大气氮湿沉降对青山湖富营养化的影响

针对大气湿沉降氮的区域通量问题,通过2008年春、夏季对临安青山湖区湿沉降中氮素化学形态的分析,揭示了大气氮湿沉降的时间分布特征,通过估算大气氮湿沉降的输入通量,研究湿沉降对湖区水体富营养化的贡献.结果表明,春季青山湖降水总氮浓度范围为(1.30±0.02)—(9.80±0.85)mg.L-1,其中铵态氮占总氮比例最高,为40.7%,硝态氮和有机氮的比例分别为33.5%和25.8%;雨水氮浓度随着降雨强度的增大呈显著下降趋势,铵态氮和硝态氮所占的比例随着降雨的进行会逐渐升高,而有机氮的比例却有不断降低的趋势;青山湖春季大气氮沉降负荷为6.64 kg.hm-2,雨水中平均的氮浓度为(4.86±0.65)mg.L-1,严重超过了水体富营养化0.2 mg.L-1的阈值,对青山湖水生生态系统造成潜在的威胁.     

杭州市多环芳烃的干、湿沉降

多环芳烃（PAHs）是一类典型的持久性有机物,在各种环境介质广泛存在。为了研究干湿沉降对空气中PAHs的去除,采集了杭州市6个干沉降尘土样品、9个湿沉降雨水样品、5个湿沉降雪样品和6个地表径流样品,用高效液相色谱法（HPLC）测定了其中15种多环芳烃的浓度水平,比较了这些介质中PAHs的分布特点。结果表明,降尘中15种PAHs的总平均质量分数为4323ng·g^-1;雨水、雪水和地表径流样品中15种PAHs的总平均质量浓度分别为558.4ng·L^-1、765.1ng·L^-1和576.3ng·L^-1。地表径流、雨水、雪水和干沉降尘土4种样品中,都以4环PAHs为主,其次为3环PAHs。降雪比降雨对PAHs的去除效果更好,地表径流中PAHs主要来自雨水。根据杭州市大气降尘通量和降雨量,估算了PAHs的干湿沉降通量。杭州市辖区大气中每年PAHs的干湿沉降通量分别为1419.1kg和2689.8kg,湿沉降是PAHs去除的主要方式,约为干沉降去除总量的2倍。     

大连市区大气氮湿沉降研究

雨水的主要成分是水并含有低浓度的含氮化合物,降落在春夏秋3季的雨水对植物生长有一定的影响.雨水除满足植物生理生态需水外,也为植物提供了一定的氮营养.确定雨水中的含氮量多少时空分布状况对植物生长状况的影响不论从环境科学还是植物生长科学都有一定的意义.通过2009—2010年对位于我国辽东半岛最南端的大连市区的雨水连续收集,利用流动分析仪测定雨水中的活性氮化合物含量及变化趋势,可能对生态环境有一定的影响.结果表明:两年的降雨次数分别为34和51次,降雨量分别为687.55和630.22 mm,介于常年年平均降雨量(550~950 mm)的范围内.雨水的总含氮量分别为22.94和41.65 kg·hm-2,总无机含氮量分别为17.67和18.67 kg·hm-2,其中,前1年铵态氮和硝态氮的通量分别为7.99和9.68 kg·hm-2;后1年铵态氮和硝态氮的通量分别为7.72和10.95 kg·hm-2,降雨量大的7和8月份氮沉降通量大,氮沉降通量的变化趋势与降雨量一致.降氮强度各月分布不均,2年的月平均值分别为0.42和0.55 mg·L-1·h-1,总氮的沉降强度按季节排序为冬季>秋季>春季>夏季.随降雨沉降的活性氮化合物可以作为植物生长的氮源,每年平均沉降的总氮相当于使用69.15 kg·hm-2的尿素.一般来说雨水中的无机氮化合物能被植物直接利用,含量多少对不同生态系统产生不同的影响;在农田生态系统有利于作物和杂草的生长,在江河湖海边缘有利于植被的生长,产生富营养化.大连市区2年的月平均降氮质量浓度为4.90 mg·L-1,已远远超出富营养水体中氮质量浓度的阈值,周边水体存在富营养化的隐患.     

农田生态系统大气氮、硫湿沉降通量的观测研究

2007年10月至2008年9月,借助自动降雨收集器(APS-2A)及自动气象观测站(VSALA-M52),在中国科学院红壤生态实验站(江西鹰潭)农田区内定位采集雨水样本,探讨了大气氮、硫湿沉降特征,估算了大气氮、硫的湿沉降向农田生态系统的输入通量.结果表明,雨水中氮、硫素的月质量浓度变异较大,全氮(T-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和硫(SO_4~(2-)-S)的月质量浓度,即ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~-N)和ρ(SO_4~(2-)S)分别为1.09～7.84、0.64~6.25、0.34～1.83和0.95～7.64mg·L~(-1),均与降水呈负相关,其中ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性达到比较显著水平(n=11,p<0.10).湿沉降月通量F(T-N)、F(NI_4~+N)、F(NO_3~--N)和F(SO_4~(2-)-S)分别为1.0～7.84、0.64～6.25、0.17～1.54和1.22～9.15 kg·hm~(-2),均与降水呈正相关,其中F(T-N)、F(NH_4~+-N)和F(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性均达到显著水平(n=11,p<0.05).季节上,雨水氮、硫浓度及湿沉降氮、硫通量均呈冬春>夏秋的特性.湿沉降向农田生态系统输入N 35.94 kg·hm~(-2)·a~(-1)和S45.93 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中NH4~+-N的年沉降通量为22.92 kg·hm~(-2),占湿沉降氮总量的63.75%.     

长江口湿沉降汞的时间分布及潜在生态危害

于2008年2月-2009年1月逐月采集长江口右岸陈行采样点的大气湿沉降样品,测试样品的总汞、溶解态汞浓度。分析结果显示,不同月份湿沉降中各形态汞的浓度变化较大,其中总汞浓度变化范围在0.09-0.45μg/L,体积加权平均值为0.22μg/L,总汞沉降通量高达199.79μg/（m2.a）,远高于其它地区,该区域的大气已经受到一定程度的汞污染。总汞、颗粒态汞月沉降量与降水量呈明显的正相关关系（除6月份）,总汞浓度与降水量在汛期（6-9月份）具有良好的负相关性,大气湿沉降汞的形态受到人为活动产生的颗粒物的影响,颗粒态汞占总汞比例变化范围在14%-89%之间,平均为62%。以地表水Ⅲ类标准0.1μg/L为评价标准,长江口湿沉降汞的潜在生态危害系数高,全年湿沉降汞平均值属于强生态危害范围。     

开化县林区氮磷沉降特征

钱江源区域森林资源丰富,森林覆盖率高,为更好地了解区域大气污染现状,了解氮、磷沉降的时空分布特征,以钱江源源头所在县——开化县为研究区,于2021年5—9月,采用混合沉降(湿沉降+干沉降)监测方法对区域内9个主要林区的氮、磷沉降浓度、通量、主要形态及其空间差异进行分析.结果显示:大气沉降中总氮(TN)的平均浓度为(0....     

鄱阳湖沉积物与水界面氮的迁移特征及污染评价

通过现场采样及室内分析测试,在沉积物间隙水氮含量分析的基础上,探讨了鄱阳湖沉积物与水界面氮的迁移特征与扩散通量,并对鄱阳湖表层沉积物氮的污染状况进行了评价。结果表明,鄱阳湖表层沉积物间隙水中溶解性总氮的平均含量为1.32 mg·L~(-1),无机氮中以硝态氮含量最高,占总氮的45.4%以上。表层沉积物间隙水中氮的含量在空间分布上表现为北部站点(L6与L7)相对较高,且其浓度均高于上覆水中氮浓度,表明沉积物间隙水中氮有较强的释放趋势,其中溶解性总氮在间隙水与上覆水之间的扩散相对较强,其扩散通量略大于硝态氮,各站点平均扩散通量分别为0.91 mg·m~(-2)·d~(-1)和0.89mg·m~(-2)·d~(-1),且大部分站点沉积物表现为上覆水中氮的源。此外,鄱阳湖各站点总氮污染指数、有机指数、有机氮平均值分别为1.082%、0.161%、0.103%,总氮污染指数与有机指数为Ⅱ级标准,有机氮指数为Ⅲ级标准,但站点L2呈现出有机污染与有机氮污染,存在一定的安全风险,水体面临富营养化威胁。该研究可为鄱阳湖内源污染和富营养化防治提供一定的理论依据。     

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.     

水源生态净化系统沉积物中营养盐空间分布特征及污染评价

对盐龙湖水源生态净化系统预处理区、挺水植物区、沉水植物区及深度净化区沉积物中营养盐内源负荷及氮、磷的形态空间分布特征展开研究,并评价不同单元沉积物营养盐污染状况.结果表明:盐龙湖表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)含量范围分别为156. 43—1130. 00 mg·kg~(-1)、615. 23—1580.66 mg·kg~(-1)、5.00%—49.04%.盐龙湖TP含量在预处理单元的沉积物中最高(1508.09 mg·kg~(-1)),在挺水植物区B的沉积物中最低(932.30 mg·kg~(-1)),而TN和OM含量都在挺水植物区A的沉积物中达到顶峰(1126.91 mg·kg~(-1),48.89%),在深度净化区的沉积物中最低(272.47 mg·kg~(-1),5.23%).闭蓄态磷(Abs-P)的含量占总磷(TP)比例最多(75.3%—82.3%),易解析磷(Exch-P)占TP比例均不超过1%;顺水流方向,铁结合态磷(Fe-P)和铝结合态磷(Al-P)含量呈下降的趋势,而Exch-P和钙磷(Ca-P)呈U字型先减后增.弱酸可提取态氮(WAEF-N)占可转化态氮(TTN)比例最高(45.3%—68.94%),强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)占TTN比例最低(10.45%—19.08%),沉积物TTN中各形态氮含量分布次序为弱酸可提取态氮(WAEF-N)强碱可提取态氮(SAEF-N)离子交换态氮(IEF-N)强氧化剂可提取态氮(SOEF-N).通过单一因子标准指数法、综合污染指数、有机氮和有机指数法进行评价,发现在预处理区和挺水植物区A营养盐污染最严重,其他处理单元也有不同程度的污染,深度净化区污染程度最低.     

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。     

Atmospheric Sulfur Deposition onto Different Ecosystems Over China

The regional acid deposition model system (RegADMS) was applied to simulate the air sulfur deposition onto different landuse types over China, in which the dry deposition velocities of SO₂ and sulfate aerosol (SO ₄ ^2– ) were estimated by use of a big leaf resistance analogy model and the wet scavenging coefficients were parameterized in terms of precipitation rate. Investigations show that the annual total sulfur deposition over mainland China is 7.24 mt (1 mt = 10⁶ ton) , in which dry deposition and wet deposition accounts for 56 and 44%, respectively. The sulfur deposition onto agriculture land, grass land, and forest land is 1.09, 3.6 and 1.41 mt, respectively, which sums 6.1 mt and accounts for 84% of the total sulfur deposition. The modeled sulfur deposition was in agreement with the measurement conducted at farmland in Yingtan, a typical read soil region in Jiangxi province of China, during the period of November 1998–October 1999. The total sulfur deposition at the Yingtan site is about 10.3 gm^–2 year^–1 of which 83% is dry deposition. The modeling sulfur deposition at the same site is 8.4 gm^–2 year^–1. Furthermore, the comparison between RegADMS and RAINS-ASIA on modeling regional sulfur deposition shows the consistence of the two models. The correlation coefficient between the simulated sulfur deposition at the medium-large cities reaches 0.72.     

北京城区大气多环芳烃的沉降特征

从2006年6月至2007年6月期间采集了北京市区的降尘和大气TSP,分析了其中的PAHs和降尘的粒度。降尘颗粒大部分在100μm以下,体积平均径和中位径D50的范围分别为18.89-53.117μm和11.59-28.98μm。全年降尘平均沉降通量为0.451 9 t/（km2.d）,冬季高,夏秋季低;∑16PAHs的沉降通量平均为4.76 g/（km2.d）,冬季高,夏季低,与同期的大气SO2的API指数显著相关。TSP中的∑16PAHs与降尘中的∑16PAHs具有显著的相关关系,成分谱一致。PAHs的沉降速率变化范围为0.004-5.46 cm/s,夏季高、冬季低。交通沿线∑16PAHs的沉降通量远远高于非交通线的沉降通量。     

Changes of Soil Enzyme Activities By Simulated Acid and Nitrogen Deposition

Effects of acid and nitrogen depositions on soil microbial activities were studied in a laboratory-based experiment. Five treatments were added to forest soil for five weeks, and soil enzyme activities were determined along with chemical properties. There was little change in pH and nitrogen availability. Dehydrogenase, phosphatase and arylsulphatase activities were decreased by all the acidic treatments compared to the control, while urease activity was increased by the pH 4 treatment. at the same pH treatment, different nitric acid contents induced different urease activities. the results suggest that acid deposition would inhibit microbial activities and that more study is needed to elucidate the impact on nitrogen cycling in forests.     

陆地生态系统臭氧干沉降的观测和模拟研究进展

近地层臭氧(O³)会对植物的生长和产量均产生一定的负效应。由于人类活动引起的不断升高的近地层O³浓度已经威胁到世界粮食安全。O³主要以干沉降的方式沉降到陆地生态系统，所以需要定量确定陆地生态系统中O³通量、干沉降速率和不同沉降通道的沉降过程，预测其对植物的潜在影响。介绍了目前O³干沉降的主要观测方法及其模拟模型，从4个方面(O³通量和干沉降速率的季节变化、日变化、气象因子等对O³干沉降的影响、不同O³沉降通道的沉降过程)重点评述了不同陆地生态系统O³干沉降观测和模拟的研究进展现状，并对未来的研究工作进行了展望，以期为我国未来开展相关研究工作提供借鉴。     

陆地生态系统臭氧干沉降的观测和模拟研究进展

近地层臭氧(O_3)会对植物的生长和产量均产生一定的负效应。由于人类活动引起的不断升高的近地层O_3浓度已经威胁到世界粮食安全。O_3主要以干沉降的方式沉降到陆地生态系统,所以需要定量确定陆地生态系统中O_3通量、干沉降速率和不同沉降通道的沉降过程,预测其对植物的潜在影响。介绍了目前O_3干沉降的主要观测方法及其模拟模型,从4个方面(O_3通量和干沉降速率的季节变化、日变化、气象因子等对O_3干沉降的影响、不同O_3沉降通道的沉降过程)重点评述了不同陆地生态系统O_3干沉降观测和模拟的研究进展现状,并对未来的研究工作进行了展望,以期为我国未来开展相关研究工作提供借鉴。     

Acid Deposition in the Tuscan Appennines During the Dry Period 1988-89

The typical parameters of acid precipitation are evaluated in the forest of Vallombrosa (Tuscan Appennines) during the dry period 1988-89. Individual rain events (dry and wet deposition) were sampled in a clearing of the forest and below the canopy of an evergreen tree as well as a deciduous broadleaf tree.

In atmospheric precipitation the pH values usually vary around 4.4, with neutralization in the hot season due to calcareous material from distant sources. Relatively large concentrations of Pb and Cd are found in rain, but only in a small amount in canopy leachate. Aluminium, manganese and iron are more significantly washed off than Pb and Cd.     

Evidence for Atmospheric Deposition Impacts On the Enchytraeid Worm Population of Uk Upland Ombrotrophic Peats

The results of four experiments on acidification effects upon the Enchytraeid worm populations of ombrotrophic peats are reported. in the first, populations were measured in peats from Calluna vulgaris-dominated microcosms collected from along a gradient in N deposition in the UK and subjected for 18 months to simulated precipitation with a solute composition appropriate for their site of collection. There was a significant decline in Enchytraeid population along the N deposition gradient for Calluna-dominant microcosms, but when grasses took over from the Calluna, Enchytraeid numbers increased significantly. in the second experiment, two sets of peat moorland microcosms from a single site, supporting Calluna and Calluna-grass mixed vegetation, were subjected for 12 months to ambient and 2- and 6-times the ambient N deposition. Additional N was added in two forms, as ammonium sulphate and as nitric acid. the high N treatments significantly reduced the Enchytraeid populations for both vegetation types. in a third experiment, the pH preference for the Enchytraeids was assessed using interconnected tubes of peat covering the pH range 2.2-8.7. the preferred pH range after 8 months was 2.7-3.7. in the final experiment, it was found that recolonization with Enchytraeids after initial removal was more rapid under grass dominant vegetation than under Calluna dominant vegetation.