冬季降雪过程对城市大气气态汞污染的影响(2)

冬季降雪过程对城市大气气态汞污染的影响

506 生态环境学报 第19卷第3期（2010年3月）

表1 降雪及非降雪期间气态总汞日均值和标准偏差 采样日期 10.27 11.09 11.1011.11 11.12 11.13

11.24日均值 C/(ng·m-3) 7.74 3.86 3.54 4.53 4.63 11.627.12标准偏差 C/(ng·m-3)

1.94 1.33 2.31 2.12 1.55 3.89

4.19

倍，也是非降雪期间的1.5倍。Ferraria等人[11]的研究表明，雪和大气之间存在汞交换，雪在接近融化时气态元素汞释放量最大。因此，11月13日气态总汞较高可能是因为气温（日均气温1.54 ℃）开始回升，城市下垫面累积的降雪大量融化，雪中所捕集的汞被充分释放所导致。

图1显示了三场降雪过程中，以及降雪前后大气气态总汞的浓度变化。从图1可以看到，降雪过程中的气态总汞浓度明显低于降雪前后，说明降雪对空气中的气态总汞起到一定的净化作用。降雪之后随着降雪净化作用的消失，空气中的气态总汞浓度很快恢复到降雪前的水平，12日14:00降雪停止，而12日21:00—24:00的气态总汞质量浓度达到

6.699 ng·m-3，

接近非降雪期间水平，即降雪后约7 h气态总汞浓度恢复到正常水平。

8 7

)3-m6 ·gn(/5 ）总汞4 态气（ρ3 2 1 0

图1 三场降雪前后大气中的气态总汞变化

2.2 气象因素对气态总汞的影响

北京地区气象要素的昼夜差异明显，气压、风速、阵风速度、相对湿度和气温的日差异显著，是可能影响大气中气态汞质量浓度的主要因素。对非降雪期间（10月27—28日，11月24—25日）的气态总汞质量浓度与气象参数（气压、风速、阵风速度、气温、相对湿度）做相关性分析，结果列在表2中。气态总汞质量浓度与风速、阵风速度、相对湿度的相关系数相伴概率P值为0.003，0.001和0.003，小于显著性水平a（a=0.05），表明气态汞质量浓度与这些气象因素有显著的相关关系，其中与

风速和阵风风速为正相关，与相对湿度为负相关关系。对降雪期间（11月9日至13日）的气态总汞质量浓度与各气象参数进行相关性分析，结果表明气态总汞质量浓度与风速、阵风速度的相关系数相伴概率P值为0.003和0.001，相关性显著；与气压，气温和相对湿度的相关系数相伴概率P值为0.880，0.907和0.462（表2），表明在降雪期间，这些气象参数与气态总汞质量浓度相关性不显著。

Blanchard[12]等对加拿大一个农村地区Egbert研究后认为，大气中的气态总汞质量浓度与气温存在显著的负相关关系。而本研究表明，无论在降雪和非降雪期间，气态总汞的质量浓度与气温之间的相关性均不显著（表2），说明气态总汞质量浓度受到外源因素影响。也有研究认为，在农村地区，气温升高可以增强了土壤中挥发性汞的释放[13-15]，从而导致大气中气态总汞增加，而本研究中，在城市由于裸露土壤较少，这种“释放性增强”作用并不明显。

表2 降雪和非降雪期间气态总汞质量浓度与气象参数相关性分析

气压风速 阵风速度 气温相对湿度非降雪期间相关系数-0.440-0.691 -0.726 0.282

0.692 相伴概率

0.0880.003 0.001 0.2890.003 降雪期间

相关系数-0.029-0.527 -0.574 -0.023

0.142 相伴概率

0.880

0.003 0.001 0.9070.462

在非降雪期间与降雪期间，气态总汞质量浓度与风速、阵风速度都有显著的负相关关系。本研究位于市区，风对气态总汞的影响主要是加速污染物的稀释和扩散作用。在非降雪期间，气态总汞质量浓度与相对湿度有显著的正相关关系，ROSAA [16]等在2002年10月18日至21日对墨西哥Cenica地区的监测结果也显示气态总汞与相对湿度呈正相关性。在降雪期间，气态总汞质量浓度与相对湿度的相关性不显著，主要是因为受降雪净化作用的影响。

为比较非降雪期间各气象参数的影响大小，选择与气态汞质量浓度相关性显著的气象因素，将标准化的气象因素与非降雪期间气态总汞质量浓度进行多元线性回归分析。以气象参数为自变量，气态总汞质量浓度为因变量，通过各自变量的标准回归系数的绝对值比较气象因素对气态总汞影响的相对大小。由于风速与阵风速度具有共线性，因此只选择风速进入方程。回归结果表明，相对湿度标准回归系数为0.410，风速的标准回归系数为-0.407，可见，在非降雪期间，相对湿度对气态总汞质量浓度的影响与风速的影响相近。 2.3 降雪及非降雪期间的气态总汞日变化

非降雪期间气态总汞质量浓度的日变化如图2

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