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雨水和云雾水中痕量元素的研究已经成为国际研究的热点问题,本项目选择庐山气象站进行雨水和云雾水化学观测,论文对庐山雨水和云雾水的酸度及化学元素的特征进行了研究,通过本次观测可以了解该地区的大气污染状况、雨水和云雾水的化学特征,以及污染物的来源。由于该地区独特的地形及地理位置,本次观测对我国南方地区雨水和云雾水中痕量元素的研究有重要的指导意义。本次观测的时间为2011年8月至9月,期间发生雨水事件11场,云雾事件15场,共采集雨水样品11个,云雾水样品51个。化学分析包括pH值、化学元素(常量元素:Na、Mg、K、Ca和痕量元素:Al、V、Cr、Mn、As、Se、Ba、 Pb)的浓度特征。庐山的雨水pH均值为4.2,表明该地的雨水呈现酸性,其中重酸性酸雨出现的频率达到73%。研究表明,庐山雨水酸化呈逐年加重的趋势,但是加重趋势逐渐减缓。与国外其他站点相比,庐山雨水酸度明显较强。庐山雨水中浓度最高的元素是Ca元素,其次是Na元素,雨水这两种元素的浓度相差较小;痕量元素中浓度最高的是A1元素。与国内外其他站点的观测结果相比,庐山雨水中痕量元素的浓度相对较高。庐山雨水中的元素主要有陆地源、海洋源、交通污染源、冶金行业污染四种来源。庐山云雾水的pH均值为3.73,重酸性云雾水样品比例高达82%。研究表明,庐山云雾水的酸化逐年加重,加重趋势逐渐减缓。与国外观测的云雾水样品相比,庐山站点云雾水的酸度较高,且变化范围也更大。Ca元素是云雾水中浓度最高的元素,其次是Na元素;痕量元素中浓度最高的是A1元素。与国内外其他站点的观测结果相比,庐山云雾中的V、Cr、As、Pb等元素的浓度相对较高。通过相关性分析,发现庐山云雾水样品的pH与痕量重金属元素浓度之间有较好的负相关性。通过正交矩阵因子分析,发现庐山云雾水中37.79%的元素来自海洋源的贡献,35.07%的元素来自土壤源贡献,8.45%的元素来自岩石源,5.02%的元素来自化石燃料的燃烧,4.06%的元素来自冶金行业的贡献。本次观测的庐山云雾水的化学元素浓度是雨水的6.2倍,不同元素的浓度比值在1.33倍-12.47倍之间。在降雨和云雾同时发生的情况下,庐山云雾水化学元素的浓度是雨水的3.1倍,不同元素的浓度比值在1.04倍-75.7倍之间,连续的降雨对大气中的颗粒物起到了有效的清除作用,长时间降雨会使云雾水的性质越来越接近雨水。通过对云雾事件单独发生和雨雾事件同时发生两种情况的对比发现,承载陆源元素的大气颗粒物受雨水冲刷作用的影响更为明显。后推气流轨迹分析表明,庐山地区酸性较强的云雾气团主要来自外地的长距离输送,受珠江三角洲工业区污染影响的云雾水酸度最高,来自我国北部及东北部的云雾气团酸度相对较低。在元素组成方面,长距离输送的气团中元素的浓度远高于当地气团。其中来自我国北方、西北方的气团中携带的元素浓度最高,但是该类气团发生频率较低,持续时间较短,对庐山地区影响较小;受珠江三角洲工业区来流影响的云雾元素浓度较高,受局地影响的云雾相对清洁;来自海洋方向气流频率最高,受其影响的云水酸度较高,但总元素浓度较低。