北京市大气降水理化特性的演变及其重要的环境效应

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：韩力慧,肖茜,杨雪梅,齐超楠,田健,兰童,程水源,郑爱华,郭敬华

单位：北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124,区域大气复合污染防治北京市重点实验室, 北京 100124,北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124,区域大气复合污染防治北京市重点实验室, 北京 100124,北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124,区域大气复合污染防治北京市重点实验室, 北京 100124,北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124,区域大气复合污染防治北京市重点实验室, 北京 100124,北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124,区域大气复合污染防治北京市重点实验室, 北京 100124,北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124,区域大气复合污染防治北京市重点实验室, 北京 100124,北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124,区域大气复合污染防治北京市重点实验室, 北京 100124,北京师范大学分析测试中心, 北京 100875,北京师范大学分析测试中心, 北京 100875

摘要：通过采集北京市2018、2019和2021年大气降水样品,研究了北京市大气降水中主要金属元素和水溶性离子浓度,重金属、水溶性离子、溶解性无机氮（DIN）和无机硫（SO₄2--S）湿沉降通量及其对生态环境的影响,以及典型降水过程对大气污染物的清除机制. 结果表明,研究期间北京市降水多呈中性或碱性,酸雨率极低,仅为3.06%. 2018、2019和2021年降水中主要金属元素总浓度依次为（4 787.46 ±4 704.31）、（7 663.07 ±8 395.05）和（2 629.13 ±2 369.51）μg·L-1,离子总当量浓度依次为（851.68 ±649.16）、（973.98 ±850.94）和（644.31 ±531.16）μeq·L-1,二者年际变化均表现为：2019年>2018年>2021年；春季、夏季、秋季和冬季的主要金属元素总浓度的季节均值分别为（9 624.25 ±7 327.92）、（4 088.67 ±5 710.14）、（3 357.68 ±3 995.64）和（6 203.19 ±3 857.43）μg·L-1,春季、夏季、秋季和冬季的离子总当量浓度的季节均值分别为（1 014.71 ±512.21）、（729.83 ±589.90）、（724.35 ±681.40）和（1 014.03 ±359.67） μeq·L-1,二者季节变化均表现为：春季>冬季>夏季>秋季. NO₃-和SO₄2-是主要的致酸离子,而NH₄+和Ca2+是主要的酸中和离子. 值得注意的是重金属Cd的湿沉降通量虽然较低,仅占所有重金属湿沉降通量的（0.13 ±0.04）%,但Cd的土壤安全年限为291 a,显著低于其他重金属,因此,其生态风险相对较高. 水溶性离子NH₄+、Ca2+、NO₃-和SO₄2-的湿沉降通量占总离子湿沉降通量的（85.72 ±2.18）%,对生态环境的综合影响可能较大. DIN湿沉降通量主要以NH₄+-N为特征,在夏季对生态环境具有重要的促进作用. SO₄2--S湿沉降通量在夏季较高,对生态环境的促进作用较大. 大气降水对污染物的清除作用受诸多因素影响,这些因素协同作用直接影响降水对污染物的清除机制.

关键词：大气降水,理化特性,时间变化,湿沉降通量,清除机制,