长沙市大气湿沉降化学及变化特征

长沙市是中南地区酸雨污染最为严重的城市之一。以长沙市1992—2001年的大气降水监测数据为基础对长沙市的大气沉降化学和酸性降水变化特征进行了分析和研究.结果表明,长沙市近10年的降水pH年均值都在5.0以下,直到1998年降水pH值和酸雨频率才有所减缓.大气降水的阴阳离子基本平衡,[Ca2 ]浓度对降水离子的平衡有较大的影响.长沙市的净酸度沉积量在1998年高达-172.46meq/m2,净酸度的沉积量年际变化较大。     

峨眉山酸雨的长期变化趋势

对1992-2015年间峨眉山降水pH和电导率长期观测资料的分析结果表明,该地区降水pH年均值在4.45~5.67范围内变化,多年平均降水pH为4.81,多年平均酸雨频率和强酸雨频率分别为60.8%和23.5%。峨眉山降水酸度的季节变化较明显,夏季酸雨污染较轻,而冬季较重。20余年来,峨眉山地区酸雨污染呈现逐步改善的长期趋势,降水pH的平均年变率约为4%,降水酸度持续减弱,酸雨频率和强酸雨频率持续降低,平均年变率分别为-1.5%和-1.7%。峨眉山地区的降水电导率和非氢电导率呈现缓慢增加的长期趋势,平均年变率分别为0.3μS/cm和0.8μS/cm。受四川盆地区域内主要污染物排放量变化的影响,1992-2005年和2006-2015年,峨眉山降水pH、降水电导率和非氢电导率呈现不同的变化趋势特点,前期降水pH、降水电导率和非氢电导率均呈现增长态势,说明该地区降水中各类可溶性污染物质并未随着降水酸度减弱而减少,反而趋增;后期降水pH维持持续升高趋势的同时,降水电导率和非氢电导率双双呈现下降趋势。对降水时段气团输送轨迹的簇分析结果显示,来自四川盆地内部的气团输送对峨眉山降水影响最大,其贡献在六成以上;陕甘-黄土高原地区、滇西高原-南亚大陆地区的输送也有不同程度的贡献,其中,源自天气上游南亚地区的输送对我国西南地区酸雨污染的潜在影响值得关注。     

黄山景观区域氮、硫湿沉降来源与地球化学过程

黄山是世界著名的地质公园,近年来该地区酸雨频率增加,威胁着景区的地质生态环境.本研究通过长期降水化学观测与氮、氧、硫同位素地球化学分析,探讨黄山景区氮、硫湿沉降来源与地球化学过程,以期揭示酸雨成因.结果表明,研究期间酸雨频率为62.5%. SO■和NO~-_3为主要致酸离子.[SO■]/[NO~-_3]当量比均值为1.7,主要受早期氮排放和移动源递增贡献影响.氮、氧、硫同位素组成和分异数据表明,降水中SO■和NO~-_3主要来源为移动源(燃油)释放,工业源(燃煤)贡献次之,降水硝酸、硫酸的形成主要为燃油燃烧及其氧化物氧化过程. Ca~(2+)和NH~+_4为酸雨的主要中和因子.我国逐渐增加的移动源化石燃料排放已经对黄山景区大气环境产生显著影响.     

深圳市酸雨变化特征及形成原因分析

深圳市长年属于较重酸雨区,对城市生态带来重要影响,酸雨污染已经成为当前迫切需要解决的环境问题。为了了解近年来深圳市降水的变化特征及污染状况,利用2001—-2011年的降水监测数据,分析了降水酸化程度及化学组分特征,探讨了致酸原因,’为酸雨污染控制对策制定提供基础依据。研究结果表明,深圳市酸雨污染在2004--2006年达到较高水平（降水pH值4,49～4．59）,2007年以来明显有所改善（降水pH值4．73～5．02）,酸雨频率也显著降低。在时间变化上呈现夏季酸雨污染相对较严重,在空间变化上表现出宝安区和龙岗区酸雨污染相对较轻。相对于北京等城市,深圳市降水中离子浓度较低,同时大气中污染物浓度也较低,表明深圳市降水比较清洁,但由于大气中碱性物质含量较低,导致降水酸性较强。深圳市近年降水[SO42-]／[NO3-]的比值不断下降并低于2,硫酸硝酸混合型酸雨特征明显,表明机动车对降水酸性的影响不断增强。Cl-和Na＋对降水阴阳离子的贡献较高（分别达到24％和30％）,反映降水受海洋的影响较大。深圳与广州、东莞、佛山等城市的降水酸度和酸雨频率变化趋势较为一致,区域传输对酸雨形成也有重要影响。     

青岛近岸区域典型海陆人为交互作用下酸雨的化学特征

作为我国北方地区酸雨最为严重的城市之一,青岛及其近岸区域酸雨的研究对揭示典型海陆人为交互作用下酸雨形成机理具有典型的示范性.本文从酸雨的现状及变化、酸雨形成机制及影响因素、雨水中致酸/碱性成分的来源入手,系统总结了青岛近岸区域酸雨的化学特征.结果表明,青岛近岸区域自1981年以来酸雨状况有所减轻,但2006年以来又有加重的趋势,并由"硫酸型"酸雨向"硫-硝混合型"酸雨转变.局地人为源SO2和NOx的排放、区域外污染物的输送以及海上浮游生物释放的二甲基硫(DMS)是该地区大气致酸物质的3条重要输入途径.大气中致酸成分前体物的浓度和排放强度、气溶胶中酸化缓冲/碱性物质的含量以及复杂多变的气象条件是该区域酸雨形成的主要控制因素.人为源和地壳源分别是大气中致酸成分和碱性成分的主要来源,海盐源硫酸盐气溶胶会对降水酸性产生一定的稀释作用.今后的研究应特别重视:(1)降水p H的动态变化及与大气颗粒物的相互作用;(2)低分子有机弱酸、重金属及与污染有机物的复合污染作用机制对酸雨的影响;(3)优化酸沉降模型,精确量化解析不同来源对雨水酸性成分的贡献;(4)雾、露、霜等其它形式的酸沉降及沉降通量.深入研究青岛近岸区域酸雨的地球化学特征,不但有助于加深对海陆人为交互作用下我国东部沿海经济发达地区大气污染与酸沉降形成机理及其生态效应的认识,还可为科学制定酸雨防控对策提供理论依据.     

桂林市大气降水的化学组成特征及来源分析

为揭示桂林市大气降水的组成成分变化特征和来源,于2015年1—12月期间采集了桂林市大气降水样品,分析其中pH、电导率、主要阴阳离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-、F~-、Cl~-)及重金属元素(As、Cr、Hg、Zn、Cu、Pb)浓度的季节变化特征及湿沉降通量.研究结果显示,桂林市大气降水pH值分布范围介于4.13—7.37之间,其中pH值小于酸雨临界值5.6的占48.0%,表明桂林市降雨存在一定的酸化现象.电导率(EC)变化介于4.53—128.10μS·cm~(-1)之间,雨量加权平均值为16.44μS·cm~(-1).阴离子以SO24-和NO3-为主,雨量加权平均含量分别为94.50μeq·L~(-1)、30.48μeq·L~(-1),占阴离子总量的65.28%和21.06%,其次为Cl-,阳离子以Ca2+为主,雨量加权平均含量为97.67μeq·L~(-1),占阳离子总量的58.76%,其次为NH_4~+,占阳离子总量的/NO_3~-平均值为2.45,大气降水属于硫酸-硝酸混合型,具有逐步向硝酸型转变的趋势.阴阳离子三角图和pearson相关性分析表明,Ca~(2+)和Mg~(2+)主要来自地壳源和人为源,Ca~(2+)对致酸阴离子NO_3~-、SO_4~(2-)的中和作用大于NH_4~+,桂林降水中可能存在以CaSO_4和Ca(NO_3)_2为主的化学物质,Na+主要来源于海洋输送,K~+则来源于人类活动.溶解态重金属元素的平均浓度为127.4μg·L~(-1)(0.349—443.8μg·L~(-1)),重金属湿沉降通量平均值为12.193 mg·(m~2·a)~(-1),其中Zn、Cu的年沉降通量较高,分别占总沉降通量的59.72%和28.80%.     

2001—2017年中国3个典型城市硫酸盐和硝酸盐湿沉降特征

过量硫酸盐和硝酸盐沉降到达地面,造成土壤酸化、水质变差、森林衰亡等一系列生态问题。为了进一步了解中国不同地区的酸沉降变化特征,利用2001—2017年东亚酸沉降监测网(EANET)中的中国重庆、西安、厦门3个典型城市及其郊区的7个观测站SO4~(2-)、NO3~-湿沉降量、p H值观测资料,分析这3个城市的硫酸盐和硝酸盐湿沉降年际变化特征、季节差异和城郊差异。结果表明,2001—2017年间,重庆的SO_4~(2-)沉降量每年下降6.09 mmol·m~(-2),NO_3~-沉降量则每年上升1.39mmol·m~(-2),其降水中SO_4~(2-)/NO_3~-比值从2001年的3.8下降到2017年的1.2,酸雨类型由硫酸型转为混合型。厦门的SO_4~(2-)沉降量每年下降2.28 mmol·m~(-2),NO_3~-沉降量每年下降0.97 mmol·m~(-2),其降水中SO_4~(2-)/NO_3~-比值在2007年达到峰值1.68,之后逐渐降低至2017年的0.63,酸雨类型从混合型逐渐向硝酸型转变。重庆和厦门降水的p H值分别从2001年的4.5和4.7上升到2017年的5.5和5.6,西安降水的p H值始终保持在5.6以上。重庆、西安和厦门市区沉降量大于或等于郊区,但市区降水的p H值却高于或等于市区。重庆、西安和厦门SO4~(2-)沉降量和NO3~-沉降量均为春夏较高,秋季次之,冬季最低。重庆和厦门各个季节降水的p H的谷值出现在2010年左右,之后逐年上升。总体上,研究期间,重庆和厦门的酸雨状况在2010年左右最严重,之后逐年得到改善,西安虽然不受酸雨的侵害,但其主要酸性离子SO4~(2-)和NO3~-的沉降量均逐年减少,主要原因在于中国不同地区的大气污染防治工作均取得显著成效。     

丽水小盆地型城市酸雨现状及成因分析

根据浙江省丽水市 1 986— 2 0 0 2年酸雨监测数据 ,对该市酸雨污染的现状特征及成因进行了分析。结果表明 ,丽水市酸雨污染严重 ,并呈逐年加重的趋势。冬、春季酸雨率高 ,降水 pH值低 ;降水的主要离子SO42 -与NO-3比值逐年下降 ,说明大气污染有从煤烟型转为煤烟型与机动车尾气混合型的趋势 ;煤耗量、地型地貌特点、低空逆温层频率、地面弱风频率对酸雨率和降水 pH值有明显的影响。     

崇明东滩大气湿沉降酸性特征

对崇明东滩湿地的大气湿沉降进行了为期一年的样品采集,对其酸性特征进行了系统分析与讨论.结果表明,大气湿沉降表现出明显的酸性,pH均值为4.85,16.67%的降水达到强酸性,较强酸性的占19.44%;从各月份pH变化来看,9月份pH值相对较低,1月和7月较高,各季节pH值变化规律为秋季＜春季＜夏季＜冬季;降雨pH同降雨量表现出一定的负相关性,同风向表现出显著的正相关,风向变化引起的大气颗粒物含量的差异对湿沉降酸性产生明显影响;湿沉降中主要酸性离子NO-3和SO2-4平均含量分别为68 μmol·1-1和24 μmol·1-1,季节变化均表现为秋季＞冬季＞夏季≈春季;湿沉降中SO2-4和NO-3的当量浓度比均值为15.1,H2SO4对酸雨起决定性贡献作用,燃煤排放是湿沉降呈酸性的最主要原因.     

长春市降水酸度的研究

本文通过长春市区和郊区的酸雨监测资料,结合降水量、降水强度、降水时间、雨区的移动,风向、风速、二氧化硫和氮氧化物浓度等要素,对pH值进行统计分析,长春5—10月月平均PH值为5.18,pH值的变化范围为3.65—8.10,酸雨出现的频率为32.39％,酸雨的形成以局地污染为主。     

丽水小盆地型城市酸雨现状及成因分析

根据浙江省丽水市1986--2002年酸雨监测数据，对该市酸雨污染的现状特征及成因进行了分析。结果表明，丽水市酸雨污染严重，并呈逐年加重的趋势。冬、春季酸雨率高，降水pH值低；降水的主要离子SO4^2-与NO3^-比值逐年下降，说明大气污染有从煤烟型转为煤烟型与机动车尾气混合型的趋势；煤耗量、地型地貌特点、低空逆温层频率、地面弱风频率对酸雨率和降水pH值有明显的影响。     

上海市2000-2019年降水酸性和离子成分的变化趋势

降雨的酸度和化学成分主要由区域空气质量决定.本研究通过分析上海市2000-2019年降水监测数据,研究了酸雨强度和频率的变化趋势及其原因.结果 表明,本世纪前二十年上海酸雨污染呈现先加剧后缓解的倒"V"型变化趋势,2019年全市平均酸雨污染水平与2000年相当,其中石化企业集中的金山区取代钢铁火电集中的宝山区成为上海酸雨污染最严重的区域.SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+是降水中的主要离子成分.各站点降水SO42-浓度比最高点分别降低了85％-94％,与同期大气SO2降幅基本一致,表明消减SO2排放在酸雨防控中发挥了关键作用.NO3-/SO42-比值不断升高,从最初的～0.3上升到当前的1.0以上,表明上海酸雨已经从硫酸型转变为以硝酸为主的混合型,即,机动车排放污染成为上海酸雨的主控因子.降水中Ca2+浓度降幅超过70％,部分抵消了SO2减排对酸雨的影响.随着碱性大气颗粒物的减少,NH3排放对降水酸度的影响越来越突出.为协同治理PM2.5和酸雨污染,本研究建议在长三角等酸雨区应审慎实施NH3减排措施.     

闽西北邵武市酸雨分布特征及其与气象条件的关系

利用1992-2005年邵武市的探空、降水量和酸雨资料,分析了邵武市不同气象条件对降水酸度、酸雨出现率的影响,结果表明:(1)闽西北是福建省酸雨污染较严重的地区之一,相对于夏、秋二季,冬、春二季的降水酸度更强、酸雨出现率更高。(2)降水的量级对降水酸度、酸雨出现率有明显影响。(3)逆温层对酸雨有较大的影响,逆温特征越明显,降水pH值越低,酸雨出现概率越大。(4)1500 m高空风速、风向在一定程度上影响邵武市降水酸度和酸雨出现机率。(5)邵武市上空850 hPa~700 hPa高度层在暖平流控制下不仅降水酸度强且出现酸雨的机会大。相反,如果850hPa~700 hPa高度层在冷单流控制下不仅降水酸度弱且出现酸雨的机会小。     

酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响

在不同p H值(2.5、3.5、4.5和5.6)模拟酸雨处理下,研究根箱栽培马尾松(Pinus massoniana L.)幼苗生物量(根茎长、根与茎叶干重、一级侧根数)、叶绿素含量以及根系质膜相对透性的变化,在酸雨pH 3.5-5.6范围内对松树幼苗根际与非根际土壤的pH值和铝形态以及植株铝积累量进行测定,以探明酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响.结果显示:当酸雨p H从5.6降至2.5,马尾松幼苗生物量和叶绿素含量均降低,而根系质膜透性从13.2%升至36.4%,膜伤害度由轻度的4.1%提高到重度的23.2%,且重度酸胁迫下两者变化均极显著(P 0.01);此外随酸胁迫强度的增强,马尾松根际与非根际土壤pH值分别由5.95和5.91降至4.02和3.87,而根际土壤中交换态、有机结合态铝含量则分别上升至7.27和18.1 mg/kg,且马尾松植株铝积累量增加至49.46μg/株,其在植株根系中的积累量明显高于地上部分.上述结果表明,酸胁迫使得马尾松根系质膜受损程度增加,叶绿素含量减少,引起光合作用减弱,幼苗生长受到抑制;另外,酸雨能改变土壤中铝化合物的形态,增加活性铝离子溶出量,其中一部分转化成有机结合态铝,另一部分则通过根系吸收累积在幼苗植株内,阻碍马尾松生长发育.(图5表3参45)     

中国大气酸沉降与土壤酸化问题

我国对大气酸沉降的研究起自７０年代末．以酸雨研究占主导地位。我国酸雨现象区域性、发展性强，在地理上以南方酸性土壤地区为主，在成分上以硫酸盐型酸雨为主；无论是酸度还是频率，酸雨都是极严重的生态环境问题。酸沉降已对农、林生态系统生产产生了严重的破坏效应，但其累积性的环境化学反馈却未引起人们的足够重视。我国酸雨地区以强酸性富铝土壤为主，对大气酸沉降有较大的敏感性。应用β指标还表明，酸沉降可使南方主要土壤因酸化而在３０—６０年内降低ｐＨ一个单位。近年来对酸沉降诱发的土壤酸化研究以模拟降水的土柱试验为主，从ｐＨ下降、盐基淋出、Ａｌ及重金属移动等方面来提示出酸沉降可能对土壤产生的化学影响。但作为过程化学研究，其案例监测研究的报道尚很少。对于南方严重的酸雨现象，应加强实地动态监测和过程分析，注重Ａｌ化学及其对环境的反馈，将酸沉降对生态系统的破坏提高到生态毒理机制上。     

模拟酸雨对森林红壤中铝的溶出及不同土层酸度变化的影响

为进一步探明酸沉降对森林红壤及生态环境的影响，模拟长沙地区降水酸度及离子组成，采用浸泡试验对两种森林红壤活性铝的释出及土壤理化性质的变化进行了研究。结果表明，模拟酸雨浸泡初期，土壤活性铝的释出量随浸泡次数的增加而增加，原始土壤pH值愈低，活性铝释出愈多；强酸度、高离子浓度（AR4）模拟酸雨对土壤中活性铝的溶出量远大于基础酸雨（AR3）及弱酸、低离子浓度酸雨（AR2）和对照酸雨（AR1）。模拟酸雨酸度愈大，对土壤pH值的影响愈明显，不同土层间，以A层土壤pH值下降最明显，B、C层土壤则下降较小。模拟酸雨模拟浸泡土壤25年后，土壤阳离子交换量均有不同程度下降，有机质含量高，原土壤阳离子交换量大的土壤下降幅度也大。     

乌鲁木齐市米东区大气降水的化学特征及来源分析

为研究乌鲁木齐市米东区大气降水中的化学组分特征及来源,对2017-2019年降水中主要离子浓度及来源进行了分析.研究结果显示,米东区2017-2019年降水的雨量加权pH年均值为7.95,雨量加权平均电导率年均值为16.15 mS·m-1,雨量加权平均总离子浓度为72.75-95.89 μeq·L-1,年均浓度为81....     

四川盆地西缘都江堰大气氮素湿沉降特征

大气氮沉降已成为全球性环境问题,对陆地生态系统结构与功能产生显著影响.于2015年8月-2016年7月,在都江堰灵岩山森林生态系统开展定位观测,分析大气降水中各形态氮素浓度;结合都江堰全年降水数据,估算当地湿氮沉降量的季节动态特征.结果显示,观测期间全年降水量为1 073.4 mm,降水中可溶性总氮(TDN)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)平均浓度分别为5.9、2.9、1.6和1.4 mg/L,各形态氮浓度具有明显的季节变化特征,均表现为冬春季高于夏秋季.湿氮沉降中各形态氮沉降量与降水量和降水频次呈显著正相关(P0.05).全年TDN湿沉降量为36.2 kg hm~(-2) a~(-1),其中NH_4~+-N、NO_3~--N和DON分别为16.4、10.0和9.8 kg hm~(-2) a~(-1).可溶性无机氮(DIN)沉降量占TDN沉降量的72.8%,DIN中有62.1%来自NH_4~+-N.综上所述,都江堰地区湿氮沉降显著,且以无机氮为主,这可能对区域植被生长有一定促进作用.     

酸雨对生菜的光合、抗氧化系统和产量的影响研究

目前国内外有关酸雨对植物生长危害的影响研究多集中在森林植物和粮食作物,而酸雨对叶菜类蔬菜生长的相关研究较少。酸雨的频发可能会影响蔬菜的生长,进而降低蔬菜产量。为探究酸雨对叶菜类蔬菜生理和产量的影响,选取生菜(Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.)作为试验材料,采用野外原位研究方法,探究模拟酸雨(pH梯度为3.0、4.0、5.0)和自然降水(CK)对生菜光合、抗氧化系统和产量的影响。结果表明,pH 4.0和5.0酸雨对生菜光合系统影响不显著,pH 3.0酸雨对生菜光合系统影响显著;在整个试验期内,pH 3.0酸雨显著降低生菜净光合作用8.4%—17.0%。pH 3.0、4.0和5.0酸雨均显著提高生菜超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,表明酸雨会激活生菜抗氧化系统,同时会对生菜叶片膜系统造成损伤;在第20天后,pH 3.0酸雨下生菜过氧化氢酶(CAT)活性显著下降13.8%%—35.2%。pH 5.0酸雨对生菜产量影响不显著;pH 4.0和3.0酸雨显著降低生菜地上部产量,分别降低14.6%和16.7%。pH 3.0酸雨使生菜地下部产量显著降低19.0%。综上可见,模拟酸雨对生菜的光合系统、抗氧化酶系统和产量均产生显著影响,且酸雨对生菜的影响阈值在pH 4—5之间,pH 4.0以下的酸雨明显降低生菜产量,但酸雨强度为pH 5.0时已存在生菜减产的风险,研究结果可为生菜栽培的相关农户以及决策部门提供参考。     

上海市浦东农业区降水氮浓度的时间分布

于2008年在上海市浦东农业区设置采样点按月收集降水样品,测定降水NO3--N和NH4+-N浓度,分析氮浓度的变化规律及其影响因素,并计算氮沉降通量。结果表明,浦东农业区降水氮浓度和年沉降通量均较高,ρ(NO 3--N)平均值为0.44 mg.L-1,年沉降通量为5.19 kg.hm-2.a-1;ρ(NH 4+-N)平均值为1.36 mg.L-1,年沉降通量为15.91 kg.hm-2.a-1;TN年沉降通量为21.10 kg.hm-2.a-1,其中NH4+-N占75.4%。降水NO3--N和NH 4+-N浓度在主要生长季(4—10月)低于非主要生长季(11月至次年3月);而NH 4+-N沉降量在主要生长季高于非主要生长季,NO3--N沉降量在主要生长季和非主要生长季差异较小,这主要是人为活动、降水日数与降水量以及风向等因素的综合作用所致。降水氮输入对研究区初级生产力的提高具有积极意义,但降雨氮浓度已超过水体富营养化阈值,可能加剧农业区内水体富营养化。