基于气流轨迹大气输送对大连市酸雨形成分析

文章利用HYSPLIT-4后推气流轨迹模式,对辽宁省大连市2007年的降水来源进行气流轨迹模拟,再通过聚类分析方法,得到气流的平均轨迹分布,从而分析大连市降水的来源及各方向气流对酸雨形成的影响。研究表明,大连市酸雨污染主要由西-南、西北和北-东-南3个方向气流形成。在季风影响下,6-10月的雨季,来自西-南方向气流多经过河北、京津、山东、我国东部沿海等工业发达地区或朝鲜半岛;起源于北绕行东-南方向气流仅在辽宁省内行12小时后,也途经山东或朝鲜半岛及南部海域,这2个方向的气流运行高度低,地面污染贡献大,携带大量致酸前体物,在大连形成酸性降水频率高,导致其酸雨污染严重。而来自西北方向的气流经过蒙古、内蒙古、辽宁西部等工业欠发达地区,且多在高空运行,气流相对干净,很少形成酸性降水。     

酸雨前体物NO_x的全球天然源

<正> 硫酸和硝酸是控制湿沉降中酸度的两种主要的颗粒种。硫酸的前体物包括大气中的SO_2、H_2S、DMS、OCS、DMSO 及 CS_2,这些物质在大气中氧化成了硫酸。硝酸的前体物主要为 NO 和 NO_2(NO_x)。这两种酸的前体物均来自大气的天然源和人为源。因此,正确地估计这些前体物的天然源和人为源各占的比例,对于评价酸雨的性质和制定防治酸雨对策具有重要的意义。对 NO_x的全球源最近已经发表了一些文章。本文主要着重讨论酸雨前体物之一 NO_x的天然源,并试图根据目前现有的数据和资料,估计天然 NO_x 对酸雨贡献的大小。     

中国地表水酸化敏感性的区划

地表水体的酸化与集水区的许多环境因子密切相关,如土壤对酸的缓冲能力、基岩中和酸沉降的能力以及土地利用方式等.其中,土壤的抗酸化能力是关键因素.因此可以根据集水区土壤、基岩和土地利用方式等信息来评估地表水在不同流量下发生酸化的可能性.本研究成功地应用已有资料和数据得到了我国地表水对酸沉降的敏感性等级,并绘制了地表水酸化敏感性区划图.结果表明,我国大部分地表水对酸化并不敏感.极易酸化和较易酸化的地表水主要分布在东北的北部地区,占所有国土面积的2.67%,是该地区强酸性漂灰土、酸性母岩和针叶林植被共同作用的结果.对酸化敏感性为中级和低级,即不易酸化的地表水主要分布在东北暗棕壤地区和南方富铝土区域,占所有国土面积的15.2%.其余82.11%国土面积上的地表水对酸化不敏感,完全不可能发生酸化.北方地区主要是由于土壤的强缓冲能力,而在南方,石灰质土壤以及耕作农田的广泛分布是最重要因素.南方重酸雨区由于土壤对酸化并不很敏感,因此在短期内不会出现大面积水体酸化现象.由于东北近年来频频出现酸雨,因此东北的酸沉降必须及早防治,以免出现大面积酸化水体.     

关于我国酸雨的污染物输送问题

我国燃煤消耗量很大,排放二氧化硫而引起的酸雨污染正引起国内外,特别是东亚地区各国的重视。本文通过4个方面探讨我国酸雨中污染物的输送问题：酸雨输送研究方式和湿沉降过程;我国酸雨分布和硫酸型特点;酸雨与天气系统的关系;我国典型酸雨区研究的成果。由此说明酸雨作为污染物的湿沉降,其前体物的主要部分涉及输送可能是中距离的,即几百公里以内。我国排放污染物对邻国酸雨长距离输送的影响可能存在,但影响究竟有多大则有待于大规模详细研究的结果。     

基于遥感监测和气流轨迹的酸雨成因研究

酸雨对生态系统的危害已经引起全世界的广泛关注,探讨其形成机制是控制酸雨污染的重要研究基础.本研究基于遥感监测的降水发生前后的致酸前体物大气SO2和NO2柱浓度数据,利用气流轨迹方法探讨了辽宁省大连和丹东2007年典型场次酸雨的形成机制.研究结果显示,卫星遥感影像与气流轨迹法相结合可以有效地表达酸雨前体物的来源、传输模式及降雨对致酸前体物的清除效果,为科学、合理地判断酸雨沉降机制提供了更加直观、有效的技术支持.     

模拟重庆酸雨对金属材料危害的研究

近三年的监测数据表明,重庆市酸雨pH很低,酸雨出现频率极高,已成为我国少有的强酸雨城市。重庆酸雨的强度与国外几个著名强酸雨地区或城市相近。从调查得知:重庆的金属材料已较明显地受到酸雨及酸性干沉降物的影响。重庆与南京在气候、土壤特征等方面十分相近,但南京大气污染和酸雨比重庆轻,两地的金属材料的腐蚀情况表现出很大差异。重庆市因腐蚀厉害,金属构件的桥梁,车辆外壳、建筑铁架等维修、保     

我国东部沿海地区酸雨来源研究

 1992～1995年间在我国东部沿海地区进行了降水和气象观测，分析了降水的酸度和化学组成与降水采样时的来流方向的关系，计算了丹东凤凰山和泗礁岛采样时的后推气流轨迹。发现我国东部沿海地区出现酸性很强的酸雨，推断酸雨来自周边国家和地区。由于当地地理位置和气象条件的差异，不同的时间和不同空间里影响的程度也不同。北方沿海的图们和丹东凤凰山的酸雨主要来自朝鲜半岛和日本。东南沿海地区则较为复杂，冬春季可能受到日本和朝鲜半岛的影响     

蚌埠市区酸雨污染特征分析及控制对策

利用2008年至2012年蚌埠市区降水监测数据,综合分析蚌埠市区酸雨污染时空、季节、化学组分的变化特征、变化趋势及其成因,致酸前体物、气象因素等与酸雨污染的关系,同时针对蚌埠市区酸雨污染提出几点治理措施和建议。     

湖南省酸雨变化特征、现状及成因分析

依据湖南省1993-2000年监测酸雨的数据资料,对湖南省酸雨的变化特征、分布及目前的状况和成因进行了分析.结果表明,湖南省降水pH值小于5.0的强酸性降水地区主要分布在湘中南和西南部,弱酸性降水区则分布在湘中地区;除怀化和洪江两地外,湖南降水阴阳离子基本平衡;湖南地区降雨为典型的硫酸型降雨,酸雨的形成主要受局地源的影响,其次是土壤、地形、气候和中远距离的输送等自然因素的作用.笔者认为能源结构和工业污染物等社会因素在酸雨的形成中具有决定性的作用.      

中国酸雨现状

1.前言近十年来,酸性降水与环境酸化,在我国也受到了关注。1981～1985年,我国在华北、中南,以及东北等地区先后选定了四十几个酸雨观测点,对降水酸度及其化学成分进行了观测和分析。通过对五年来的观测资料分析,可以看出我国南方地区较北方酸雨出现的频率高,有些城市酸雨也相当严重。庐山的含鄱口观测点曾出现pH值为3.1的降水。我国北部地区降水多为中性,pH值多在6.5～7.5之间,局部地区也有酸雨出现,如西安。沿海城市如青岛、广州、杭州也有酸雨出现。从降水的化学组分分析表明,我国     

中国酸沉降:来源、影响与控制

总结我国酸沉降观测与模拟、来源与影响以及控制与成效,不仅能为未来我国大气污染治理提供科学依据,也能为国际酸沉降控制提供参考.本文回顾了40年来我国酸沉降研究的发展历程,对有关酸雨时空分布特征、致酸气体排放、土壤和地表水酸化、酸化缓冲机制、临界负荷区划以及酸雨控制对策等研究进展进行综述.我国酸雨污染经历了快速发展、污染缓和、再次恶化和持续改善4个阶段,与酸性气体——二氧化硫和氮氧化物的排放趋势相一致.我国酸雨区主要分布在长江以南及青藏高原以东的广大地区以及四川盆地,而不是排放最为集中的华北地区,反映出氨气和盐基阳离子排放的较强中和作用.作为酸沉降的主要危害,我国土壤酸化严重,而地表水酸化与欧美相比并不突出,原因是盐基阳离子沉降和硫氮转化（如硫酸根吸附和反硝化等过程）提供了特别的缓冲作用.随着二氧化硫排放优先于氮氧化物得到初步控制,我国降水化学组成由硫酸型转变成硫酸-硝酸-铵混合型,从而氮沉降,特别是铵沉降对我国土壤酸化的贡献越发显现.国家“两控区”划分、大气污染物总量控制与“大气污染防治行动计划”等政策的实施,有效控制了我国酸沉降的发展,酸化的土壤和地表水开始出现恢复的趋势.     

酸性降水对我国森林的影响

综述了近几年来酸雨对我国森林影响的主要调查和实验研究成果,所涉及的内容包括酸雨对木本植物的直接伤害,酸雨对森林生长和生产力的影响,以及对森林土壤、土壤微生物、病虫害的影响等方面。      

Sensitivity of soils to acid rain in South China

This paper deals with the sensitivity of soils to acid rain in 5 provinces, South China. Based on field work and literature, and taking soil pH, CEC, and the types of residua into account, the authors classified the sensitivity into 4 categories: highly sensitive, sensitive, slightly sensitive, and non-sensitive. By overlapping the maps of soil pH, CEC, and types of residua, the map of soil sensitivity in South China has finally resulted.The authors try to summarize the regularity of soil sensitivity to acid rain in this area. The sensitivity of different soil types in the studied area has also discussed.The seriousness and its prospects of acid rain in this area have been pointed out in order to draw the attention of relevant authorities.     

广州市东郊的降水监测及其理化特征

本文采用1982年至1987年广州市东郊的降水监测资料,初步探讨了该区酸雨污染特征。结果表明:广州市东郊酸雨污染严重,降水酸度逐年上升,雨水中阴阳离子浓度以SO₄2-和NH₄+最高。不同天气系统酸雨频率不同。      

酸雨对红色石灰土壤中Ca2+迁移及岩溶土壤生态系统的影响

为探讨酸雨对粤北岩溶区岩溶土壤中Ca迁移和流失的影响,选择酸雨频率和酸雨程度较高的我国广东省佛山市,开展自然降雨对红色石灰土壤中Ca2+的流失影响试验,于2011—2013年共收集到61次有效降雨产生的渗漏液,分析渗漏液中ρ(Ca2+)的变化情况,并间隔0.5 a左右测定供试土壤中的w(水溶性Ca)和w(TCa)(TCa为全钙),将试验3 a后供试土壤的w(有机质)、w(TN)、pH与供试源地土壤进行比较. 结果表明:①单位降雨造成的红色石灰土壤中Ca2+流失量与渗漏液中ρ(Ca2+)呈极显著正相关,与降雨量、渗漏液pH均呈正相关,而与雨水pH呈负相关,但不显著;单位降雨造成的土壤Ca2+净流失量达到2.16×10-5 g/(mm·kg),61次有效降雨造成的Ca2+净流失总量为0.05 g/kg. ②与蒸馏水及石灰岩采样点所在的坡麓洼地积水比较,酸雨明显增加了红色石灰土壤Ca2+流失量,但其影响因素复杂. pH为4.50~<5.65的轻度酸雨造成的土壤Ca2+流失量最大,其次是pH为5.65~6.29的非酸雨和pH<4.50的重度酸雨. ③降雨使石灰土壤中的w(TCa)呈持续减少趋势,2011—2013年供试石灰土壤中w(水溶性Ca)减少量为0.36 g/kg,并且呈明显的由上至下的减少迁移过程. ④与供试源地土壤相比,历经3 a酸雨淋溶的红色石灰土壤的w(有机质)和w(TN)均极显著增加,表层pH也极显著升高,意味着酸雨加速了土壤的分解转化,存在潜在的养分流失风险. 研究显示,酸雨不仅造成石灰土壤中Ca2+的加速流失和迁移,也加速了土壤中各类养分的分解转化,同时还会对岩溶地形、岩溶植物、流域水环境产生潜在或直接的影响.      

Effects of acid rain on forest ecosystem in Southwestern China

The study of effects of acid rain in Southwestern China on forest ecosystems .has been inrestigated since 1984. The results have shown that the ecosystem of Pinus massoniana forest has been damaged severely by acid rain. Comparing the areas where the annual mean pH value is lower than 4.5 with that higher than 4.5, the productivity of the ecosystems decreased 50 percent. Both the percentages of the green leaves and the content of chlorophyll cut down; the acidity of soil increased a bit and the fertility showed the tendency to lower. The microbial population components in surface soil were changed and the total number of soil microbes reduced from 63.5 to 92.6 percent. Besides the direct effects of acid rain, the insect pest, especially, Blastophagus piniperdoz and Monochamus galloprovincialis, seized the opportunity to enter and reproduce in it so as to aggravate the forest dieback of P.massoniana in the areas where the annual average pH value is lower than 4.5.Additionally, the simulation study on the     

模拟酸雨对毛竹阔叶林过渡带土壤真菌结构及其多样性的影响

为探究酸雨对毛竹扩张形成的竹阔混交林土壤真菌群落的影响程度,于2017～2018年在浙江省杭州临安天目山国家级自然保护区开展酸雨模拟实验,选取T1(pH=4.0)和T2(pH=2.5)两个模拟酸雨梯度,并以CK(pH=5.5)对照,利用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析不同强度酸雨胁迫下,土壤真菌群落多样性变化及影响因素.结果表明与对照相比,T1处理显著提高了真菌群落的OTU数量、Chao1指数和Ace指数(P0.05).竹阔混交林土壤主要由13个门类群的菌群组成,优势菌群包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和毛霉门(Mucoromycota).主坐标(PCoA)分析和相似性检验结果表明模拟酸雨改变了土壤真菌结构.Bifiguratu属、Geminibasidium属、Purpureocillium属和Oidiodendron属相对丰度变化显著,可作为酸雨胁迫下土壤真菌群落结构变化的指示种.冗余分析(RDA)和相关性分析表明,土壤pH和全氮对土壤真菌群落结构影响显著(P0.05).综上所述,酸雨提高了真菌群落多样性指数,改变土壤真菌群落结构.该研究结果有助于了解森林生态系统中的真菌群落,以及土壤真菌作为影响因子在预测环境变异中的作用.     

降尘和酸雨对土壤蔬菜系统影响的研究

土壤蔬菜系统常受到降尘和酸雨的交替污染。但不同的土壤蔬菜系统对大气降尘的酸雨的反应不同。酸雨和降尘的复合污染比单因子污染的危害更大。本文通过模拟重庆市酸雨和降尘，研究了以上生态环境效应及其产生的原因。     

Simulating study on the effect of acid precipitation on forest soil weathering

The effect of acid rain on the forest soils in China was discussed on the basis of simulating studies. The soils were collected from five typical areas, including Chongqing in Sichuan Province and Guiyang in Guizhou Province, where there has been heavier acid rain in southwest China, and Huitong in Hunan Province, Zhouzhi in Shaanxi Province, and Xinglong in Hebei Province, all of which were selected as control. Field investigation and sampling were made in the typical forests in all the above five areas. The relationship between pH values in precipitation and rates of soil weathering, the difference between the rates of soil weathering in different areas, and the cause of such a difference, have been worked out. The prediction was also conducted on the supply dynamics of nutrient and toxic elements in various forest ecosystems which were affected by acid deposition in order to understand the long-term effects of acid precipitation on the forest ecosystems studied.     

模拟酸雨对钝化剂修复镉污染土壤效果研究

采用土柱试验和盆栽试验方法,研究模拟酸雨淋溶和水淋溶1a期间,海泡石、生物炭和有机肥对四川(SC)和湖南(HN)镉(Cd)污染农田土壤稳定效果及小白菜富集Cd的影响.结果表明:与水淋溶相比,酸雨淋溶降低SC和HN土壤淋出液pH值,增加淋出液电导率(EC)、可溶性有机碳(DOC)和Cd含量,其中SC和HN土壤淋出液Cd含量增加幅度分别为48.85%~77.16%和50.92%~73.44%;而且酸雨淋溶降低两种土壤有机碳(SOC)含量,增加土壤Cd有效态含量(CaCl₂-Cd)和溶出量(TCLP-Cd),促进土壤Cd由残渣态向酸溶态转化,SC和HN土壤残渣态Cd含量平均降低3.61%和2.81%.无论是水淋溶还是酸雨淋溶,海泡石和生物炭均能显著降低两种土壤CaCl₂-Cd和TCLP-Cd含量(P<0.05),但有机肥仅对HN土壤Cd的固定效果显著.与水淋溶相比,酸雨淋溶后抑制小白菜的生长,促进小白菜对Cd的富集.添加海泡石和生物炭后两种土壤的小白菜产量显著增加(P<0.05),且小白菜可食部位Cd含量平均降低58.85%和43.08%.酸雨淋溶后SC土壤加海泡石和生物炭处理,小白菜可食部位Cd含量均满足国家安全食用标准(GB2762-2017) (Cd≤0.2mg/kg),HN土壤仅海泡石处理的小白菜可食部位Cd含量满足国家安全食用标准.本研究表明酸雨淋溶影响钝化剂对Cd的固定效果,进行污染土壤原位修复时要关注酸雨的影响,根据污染土壤性质选择合适的钝化剂.