摘要
通过采集湘潭市秋冬季大气 PM10及降水样品，利用原子吸收分光光度计研究大气PM10及降水样品的重金属组成特征，利用离子色谱仪研究大气PM10及降水样品中的阴离子组成，最终揭示湘潭大气 PM10的化学组成及其与酸雨形成关系，取得了如下的研究成果。 研究结果显示，湘潭市大气PM10污染较严重，冬季大气PM10污染明显高于秋季，冬季和秋季大气PM10的质量浓度平均分别为299.63、209.07μg/m3。大气PM10的质量浓度与采样期间相对湿度、温度、风向风速等气象条件之间存在相关性，即秋冬季大气PM10的质量浓度与相对湿度呈正相关，与气温和风向风速呈负相关。 原子吸收分光光度计分析结果显示，湘潭市秋冬季大气PM10中8种重金属元素含量较高，且冬季高于秋季。在这些重金属中，重金属Fe的浓度最高，其次依次为Zn、Pb、Mn、Cr、Cu、Cd和Ni，其中，秋季和冬季Fe的浓度分别为6.691、6.712μg/m3，秋季和冬季Zn的浓度分别为2.38、1.511μg/m3，秋季和冬季Pb的浓度分别为0.227、0.441μg/m3。离子色谱仪分析结果显示，湘潭市秋冬季大气PM10中四种水溶性阴离子浓度大小顺序为 SO42-﹥NO3-﹥Cl-﹥F-，表明研究区是一个煤烟型污染为主，汽车尾气污染不容忽视的混合污染区。 研究结果显示，在秋冬季湘潭酸雨平均pH值为5.56，出现酸雨频率在66.7%以上，秋冬季降雨中四种阴离子浓度大小顺序为SO42-﹥NO3-﹥Cl-﹥ F-，SO42-占降雨中四种阴离子总量的80%，表明 SO42-是降水酸度的主要贡献者，酸雨的污染类型为硫酸型，即湘潭地区燃煤污染较严重。降水中重金属Fe、Pb、Cu、Mn含量相对较高，其他重金属元素含量相对较低，甚至低于仪器最低检出限。 研究结果表明，无论是PM10还是降水样品，其水溶性阴离子SO42-和NO3-都是其中的主要成分，阴离子SO42-和NO3-两者相关性也很好，表明降水对大气PM10有明显的冲刷去除作用，雨水的酸性物质主要来源于颗粒物中的硫酸盐和硝酸盐。相关性分析结果显示，湘潭市大气PM10的质量浓度与四种水溶性阴离子都存在正相关性，其中SO42-、NO3-质量浓度与PM10质量浓度相关系数最大，系数为0.812和0.671，表明研究区酸雨受大气PM10污染程度的影响较大。
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