新疆石河子市降水中离子组分变化情况

＊李维军 张兴瑶 杨香林

（石河子市生态环境监测站 新疆 832000）

引言

随着国家“一路一带”政策的实施，石河子市作为“一路一带”枢纽城市，近十年石河子经济和城市化都有了高质量的提升，但随着工业化进程，煤炭消耗量也逐年上升，导致石河子市近十年，特别是在“十三五”期间空气质量下降较大。作为湿沉降的大气降水，是大气污染物重要的汇[1]，对大气污染物具有显著的清除作用[2]，其化学组分因能间接反映大气污染因子和污染程度[1]，有效评估特定区域大气环境和空气质量[3]，而逐渐成为大气污染与控制研究的重要内容之一，并受到人们的广泛关注。

石河子市地处天山北坡，准格尔盆地南源，是新疆建设兵团第八师师部所在地，实施师市合一管理体制[4]。石河子市经济体量占到整个新疆建设兵团的近三分之一，到2021年生产总值由2012年的293.41亿元[5]增长至755.57亿元，增长了1.58倍。

本文以石河子市生态环境监测站2012年至2021年监测数据为基础，对其降水量和各离子组分的变化情况进行分析，表明近十年石河子市降水各离子组分变化情况。

1.试验部分

(1)采样点位

石河子市生态环境监测站在石河子市设置采样点位两个，分别为环保局站点（86.048573,44.305999）和白杨山庄（86.070447,44.197144），其中白杨山庄点位为背景点。

(2)分析项目及分析方法

表1 实验过程中所采用分析方法

(3)所使用仪器情况

表2 实验过程中所使用的仪器

续表

2.结果与讨论

(1)2012-2021年石河子市降水次数和降水量的变化

2012年至2021年石河子市环保局、白杨山庄两个监测站点收集到有效降水次数和降水量（日降水量≥0.1mm）[6]分别见图1、图2。由图1和图2可以看出，石河子市2018年有效降水次数和降水量最大，环保局监测站点有效降水次数和降水量分别为35次和21.8cm，白杨山庄监测点有效降水次数和降水量分别为34次和26.5cm。2020年有效降水次数和降水量最小，环保局监测站点有效降水次数和降水量分别为9次和5.2cm，白杨山庄监测点有效降水次数和降水量分别为8次和4.2cm。

图1 环保局监测点位降水量和降水次数

图2 白杨山庄监测点位降水量和降水次数

(2)2012-2021年石河子市降水中月平均pH、电导率变化情况

2012年至2021年石河子市环保局、白杨山庄两个监测站点降水中每月平均pH和电导率分布情况分别见图3、图4。由图3和图4可以看出，石河子市pH范围在7.12～7.51之间，未形成酸雨（pH≤5.6）[7]，两个点位之间的pH差异不大。电导率环保局站点每个月均比白杨山庄值高，是因为环保局监测站点位于市区且离石河子市北工业园区距离较近，受到人为活动和工业源影响较大，降水中离子总量较大，导致电导率值升高[8]。环保局站点1-3月电导率较高，是因为这几个月空气质量相对较差，空气中颗粒物随着降水一起沉降并溶于降水中，9月份电导率偏高是因为相对于其他月份，9月沙尘出现较为频繁，大颗粒物随着降水一起沉降并溶于降水中。

图3 环保局监测点位pH和电导率分布情况

图4 白杨山庄监测点位pH和电导率分布情况

(3)2012-2021年石河子市降水中月平均阳离子组分变化情况

2012-2021年石河子市降水中月平均阳离子组分变化情况分别见图5和图6。由图5和图6可以看出，各阳离子浓度环保局监测点位基本上高于白杨山庄监测点位；两个点位中，Na+、Ca2+浓度均最高，K+浓度最低，说明石河子市降水中钠盐和钙盐占比较高，可能和新疆属于碱性土壤，特别是与很多土地盐渍化较为严重有关[9]；各离子冬天浓度均高于夏天；NH4+离子浓度冬天高于其他季节。

图5 环保局监测点位阳离子变化情况

图6 白杨山庄监测点位阳离子变化情况

(4)2012-2021年石河子市降水中月平均阴离子组分变化情况

2012-2021年石河子市降水中月平均阴离子组分变化情况分别见图7和图8。由图7和图8可以看出，各阴离子浓度基本上环保局监测点位高于白杨山庄监测点位；两个点位中，SO42-浓度均最高，F-浓度最低，说明石河子市降水中硫酸盐占比较高[10]，可能和大气中二氧化硫和硫酸盐转化相关；各离子冬天浓度均高于夏天，SO42-离子浓度冬天高于其他季节，可能和新疆地区冬季空气质量较差，二氧化硫浓度较高有很大关系[11]。

图7 环保局监测点位阴离子变化情况

图8 白杨山庄监测点位阴离子变化情况

3.结论

（1）石河子市2018年有效降水次数和降水量最大，2020年有效降水次数和降水量最小，环保局监测站点有效降水次数和降水量分别为9次和5.2cm，白杨山庄监测点有效降水次数和降水量分别为8次和4.2cm。

（2）石河子市pH范围在7.12～7.51之间，未形成酸雨（pH≤5.6），两个点位之间的pH差异不大。环保局站点每个月电导率均比白杨山庄值高，1-3月电导率较高。

（3）环保局监测点位基本上各阳离子浓度高于白杨山庄监测点位；两个点位中，Na+、Ca2+、SO42-浓度均最高，K+和F-浓度最低，各离子冬天浓度均高于夏天。