水的离子组成特征分析
王艳.-，葛福玲，刘晓环，王文兴，贾汉奎，王德众(1.山东大学环境科学与工程学院，山东济南250100;
2.中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266003;
3.山东大学环境研究院，山东济南250100;
4.山东省泰
安气象局，山东泰安271000)
摘要：为了解泰山降水的离子组成特征，于2004年8月～2005年7月对泰山降水进行了化学观测.共收集到37场降水，结果表明，降水pH
值的雨量加权均值为4.73，酸性降水的出现频率达60%：电导率的雨量加权均值为2.96mS/m；降水离子的平均浓度为559.04[.teq/L，主要离子
SO42.111.
48geq/L,NO330.76geq/L,NH480.92[.teq/L,Ca249.94geq/L，均高于我国西南，西北地区背景点的降水浓度;5042是该地区降
水的主要致酸物质，在阴离子中的相对含量约为65%,NH4+是降水酸度的主要中和因子，在阳离子中的相对含量约为40%.因子分析表明，泰
山降水的离子组成有不同的来源.
关键词：泰山：降水：离子组成；因子分析
中图分类号:X517文献标识码:A文章编号:1000—6923(2006)04—0422-05 AnalysisofioniccompositioncharacteristicsofprecipitationatMountTaishan.WANGY an, GEFu—ling,LIU
Xiao—huan,WANGWen—xing,JIAHan—kui,W ANGDe—zhong(1.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering, ShandongUniversity,Jinan250100,China;2.SchoolofEnvironmentalScienceandEnginee ring,OceanUniversityof
China,Qingdao266003,China;3.EnvironmentResearchInstitute,ShandongUniversity,Ji
nan250100,China;4.Talan
BureauofMeteorology,ShandongProvince,Taian271000,China).ChinaEnvironmentalS cience,2006,26(4):422-426
Abstract:InorderthattheioniccompositioncharacteristicsofprecipitationatMountTaishan ,thechemicalobservation
wascarriedontheMountTaishanfromAugust2004toJuly2005;duringthistime,37precipita tionswerecollected.The
volume—weighpHvaluewas4.73,theappearing~equencyofacidprecipitationwas60percent,thevol ume—weigh
electricalconductivitywas2.96mS/m,thetotalaverageionconcentrationofprecipitationwa s559.04geq/L,themajor
ions504,NO3,NHaandCaconcentrationswere111.48,30.76,80.92,49.94geq/L,respectiv ely,beinghigherthan thoseofthebackgroundprecipitationinSouthwestChinaandNorthwestChina.The504wast hepredominanta
cidic
substanceintheprecipitationoftheseareas,comprising65percentoftheanionconcentration. Thealkalinecation,NH4,
actedasthemajoracidneutralizer,comprising40percentofthecationconcentration.Factora nalysisindicatedthatthe ioniccompositionofprecipitationofMountTaishanhaddifferentsources.
Keywords:MountTaishan;precipitation;ioniccomposition;factoranalysis
降水化学是大气酸沉降研究的热点之一【1.4],
降水化学组成是评价酸沉降水平，研究酸性物质
转化，输送以及酸雨对生态，文物，材料等影响
的基础.近年来，围绕背景地区的大气降水开展了
观测研究，如云南丽江高山站的观测揭示了我国
西南地区背景降水的特，征I；青海瓦里关山的降
水观测表明了西北地区降水的背景特，怔I引，我国
南北方降水的酸度及化学组成特征有明显差~lJ[7. 长期以来，在我国工业比较集中，大气污染相对
严重的华东地区缺少一个背景降水观测点.泰山
气象站是我国酸雨监测网站之一，是我国华东地
区的高山气象观测站，泰山降水化学特征的研究
对了解东北亚地区大气污染物输送具有重要意义. 1实验部分
1.1采样点概况
泰山位于山东省中部，拔起于山东丘陵之上,
收稿Et期:2005—1卜21
基金项目：国家"973"项目(2005CB422203)
责任作者，院十,********************
4期王艳等：泰山降水的离子组成特征分析423
位于36.05～36.30'N,117.50～117.24%，海拔1545m, 相对高差1400m，梯度变化明显，具有不同的坡向
和坡度特征.处于暖温带大陆性季风气候区，属半
高山湿润性气候，年均降水量1124.6mm.采样点
设于泰山山顶的气象站内，气象站内建有一个专
门的大气观测场.
1.2样品的采集
本实验使用的采样器是一直径为50cm的聚
乙烯塑料桶和无聚乙烯塑料袋，放置的相对高
度为1.5m.当降雨或降雪开始时将其取出，放置
在固定的位置，并套上塑料袋.降雨或降雪结束后
立刻取回样品，测定其电导率和pH值，其余的样
品经0.45gm的微孔滤膜和砂芯过滤器过滤后置
于4℃以下的冰箱内保存，并在1周内测定降水
中的主要化学组成.
1.3分析项目与仪器
分析项目包括pH值，电导率，主要的阴,
阳离子(F,C1,NO3一,SO4,HCO3,NH4,
wangyan
l<+,Na+,Ca,Mg)共12项.pH值用pH320
型(MettlertoledoDELTA320)pH计测定：电导率
用D326型(MettlertoledoDELTA326)电导率仪
测定：阴，阳离子均采用DIONEXModel
ICS.2500型离子谱进行分析.测定阴离子时用
AS11-HC型分析柱和阴离子自生抑制器(ASRS
4ram)，淋洗液为100mmol/LNaOH和高纯水(电
阻率为)，百分配比分别为22%(NaOH) 和78%(高纯水)，其中，高纯水用Millipore纯水机
当场制备，淋洗速度为1.20mL/min.阳离子用
CS12.HC型分析柱和阳离子自生抑制器(CSRS
4mm)进行分析，淋洗液为300mmol/L的甲磺酸,
淋洗速度为1.00mL/min.进样器为1000pL的一
次性无菌注射器.
1.4数据质量控制
根据欧洲，东亚和我国的酸沉降监测技术规
范[10-12】，对降水监测数据进行质量控制.本研究测定的主要离子有F一,C1一,NO3,SO4,NH4,
l<+,Na+,Ca和Mg9种，以A代表阴离子(F,
C1一,NO3,SO42.,HCO3)的总浓度,C代表阳离
子(H,NH4+,K,Na,Ca2+,Mg2+)的总浓度,
根据各种离子浓度和电导率分别计算阴，阳离子
浓度平衡检验(R1)和电导率平衡检验(R2).
1.5因子分析
采用R型因子分析通过大量的观测数据，抽
象概括出反映多个变量之间因果关系的几个主
要因子，从而解释变量之间的内在联系.具体计算过程通过SPSS12.0forWindows完成.
2结果与讨论
2.1数据质量保证
观测期间每次收集的降水水样所对应的R,
R2的分布见图1.由图1可见，监测结果在允许的误差范围之内，表明数据质量良好，可以据此对降水进行离子组成分析.
点
∽
呈
C+q/L)
一一;
———.—!竺竺
R，的允许变化下限
05l0152025303540
+Am(mS/m)
图1R1,R2的分布
Fig.1ThedistributionofRlandR2
2.2电导率
观测期间共采集了37场雨量在1.0ram以上
的降水，电导率的变化范围0.42～16.30mS/m，雨量加权均值为2.96mS/m，离子总浓度的变化范围为33.44～1795.081aeq/L，平均浓度为559.04~teq/L.电导率和离子总浓度成正相关关系=0.0081
96300
中国环境科学26卷
(c.)+0.2414，当显着性水平讷0.0l时，相关系