雨水水化学是示踪人为输入对空气质量影响的关键途径之一。西安市位于黄土高原的南部，特殊的地形以及经济的快速发展加剧了大气污染。近些年来，西安市实行了一系列大气污染防控措施。在此情况下，雨水化学特征如何、有何变化及其控制因素是什么尚不清楚。为此，地球环境研究所金章东研究团队的肖军研究员通过西安市2018-2019年雨水的离子和氢氧同位素（ ¹⁸O、 D）分析，揭示了其水化学特征的季节变化及其控制因素。

　　研究发现西安市雨水水化学类型以HCO₃-Ca-Mg型为主，少数为SO₄-Cl-Ca-Mg型。雨水离子浓度具有冬春季高夏秋季低的特点（图1）。近十年来，雨水离子浓度呈现降低的变化趋势（图1）。虽然雨水中SO₄^2-和NO₃^-的浓度较高，但受NH₄⁺和Ca²⁺中和作用的影响，西安市的雨水呈现弱碱性，且西安雨水的碱性离子中和能力高于中国南方城市。受脱硫减排政策的影响，雨水中含硫化合物浓度降低。西安市含氮化合物的湿沉降量略高于硫化物的湿沉降量，且氮沉降以NH4+为主（图2）。受降雨量和温度效应的影响，西安市雨水中氢氧同位素的季节性差异明显，呈现出旱季高雨季低的特征（图3）。PMF分析辨析出西安市雨水中的Ca²⁺和Mg²⁺主要来自粉尘，NH₄⁺主要来自农业活动，SO₄^2-和NO₃^-主要来自工业与交通源。后向轨迹模型分析结果表明，西安市在春季和冬季主要受西风的影响，在夏季和秋季主要受季风环流和东南部近源风向的影响。结合近10年来雨水成分分析，雨水水化学关键指标反映出西安市空气质量有所改善。该研究表明地表扬尘和人类活动排放的颗粒物对西安市雨水化学具有重要影响，为黄土高原地区大气污染防控提供了重要科学依据。

　　相关成果发表在Journal of Environmental Management期刊上。本研究得到陕西省杰出青年科学基金（2020JC-030）和中国科学院战略先导科技专项（XDB40020502）的联合资助。

　　文章详见：Ma, K.K., Chai, N.P., Huang, H.Y., Xiao, J*. Influence of anthropogenic activities and loess dusts on the rainwater hydrochemistry in the Chinese Loess Plateau. Journal of Environmental Management, 2023, 347, 119137.

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119137。

　　图1 西安市雨水pH值、TDS、离子浓度的季节性变化及年际变化

　　图2 西安市雨水硫和氮湿沉降通量的季节性变化

　　图3 西安市雨水中 D和 ¹⁸O组成与氘盈余的变化