濕沉降

中文名稱：濕沉降 英文名稱：wet deposition;wet precipitation 定義1：懸浮於大氣中的各種粒子由於降水沖刷而沉降的過程。所屬學科：大氣科學(一級學科) ；大氣物理學(二級學科) 定義2：由於雲和降水作用，污染物從大氣降落到地表的過程。所屬學科：地理學(一級學科) ；環境地理學(二級學科) 定義3：大氣污染物隨降雨、降雪等降水形式沉降到地面的過程。所屬學科：生態學(一級學科) ；污染生態學(二級學科)

下雨時，高空雨滴吸收包含酸性物質繼而降下時再沖刷酸性物質降到地面叫濕沉降。

“濕沉降”取決於酸雨中致酸鹼性物質濃度 , 如果我們討論硫的“濕沉降”，那麼，將取決於降水中的硫的濃度，如此類推，也取決於降雨量。

“濕沉降”與"干沉降" 則不同，除了取決於大氣中酸鹼性物質濃度，如果我們討論硫的 "干沉降" ，那麼，將取決於大氣中SO2 的濃度和總懸浮顆粒物的濃度，後者在空中已吸附了少量硫，並以硫酸根的形式存在；還取決於它們沉降到哪類地面上，即土地利用格局。利用格局不同，吸附和吸收酸性物質能力不同。一般分為四類，森林的SO2 的沉降能力最強，約為 8毫米/ 秒；林地，約為5 毫米/ 秒；莊稼地和草地，約為4 毫米/ 秒；水面，居民區等，約為2 毫米/ 秒。土壤的酸鹼性也有一些影響， pH值大於7 的鹼性土壤，約為 8毫米/ 秒； pH 值近於 4的酸性土壤，約為4-6 毫米/ 秒。

城市和農村，誰的干沉降大，誰的濕沉降大，誰的乾濕沉降總合大？中國城市，特別是工業城市， SO2排放量較大，該城市地面測得的SO2 濃度也較高，例如中國有24所城市SO2 年均濃度超過了0.100 毫克/ 立方米，其中有10座城市長江以南，這些市皆處於酸雨區中；但是長江以南廣大農村地區， SO2年均濃度約為0.010 毫克/ 立方米，甚至低於此值，也屬於酸雨區。這是因為我們測得的SO2 濃度是地面濃度；而決定酸雨的是高空雨雲酸化的程度，並且這種酸化了的雨雲可以長距離傳輸；決不能因為農村沒有酸物質排放而忽視了酸雨存在與危害。

由於鄉村面積遠遠大於城市面積，因此城市的干沉降大於濕沉降；鄉村濕沉降大於干沉降。若討論國土面積，鄉村的乾濕沉降的總和將遠大於城市的乾濕沉降的總合；若討論單位面積，城市的乾濕沉降總和將遠大於鄉村乾濕沉降之總合。

酸性物質的乾濕沉降酸雨危害環境。這種危害包括森林退化，湖泊酸化，魚類死亡，水生生物種群減少，農田土壤酸化、貧脊，有毒重金屬污染增強，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產，使建築物和橋樑損壞，文物面目皆非。

酸性濕沉降是指自然界的酸雨、酸霧、酸露，在3種濕沉降中，由於霧在近地面生成，可直接吸收大氣顆粒物，所以霧水的離子含量與當地大氣染污有較強的相關性。多年的統計和分析發現：在有霧情況下的閃絡佔總閃絡次數的74.6%，因此各部門紛紛模擬研究霧環境下絕緣子的閃絡特性。根據霧對絕緣子表面染污試驗的研究結果發現：大氣染污比較嚴重地區的濃霧，可潤濕絕緣子表面的污穢，對絕緣子表面染污相當明顯。例如當霧水電導率為2000 μS/cm時，XP—160絕緣子受霧6～10 h，鹽密值可增加0.03～0.04 mg/cm2，導致閃絡電壓急劇下降。這是在起霧時更容易發生閃絡的主要原因之一。環保部門監測發現：在全國不同地區沉降水的離子各組分中，不同地區沉降水的離子含量各不相同，但均以 的量居多，對絕緣子污閃的影響比較大。

試品採用XP—70型絕緣子3片組成短串，絕緣子表面模擬固體塗層，再疊加濕沉降。試驗分2組進行：1) 模擬的沉降水以硫酸根離子為主[2～3]，2) 模擬的濕沉降用氯化鈉溶液。兩組的固體塗層均以氯化鈉/硅藻土為1/10混合配比。

在進行人工污閃試驗時，將染污的試品懸掛於人工霧室的吊鉤上，將預先按要求配製好的沉降水盛於與噴槍連接的容器中，容器的容量足以完成一次試驗所需的沉降水的用水。啟動空氣壓縮機使安裝於霧室四角不同高度的4隻噴槍同時產生霧，在整個試驗過程中，不斷噴霧使試品受潮，適當調節噴槍安裝高度和進氣量及壓力以控制霧的濃度和均勻度。當試品在霧中完全飽和濕潤后，且試品表面污層溶液沒有下滴時，再均勻升壓直到閃絡。每串閃絡4次，取其中數值較低3次閃絡電壓的平均值，作為該沉降水對應電導率下的閃絡電壓值。

3.1 氯化鈉沉降水人工染污絕緣子的閃絡特性

圖1發現：在氯化鈉形成濕沉降環境中，絕緣子的閃絡電壓曲線且均呈冪函數的下降趨勢。當絕緣子表面等值鹽密＜0.03 mg/cm2時，絕緣子的霧閃電壓隨霧水電導率的增大下降較快；當等值鹽密>0.05 mg/cm2時，閃絡電壓隨霧水電導率的增大，下降開始趨於緩慢；當等值鹽密＞0.1 mg/cm2時，閃絡電壓已呈飽和趨勢幾乎不再受沉降水的影響。從圖中還可知：儘管不同染污程度絕緣子的閃絡電壓均隨沉降水電導率的增大而下降，但絕緣子染污程度越高，其閃絡電壓隨霧水電導率的增大下降趨勢越緩，即受沉降水的影響越小。

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3.2 不同組分沉降水染污絕緣子閃絡電壓的影響

圖2為在不同組分濕沉降環境下染污絕緣子閃絡電壓與沉降水電導率的關係曲線。圖中，1、3、5分別為絕緣子ESDD=0.015、0.05和0.1 mg/cm2時，在硫酸沉降水下的閃絡曲線；2、4、6分別為ESDD=0.015、0.05和0.1 mg/cm2時，在氯化鈉沉降水下的閃絡曲線。

由圖2發現：在以硫酸溶液形成的沉降水環境中，當沉降水電導率處在一定範圍內且增大時，閃絡電壓有一定的上升趨勢，當硫酸溶液電導率增大到一定值時，才趨於平緩。而在以氯化鈉溶液形成的沉降水環境中，閃絡電壓隨電導率的增大一直呈下降趨勢。在不同的沉降水環境下，電導率的增大，閃絡電壓差值增大，直到霧水電導率增大到一定值時，其差值開始減小至一定值，但差值依然存在，且均表現為在氯化鈉溶液形成的霧水環境下的閃絡電壓值低於硫酸下的電壓值。

3.3 不同組分沉降水對絕緣子表面污層的影響

圖3為硫酸和氯化納溶液中分別加硅藻土后，形成的混合溶液電導率與硅藻土量的關係，圖中+為自來水溶液；-為氯化鈉溶液；其餘均為不同電導率的硫酸和硝酸溶液。圖4為硫酸溶液中加硅藻土后，其pH值的變化與硅藻土量的關係。

圖3曲線發現：當酸性溶液電導率較小時，其混合溶液的電導率隨硅藻土量的增大而增大，最後趨於平緩；而隨硫酸溶液電導率的增大，在一定範圍內隨溶液中硅藻土量的增加，溶液電導率下降，硫酸溶液電導率越大，混合溶液電導率下降程度也越大，當硅藻土量足夠大時，混合溶液電導率飽和。而在氯化鈉溶液中加硅藻土時，氯化鈉溶液的電導率與硅藻土的量呈正比，其變化情況同自來水完全一致，兩條曲線呈平行關係。

從圖3、4 對應的曲線來看：酸性溶液中加了硅藻土后溶液的電導率和pH值發生了變化。由此不難發現酸性溶液和硅藻土中的不明物發生化學反應，使溶液中可溶性離子量減少，導致溶液電導率減小。而在氯化鈉溶液中，由於其變化與自來水溶液變化完全一致，無化學反應現象發生，導致了當酸性沉降水疊加到人工染污絕緣子表面時，沉降水和人工染污絕緣子表面污層的電導率及pH均發生變化，改變了模擬試驗的合理性和可靠性。

結合圖3、4可將圖2校正為圖5。圖a中1為硫酸溶液形成的沉降水下的原始閃絡；2為按質量濃度為10g/L的硅藻土校正後的閃絡；3為按質量濃度為30g/L的硅藻土校正後的閃絡；4為氯化鈉溶液形成的沉降水下的原始閃絡。圖b中1同上；2為按30g/L的硅藻土校正閃絡；3為按60g/L的硅藻土校正閃絡；4為按80g/L的硅藻土校正閃絡；5同圖a4。

由圖5a發現：在染污程度較低時，考慮酸性沉降水對硅藻土影響的情況，在硅藻土質量濃度處於一定範圍內，隨著硅藻土質量濃度的增加，兩者的閃絡電壓曲線的距離減小，如適當考慮硅藻土的質量濃度時，出現了在不同沉降水環境下，絕緣子閃絡電壓曲線幾乎完全重合的情況。圖5b發現在染污程度較高的情況下，考慮酸性沉降水對硅藻土的影響，絕緣子閃絡電壓曲線出現了一定程度的反覆和飄離，但如考慮硅藻土量較大時，不同沉降水下的閃絡電壓曲線由不同趨勢變為一致，且曲線之間的距離縮小，從整個變化趨勢來看，如果適當考慮硅藻土量時，可能出現不同沉降水下，在其電導率對應相同時，閃絡電壓曲線可能出現重合的情況。

由此可得，在沉降水對絕緣子作用的實際電導率相同的情況下，其對絕緣子閃絡電壓的影響完全一致，與組分無關。但考慮到實驗過程中客觀上存在化學反應，建議在實驗過程中用氯化鈉溶液代替酸性溶液。

a.在濕沉降環境下，增大絕緣子染污程度，閃絡電壓下降。絕緣子表面染污程度增高，其閃絡電壓受沉降水電導率的影響變小。實驗發現當等值鹽密＞0.1 mg/cm2時，絕緣子污閃電壓趨於飽和，幾乎不受沉降水電導率的影響。

b.試驗研究表明，不同沉降水對染污絕緣子閃絡電壓影響不同。試驗論證發現，造成這種原因的問題在於酸性沉降水與硅藻土發生了化學反應，改變了沉降水實際pH值和電導率。

c.在當前酸性沉降水較嚴重情況下，建議用氯化鈉形成的霧來進行人工霧環境下的污閃試驗。