青岛大气降水中金属浓度、溶解度及其来源解析

作     者：孔令冬 祁建华 张旭 KONG Ling-dong;QI Jian-hua;ZHANG Xu

作者机构：中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2022年第43卷第12期

页      面：5387-5398页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1906215 41775148)。 

主　　题：降水 金属元素 溶解度 降雨量 来源 

摘      要：利用2020年6月至2021年6月期间在青岛地区采集到的42场降水共计54个样品,分析了雨水中Al、Fe、Zn、Cu、Pb、Ni、Cd和V等8种金属元素的浓度、溶解度、来源和影响因素.除Al、Fe和V主要来自自然源外,其余金属元素受自然源和人为源的综合影响,浓度变化较大.其中,常量元素浓度ρ(Al)和ρ(Fe)的平均值为(710.9±969.4)μg·L^(-1)和(409.1±503)μg·L^(-1);微量元素浓度ρ(Zn)、ρ(Ni)、ρ(Cu)、ρ(Pb)、ρ(V)和ρ(Cd)的平均值分别为(71.7±37.9)、(8.9±14.4)、(7.5±8.5)、(1.8±2.3)、(1.6±1.6)和(0.1±0.1)μg·L^(-1).金属元素的溶解度特征与浓度不同,微量元素的溶解度普遍高于常量元素,Ni、Cu、Zn和Pb的溶解度较高,分别为(44.8±28.2)%、(36.2±28.3)%、(34±28.6)%和(14.1±11.8)%;Al和Fe的溶解度较低,分别为(6.5±11.8)%和(6.1±15.8)%.在连续降水过程中,金属元素的浓度和溶解度变化较复杂.由于Al和Fe在大气气溶胶中本底值较高,从降水初期到降水中期,Al和Fe的浓度平均值没有明显变化,在这8种元素浓度总和中占比增加1%~3%,而微量元素浓度明显下降,Cu和Cd浓度下降约80%.当降雨量20 mm时,Al和Fe的浓度迅速降低,相较于初期下降约1/3,而此时Zn、Cu和Pb等元素的去除率基本饱和,金属元素总去除率为20%~60%.除Al外,其余元素的溶解度均随降雨量增大而呈现先升后降的趋势,与降水频次、降雨量和金属来源等因素有关.青岛地区降水中的金属元素的来源从高到低依次为二次气溶胶和生物质燃烧(37.28%)、海盐气溶胶(29.21%)、扬尘(17.91%)、船舶及石油工业(8.36%)和汽车尾气排放及其它活动(7.24%).