新疆石河子市降水中離子組分變化情況

＊李維軍 張興瑤 楊香林

（石河子市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站 新疆 832000）

引言

隨著國家“一路一帶”政策的實施，石河子市作為“一路一帶”樞紐城市，近十年石河子經濟和城市化都有了高質量的提升，但隨著工業(yè)化進程，煤炭消耗量也逐年上升，導致石河子市近十年，特別是在“十三五”期間空氣質量下降較大。作為濕沉降的大氣降水，是大氣污染物重要的匯[1]，對大氣污染物具有顯著的清除作用[2]，其化學組分因能間接反映大氣污染因子和污染程度[1]，有效評估特定區(qū)域大氣環(huán)境和空氣質量[3]，而逐漸成為大氣污染與控制研究的重要內容之一，并受到人們的廣泛關注。

石河子市地處天山北坡，準格爾盆地南源，是新疆建設兵團第八師師部所在地，實施師市合一管理體制[4]。石河子市經濟體量占到整個新疆建設兵團的近三分之一，到2021年生產總值由2012年的293.41億元[5]增長至755.57億元，增長了1.58倍。

本文以石河子市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站2012年至2021年監(jiān)測數(shù)據為基礎，對其降水量和各離子組分的變化情況進行分析，表明近十年石河子市降水各離子組分變化情況。

1.試驗部分

(1)采樣點位

石河子市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站在石河子市設置采樣點位兩個，分別為環(huán)保局站點（86.048573,44.305999）和白楊山莊（86.070447,44.197144），其中白楊山莊點位為背景點。

(2)分析項目及分析方法

表1 實驗過程中所采用分析方法

(3)所使用儀器情況

表2 實驗過程中所使用的儀器

續(xù)表

2.結果與討論

(1)2012-2021年石河子市降水次數(shù)和降水量的變化

2012年至2021年石河子市環(huán)保局、白楊山莊兩個監(jiān)測站點收集到有效降水次數(shù)和降水量（日降水量≥0.1mm）[6]分別見圖1、圖2。由圖1和圖2可以看出，石河子市2018年有效降水次數(shù)和降水量最大，環(huán)保局監(jiān)測站點有效降水次數(shù)和降水量分別為35次和21.8cm，白楊山莊監(jiān)測點有效降水次數(shù)和降水量分別為34次和26.5cm。2020年有效降水次數(shù)和降水量最小，環(huán)保局監(jiān)測站點有效降水次數(shù)和降水量分別為9次和5.2cm，白楊山莊監(jiān)測點有效降水次數(shù)和降水量分別為8次和4.2cm。

圖1 環(huán)保局監(jiān)測點位降水量和降水次數(shù)

圖2 白楊山莊監(jiān)測點位降水量和降水次數(shù)

(2)2012-2021年石河子市降水中月平均pH、電導率變化情況

2012年至2021年石河子市環(huán)保局、白楊山莊兩個監(jiān)測站點降水中每月平均pH和電導率分布情況分別見圖3、圖4。由圖3和圖4可以看出，石河子市pH范圍在7.12～7.51之間，未形成酸雨（pH≤5.6）[7]，兩個點位之間的pH差異不大。電導率環(huán)保局站點每個月均比白楊山莊值高，是因為環(huán)保局監(jiān)測站點位于市區(qū)且離石河子市北工業(yè)園區(qū)距離較近，受到人為活動和工業(yè)源影響較大，降水中離子總量較大，導致電導率值升高[8]。環(huán)保局站點1-3月電導率較高，是因為這幾個月空氣質量相對較差，空氣中顆粒物隨著降水一起沉降并溶于降水中，9月份電導率偏高是因為相對于其他月份，9月沙塵出現(xiàn)較為頻繁，大顆粒物隨著降水一起沉降并溶于降水中。

圖3 環(huán)保局監(jiān)測點位pH和電導率分布情況

圖4 白楊山莊監(jiān)測點位pH和電導率分布情況

(3)2012-2021年石河子市降水中月平均陽離子組分變化情況

2012-2021年石河子市降水中月平均陽離子組分變化情況分別見圖5和圖6。由圖5和圖6可以看出，各陽離子濃度環(huán)保局監(jiān)測點位基本上高于白楊山莊監(jiān)測點位；兩個點位中，Na+、Ca2+濃度均最高，K+濃度最低，說明石河子市降水中鈉鹽和鈣鹽占比較高，可能和新疆屬于堿性土壤，特別是與很多土地鹽漬化較為嚴重有關[9]；各離子冬天濃度均高于夏天；NH4+離子濃度冬天高于其他季節(jié)。

圖5 環(huán)保局監(jiān)測點位陽離子變化情況

圖6 白楊山莊監(jiān)測點位陽離子變化情況

(4)2012-2021年石河子市降水中月平均陰離子組分變化情況

2012-2021年石河子市降水中月平均陰離子組分變化情況分別見圖7和圖8。由圖7和圖8可以看出，各陰離子濃度基本上環(huán)保局監(jiān)測點位高于白楊山莊監(jiān)測點位；兩個點位中，SO42-濃度均最高，F(xiàn)-濃度最低，說明石河子市降水中硫酸鹽占比較高[10]，可能和大氣中二氧化硫和硫酸鹽轉化相關；各離子冬天濃度均高于夏天，SO42-離子濃度冬天高于其他季節(jié)，可能和新疆地區(qū)冬季空氣質量較差，二氧化硫濃度較高有很大關系[11]。

圖7 環(huán)保局監(jiān)測點位陰離子變化情況

圖8 白楊山莊監(jiān)測點位陰離子變化情況

3.結論

（1）石河子市2018年有效降水次數(shù)和降水量最大，2020年有效降水次數(shù)和降水量最小，環(huán)保局監(jiān)測站點有效降水次數(shù)和降水量分別為9次和5.2cm，白楊山莊監(jiān)測點有效降水次數(shù)和降水量分別為8次和4.2cm。

（2）石河子市pH范圍在7.12～7.51之間，未形成酸雨（pH≤5.6），兩個點位之間的pH差異不大。環(huán)保局站點每個月電導率均比白楊山莊值高，1-3月電導率較高。

（3）環(huán)保局監(jiān)測點位基本上各陽離子濃度高于白楊山莊監(jiān)測點位；兩個點位中，Na+、Ca2+、SO42-濃度均最高，K+和F-濃度最低，各離子冬天濃度均高于夏天。