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1、,t京仙匹火乳味水禾夜“步犷析析允王健民(北京市环境保护 科学研究所)引言大气降水一般成分的研究,在国外已有较长时 间的历史山,中国科学院地理研究所于196 2年 曾对我国北方地区大气降水一般成分进行了初 步研究,中国科学院贵阳地化所等单位于19 76年首次对世界最高峰 珠穆郎玛峰冰雪 样品某些金属 成分进行 了分析2, ;而大气降水污染成分的研究,才不过二十多牟的时间,197 5年5月1 2日至1 5日在美国召开的第一届国际酸雨报告会,重点报告了大气化学、扩散、沉降和对酸雨的影响,对水生生态的影响, 对森林土壤的影响,对森林生长的影响。有十二个国家,三百多人参加了这次报告会,大会成果汇编成专
2、辑3。我国中科院地理所、北京地质学院、北京师范大学、北京水文地质大队及北京市环境保护科学研究所等单位于19 73年开始对北京地区大气降水水 质成分进行了初步分析研究。北京地处半干旱半湿润的温带大陆性季凤气候,多年平均降水量为60 0一7 0。毫米,而蒸发量大于降水量的两倍。降水量年变率 较大,如189 1年最低仅 为16 8.5毫米,而195 9年最高为1 40 6.0毫米,相 差八倍多。从季节上也分配不均,大量集中在六、七、八三个 月,占全年的四分之三,春季少雨缺水,多年平均降水日为 6 4 天左右。北京地区大气降水是北 京地面 水、地下水的基本补给来源,其水量、水质情况直接影响首都的工业、
3、农业、城市、交通的建设和发展。建国三十年来,社会主义祖国的首都各项事业都飞速发展,给水事业也相应大发展,兴建了以地下水为主要水源的:自来水系统及兴建 了密云水库、怀柔水库、官厅水库、京密引水、永定河引水系统,从根本上改变了旧北京供水的面 貌。目前北京供水量不断增加,城近郊区地下水位不断不降,地面水、地下水源污染范围和程度有所发展。合理开发、利用和保护地面水源、地下水源 的伺时,充分利用和保护大气降水资源已经成了当前北京以至华北、西北、东北地区的一项重要任务。国际上多次出现危害严重的烟雾事件闭,如英国伦敦195 2年烟雾事件造成四千多人死亡,世界累计已超过万人,这种以燃煤为主产生的二氧化硫、尘等
4、有 害物在遇到逆温、有雾的天气危害特别 严重。西德工厂产生的二氧化硫随 气流带至北欧,形成pH值 在5.6左右的酸雨,使瑞典的湖水、土壤酸化,鱼 类、作物,森林严重受害。瑞典每年因污染造 成的损失约; 0亿美元,而由二氧化硫造浅的损失就占一半闲;美国估计每年因污染造成的损失约50 0亿美元,而 由二氧化硫造成的损失也占二.半。为此必须抓 紧认真地研究大气污染及大气降水水质成分和变化规律,预防大气降水的污染和危害。尤其在那些多雾的城市(如重庆)、工矿地区及多逆温 条件的 地区(北京东南郊全年均有逆温),这个问题就尤其具有特殊重要的意义。大气降水有雨、雪、雾、雹等多种形态,而雨、雪、雾多作为大气降
5、 水水质成分研究的主要对象,雨 雪一方面是大气污染的清洁剂,、另一方面被淋溶、积聚、挟带而下或较长时间悬浮于地表上空,成了人们意想不到的污染危害来源。所以,大气降水水质成分,尤 其是污染成分的研究,己被国际所重视,已成了环境污染调查,区域环境质量评价与综合治理整体工作中不可缺少的组成部分。大气降水水质成分取决于多种影响。首先取决于验,加强编图理论的研究,更好地掌握全国或更大范围的水文地质 条件的基本规律和区域特征,编制出质量更高,速度更快的地区性和全国性的水文地质图件来。并逐步建立 起统一的分类分级系统,制订出各级比例尺和各类图件的统一标堆化图例、图式及编图规范,要统一名词术语及计量标准,努力
6、探素和建立新的图型和表示方法,为积极引进包括遥感遥m l l、卫星象片判读及 自动化制图在内的备种制图新技术、新方法,为建立水文地质制图科学体系,实现水文地质制图时现代化而贡献力量l,一5 5兹之二大气降水的来源、形成过程、运移途径;第二取决于大 气污染源排放的污染物种类、成分、性质、数量、规律,第三取决于天气形势及坏境背景,随降水量、降水强宽降水历时、降水间隔及降水形态不同而不同,随风向、风速、气温、气压、湿度、地形、地表性质、距污染源距离等不同而不同。可见,大气降水水 质成分的研究是很复杂和困难的,一般采用统计的方法进行概括分析,进而研究其机制。从历史资料分析看出,全球大气降水水质在无污染
7、的情况下一般均是 良好的,与蒸馏水水质相近,因此,从环境保护观点来看,关键是污染的影响,只有消除大气污染,才可以保证大气降水有较好的水质。一、北京地区大气降雨水质分析结果采样点共4 1个。兹将2 8个项目十余次取样分析结果列于表1中,表】北京地区大气降雨水质撅况分类f f i l J定项目检测点次检出范围平均值一般项352 14l81285。40一8。600。01一3。3 08一153。6 81.05x1 0一s一1。0x10一i0。8 8一4。400。00一9。697。0 00。5 48 2一4 51。O义10一21。945。9 4阴离子0。00一l。502。84一6。743。6 6一43。
8、93O。1 6一14。300。0 0一80。200。0 0一0。g G0。00一6。150。0 0一0。03 80一2 63。7 019。973。202。430一091。880。0 1 0n 刀,O仙O甘“1. QO今d刀性冬1一,工9曰,二n乙6。6 6一153。882 9。56阳离子0。0 0一2。009。7 8一43。963。6 1一16。000。0 0一5。771。0 721。268。0 11。621 3。39一6 7。733 1。96一!一 一l一 一17e s . , 月 e e e s胜.w e 有机物1。pH值2.全硬(德国度)3.固形物(毫克/升)4.电导率(姆欧/ 厘米)5
9、.游离eo:(毫克/升)6.侵蚀co:(毫克/ 升)7。F一(毫克/升)8.cl一(毫克/升)9.HCOs一(毫克/升)1 0.5 03 2一(毫克/升)1x.so,一(鹅克/升)1 2。NOZ一(毫克/升)1 3.NO,一(毫克/升)封.CN一(毫克/升)小计(毫克/ 升)15.N场+(毫克/升)16.K.+两十(毫克/升)1 7.c a卜(毫克/升)i a.Mg,+(毫克/升)小计(毫克/升)19.酚(毫克/升)20.5、4苯并莞(微克/ 升)0。0 00一0。0 38O亩004一0。0100。0 100。0 0 7(毫克/升)0.00 159公0.0 10150。0 06230。001
10、59一0。0481 50。0 1 6 23重金属元素类2 ,.育机刻君 盟)小计(毫克/升)22.汞(毫克/升)23.铁(毫克/升)2 4.锰(毫克/升)2 5.铜(毫克/升)2 6.镍(毫克/升)27.铬(毫克/开) 2 8.镐一(毫克/升)小计(毫克/并)计(毫克/升)痕迹一0.002080,07 5一25。2 000。0 05一l。0500。005一0。06 00。010一0。02 0、 0。00 7一0。0 20, O。005仆。0 002 931.960O。1 3 3.0。01 50。0 170。0140。0056 1一1 82 22 12 13! 2 1O。1 02一26。35 7
11、2 0。1 49一247一9 690。2 33763。吕 63邵一8 7 1奢级拱兮;了,上表系采用多年实测范围值及平均1直的统计计算结果,在目前资料缺乏的情 况下,可概括北京地区大气降水水质目前的一般情况。二、对北京地区大气降雨水质的初步分析(一)与国外降水水质对比我们将国外历史多年分析的平均值,作为北京地区大气降雨水质的背景值进行对比。从表2对比可以看出:(1)北京降雨与国外降水一般水质相近;(2)咸海降水中C l一含量极高属特殊情况;(3)国外历史降水弟s认卜含量比北京降雨高表2与国外降水水质平均值对比项目(毫克/升)CI-一HC03一503 绝-5042-NO广NO3-N H一1:一国
12、外降水北京降雨(平均值)5.0 4(咸海22 7.56)18。2 017。97。03一20:;95。1 221。2642。29 95 1。60吸l月 了,目n 以 :,100a只 :2.8倍;而近十几年中欧洲、美国、日本的二些地区还在增长, 说明国外降雨酸化倾向明显;(4)北京降水 中的NOZ一、NH君、K子+嘛子及caZ +比国外降水都高出较多,尤 其N姚一、NH: +高出了3一4倍,反映出北京大气降水 或北京大气是不清洁的,受到了生活、农业及工业 的近期污染。(二)与淡化水对比降水主要来源于海水、地面水的蒸发作用,常识认为 与蒸馏水性质相似,而淡化水 与蒸馏水相似,为此,我们 采用电渗析淡
13、化水水 质与北京大气降水作一比较。从表3看出:表3与淡化水水质平均值对比项目电导率(姆欧/厘米)总盐量(毫克/ 升)悬浮物(毫克/升)HC O,-50;2-PH (毫克/升)护毫克/ 升)(毫克/ 升)总铁(毫克/升)总硬度(德国度)八OJ曰,15 Jn吕q白 :淡 化水北京雨水(平均值)1 0一41 0一25 7。3 06 1。500。0 017。5932。1 017。9 74。913。700。00 3多1。96市售燕馏水电导率为1。一心尸1。“s姆欧/ 厘米(1)北京降水与淡化水水质总的看相近,但也有所不 同;(2)淡化水的硬度比降水高出一倍多,说明清洁的雨水可代替淡化水的一般用途,如作
14、锅炉用水可省去软化、淡化的设备投资;(3)但降雨中的总铁较淡化水高出很多倍,尚可满足一般无线电元件用水要求(地面水海水 自来水地下水,可见,北京降雨 中66 6的污染已较严重。7.3、4苯并花表珍北京降雨中苯并花含且(微克/升)取,取样点3、4苯并;含,;均19 7 7。7。2。密云气象台(北郊)环保所(西城)北京气象台(南城、旧宫)0。0 0 40。007】0。00 70。0 1 0从表1 2中可见:北京降雨中含有3、4苯并花这种强致癌物质,反映了大气中普遍受到这种物质的污染危害。为此,加强大气、飘尘、大气降水中的3、生苯并蔫等强致癌物、促癌物及其它有害成分的监测研究是十分必要和重要的。8.
15、扰京地区降雪中的几种污染成分从表1 3中可见:(1)酚最高检出高达0.48 0毫克/升,降雪/降雨比值大于1 2,说明北京地区降雪中酚的污染是很严重的。从灯次检测点次中全部检出,可见污染范围很广。(2)氛最高检出高达。.4 2毫克/升,降雪/ 降雨比值接近5,可见北京地区降 雪中的氛污染 也很严重I从2 7次检测点次中除一次为未检出、一次为痕迹外,其余25点次全部检出,可见污染范围也是相当广泛的。(3)汞、铬、砷也在降雪中均有检出,个别点次也较 高、如汞最高值为0.00 38毫克/升,汞、铬的降雪与降雨比值来看均大于1,说明降雷污染程度比降雨更重。表1 3北京地区降曾中几种污染成分分析结果均一
16、l一检 出范一远郊f近郊城区!全市降雪/ 降雨0。008一0。480未检出一O貂a未检出一0.0038未检出一0.2洲未检出一。02 0O。0 090。00 7未检出未检出米检出0。12 牙0。04 60。0D090.0500。0240。00 90。00060。1210。0430。00080一0 40一00712。14。82.俄3。0未检出酚氰汞铬砷注:汞、铬点次过少,仅供参考。一夕一降雪/ 降雨比值大于1的 情况,从日本 大阪资料亦可得到证明(表1 4)。表1 4日本大阪降彗、从表1 4中可见:除S i。:在降雨、降雪 中一致以外,所有离子成分均是 降雪含量大于降雨含量。其原因主降雨水质对比(“,(婚克/升)项目!c 1-50卜No,一NNOZ一NlNH4 +一NK+阪+!eaZ+MgZ+1510:l小计JnJ工b一的了,曰 闷.八U , 降雪降雨降雪/ 降雨2。954。8 20。1140。0 180。7 301。2013。5 7 81。1 14一4 310一0 500一0
