胶州湾大气降水水溶性离子组成特征及来源解析

基于2019年6月至2020年8月胶州湾沿岸的大气降水样品,分析降水主要水溶性离子(Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、NH^(4+)、F-、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、MAS-(甲基磺酸根))的组成特征和湿沉降通量,评估其对近海营养成分输入的贡献和潜在生态效应,并利用气团后向轨迹和正定矩阵因子分解法(PMF)解析其主要来源.结果表明,观测期间,胶州湾大气降水雨量加权平均(Volume-weighted Mean,VWM)pH为6.41,电导率的VWM值为19.3μS/cm,降水中水溶性离子以Na^(+)、NH^(4+)、NO_(3)^(-)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)为主,在季节上呈现出冬春季浓度明显高于夏秋季的特征,而湿沉降通量则因受降水量的控制而主要集中在夏季(约占55%).胶州湾区域大气降水共清除7274.6t水溶性离子,营养盐(主要为NH^(4+)和NO_(3)^(-),以氮计)沉降入海量达951.9t/a,表明降水在清洁大气的同时也加剧了海洋环境的污染和海洋生态系统的失衡.气团后向轨迹分析得到了观测期间控制胶州湾降水的4类主要气团,在不同季节,降水过程受到不同气团的影响,其中以来自华东地区和东北方向的气团的影响较大.基于PMF的源解析结果显示,胶州湾大气降水水溶性离子受到农业源、海洋源、扬尘源、生物质和垃圾燃烧源、工业和交通源5种来源的共同控制,其中以农业源排放的贡献最为突出(26.7%),而其他4种源的贡献大致相当.研究证实胶州湾大气环境受到复杂人为源排放、矿物沙尘以及海洋源排放的综合制约,而人为排放的贡献占主导地位.

典型黑色页岩地区土壤风化速率及潜在生态效应研究

风化条件作用下,黑色页岩富含的重金属元素释放到周围环境中,会造成土壤重金属的超标富集,从而形成重金属地质高背景区。为了了解黑色页岩地质高背景区重金属风化富集过程和特征,本研究以浙西地区典型寒武系黑色页岩区土壤为研究对象,运用PROFILE模型定量计算土壤剖面化学风化速率,并以此评估重金属释放速率,同时对该地区的土壤重金属潜在生态效应进行了评估。研究结果表明,土壤的化学风化速率为62.95~412.62 mmol/(m^(2)·a),盐基阳离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)和K^(+))的释放速率为97.47~806.16 mmol/(m^(2)·a)。黑色页岩土壤中碳酸盐含量的大小对风化速率强弱的影响比较大。研究区土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的平均释放速率分别为31.25、18.79、135.65、65.14、0.15、28.02和367.35 mmol/(m^(2)·a)。土壤的重金属浓度和盐基阳离子浓度(CBCt)对重金属释放速率的影响较大,盐基阳离子释放速率(RBC)对重金属释放速率的影响较小。研究区重金属综合潜在生态风险指数平均值为961.89,Cd的潜在生态风险指数最高,贡献率在53.44%~99.70%之间。

2000~2021年中国典型地区大气降水化学与沉降特征

基于2000~2021年中国东北、华北、华东、东南、西北、西南6个区域10个城市的大气降水组分资料,针对各地区降水量、pH值、降水电导率、水溶性离子浓度及其氮硫湿沉降特征开展了长期变化特征研究,分析了典型地区降水组分的离子中和特性.结果表明:2000~2021年中国各研究站点pH值总体呈上升趋势,但重庆和上海地区的年均pH值至今未达到5.6.济南、西安和重庆站电导率呈现出较明显的下降趋势.西北地区陆源性特征较为明显,Ca^(2+)浓度较高(可达1035.2μeq/L);NO_(3)^(-)浓度在重庆地区有上升趋势,这与城市机动车保有量的逐年增长有关;而NH_(4)^(+)在各个地区均有下降;东南地区受海盐影响,Na^(+)和Cl^(-)的浓度相对较高.西北和西南地区的硫、氮湿沉降量明显高于东南地区,NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N各地区均呈下降趋势,但该比值年平均值均大于1,说明大气降水中氮沉降以还原态氮为主.东南地区的降水酸度相对较高,然而酸性离子(SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-))浓度却较低,说明降水酸度还会受到碱性离子(Ca^(2+)和NH_(4)^(+))的影响.在厦门和西安NO_(3)^(-)、NSS-SO_(4)^(2-)和NH_(4)^(+)浓度年变化很小,而pH值、中和潜力和酸化潜力的比值(NP/AP)有明显上升趋势;但西安NP/AP值明显较高,反映西安土壤尘埃中的中和能力比东南地区强.

沈阳市大气降水污染与沉降特征的城郊差异

为了解沈阳地区大气降水污染与沉降特征的城郊差异,对2018~2022年沈阳市铁西区站点(城市)和苏家屯站点(郊区)降水样品的电导率、pH值和各种水溶性离子浓度及其沉降量进行了研究.结果表明,观测期间两站点平均pH值分别为7.12(6.09~8.36)和7.11(5.88~8.19),均呈碱性,无酸性降水.城郊站点的降水电导率和总水溶性离子平均浓度差异不大,2018~2022年期间整体呈现下降趋势.沈阳两站点的相对酸度(FA)均值为0.0004,(Ca^(2+)+NH_(4)^(+))/(SO_(4)^(2-)+NO_(3)^(-))均值分别达到了1.57和1.61,表明碱性离子的中和能力较强.大气降水中NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)的比值介于0.41~0.58,SO_(4)^(2-)-S湿沉降量分别是NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N沉降量的1.14倍~2.20倍,表明沈阳大气降水主要以硫沉降为主.城市站的无机氮沉降量总体上高于郊区站,其中NH_(4)^(+)-N平均沉降量分别是NO_(3)^(-)-N的1.74和1.78倍,说明沈阳市大气降水中的无机氮以还原态氮占主导,这主要与汽车尾气、城市绿地养护、人体排泄物以及郊区频繁的农业活动相关.

近12a江西省酸雨时空变化及受酸性气体影响研究

基于2010-2021年江西省酸雨观测数据及大气污染物排放数据,采用GIS空间插值等方法,分析讨论了江西省酸雨时空变化特征及大气污染物变化情况,以期为江西省实现社会经济与环境之间的协调可持续发展提供理论支撑.结果表明:Ⅰ2010-2021年江西省酸雨污染状况整体减弱,降水年均pH值从4.9上升到5.5,酸雨频率从78%下降到25%.夏秋季节酸雨污染程度较低,春冬季节相反;Ⅱ江西省酸雨空间分布特征明显,赣东北地区酸雨出现频率高,呈东北-西南走向.酸雨情况从第一季度到第三季度,除九江、宜春外,其余城市酸雨情况均加重,其中赣南地区加重程度明显,且各地级市酸雨污染情况月份特征显著;Ⅲ大气SO_(2)浓度下降比例与酸雨频率下降比例高度拟合,且与降水年均pH值的线性相关程度最高,是影响江西省酸雨发生的主要原因之一.SO_(2)、NO_(X)工业排放量下降是影响江西省酸雨污染减轻的主要因素.

2012—2022年三明市酸雨变化特征及趋势分析

利用三明市环境监测站酸雨监测资料,分析2012—2022年三明市酸雨的年变化和季节变化特征及趋势,并运用曼-肯德尔法对降水pH值、K值、酸雨出现频率等要素的年、季变化进行突变检验。结果表明,①三明市年均降水pH处于弱酸雨至中性降水量级,整体呈上升趋势,即酸性减弱,其中,2012年酸雨污染最严重;年均酸雨出现频率处于酸雨多发至高发级别,呈先降后升的变化;强酸雨属偶发至少发量级;K值总体呈下降趋势,说明大气洁净度逐渐变高。②三明市酸雨存在季节性差异,春季是酸雨高发季节,多年平均春季降水pH值达5.3,出现频率达68.12%,冬春季酸雨较强,夏季较弱。③降水pH值在2012—2021年呈上升趋势,酸性不断减弱,于2015—2016年达显著增强水平,即降水酸性显著减弱。K值同样呈下降趋势,于2015年发生突变,且在2016年后大气洁净度显著提高。

2016—2023年蕉城区酸雨成分变化特征分析

为了解宁德市蕉城区酸雨污染状况及其变化特征,根据蕉城区2016—2023年降水监测数据,对酸雨的pH值及酸雨中离子组成分等进行分析。结果表明,蕉城区除2019年为非酸雨区外,其余年份均属于轻酸雨区;蕉城区酸雨为硫酸和硝酸并重型,降水污染物阴离子主要是SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-),阳离子主要是NH_(4)^(+)和Ca^(2+)。因此,建议优化产业布局、强化重点排放源整治、加大移动源减排力度、加快推进码头岸电设施建设,持续加大宣传力度,进一步改善蕉城区酸雨状况。

2014—2023年福清市酸雨污染现状及变化趋势浅析

文章根据2014—2023年降水监测数据,分析了这10年间福清市酸雨污染的变化趋势。结果表明:福清市酸雨污染总体呈减轻的趋势,且福清市的降水主要是弱酸性降水;福清市降雨量和酸雨量月际变化趋势类似,8、9月份的值较大,2月份最少;降水pH值月际变化与酸雨频率恰好相反;氮氧化物对福清市降水的贡献日益增大,福清市降水由硫酸型逐步转变为硫酸与硝酸混合型。为此,文章提出福清市应重点加强氮氧化物深度减排管控,特别是机动车尾气监管。

从“命令-控制”到“市场调节”的环境管制模式研究及启示——以美国酸雨治理为例

美国酸雨治理模式的变迁过程在美国乃至世界环境与经济史上均具有典型意义。随着1990年“酸雨计划”的出台,美国完成了酸雨治理由“命令—控制”向“市场调节”模式的转变,也为世界各国在探索经济发展与环境污染治理的问题上提供了一个历史“范式”。在对美国酸雨治理模式的演变过程进行阶段性历史分析的基础上,从2种典型的环境管制模式的主要特征入手,阐释“命令—控制”模式最终被“市场调节”模式所取代的必然性,对于研究我国环境管制模式的转型问题具有重要意义。

泰山酸雨长期变化趋势及影响因素

酸雨污染是我国长期面临的重大环境问题之一。本研究基于泰山山顶(海拔1534 m)降水资料,探究了1992—2020年泰山酸雨的长期变化趋势及其影响因素。结果表明:泰山降水年均pH值经历了波动上升(1992—1998年)—下降(1999—2008年)—上升(2009—2017年)—平稳(2018—2020年)四个阶段,酸雨问题最严重的阶段发生于2007年和2008年。SO_(2)、NO_(x)排放量与泰山降水年均pH值之间具有良好的负相关关系,表明酸性气体排放是导致酸雨问题的重要原因。受土壤源气溶胶的中和作用和低层大气云下冲刷过程的影响,泰安市(地面站点)相对泰山山顶降水酸度降低、酸雨频率减小。泰山酸雨由“硫酸型”、“硫酸-硝酸型”已转变为“硝酸型”,进一步削减NO_(x)排放量是降低酸雨污染的重要措施。

2016-2022年佛山市禅城区酸雨变化趋势分析

利用酸雨监测点2016-2022年的监测数据,分析酸雨变化趋势。结果表明:2016-2022年佛山市禅城区酸雨主要为弱酸性酸雨,降水pH值逐年上升,而酸雨频率逐年下降,酸雨污染整体呈减轻趋势,春、夏季酸雨污染较重,秋、冬季相对较轻,NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)是降水致酸的关键性离子,降水SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)呈逐年下降的趋势,酸雨污染类型从硫酸型过渡到硫酸-硝酸混合型逐渐向硝酸型转变,NO_(3)^(-)对降水影响更加明显。

酸雨自动观测系统及其故障处理

酸雨是一种对人民群众生产生活有着严重危害的生态环境问题,由于酸雨影响,很多行业的发展都蒙受了不同程度的经济财产损失。该研究将对酸雨自动观测系统及系统的故障处理进行深入研究,分别介绍“一体式”与“分体式”2种观测系统,并详细论述这2种系统的组成结构、工作原理及具体的工作方法,并针对系统有可能出现的故障提出相应的故障处理方法,为业内人员处理酸雨自动观测系统的故障提供可行的参考依据,为酸雨自动观测工作提供更充分的保障。

山西省自动与人工酸雨观测数据对比分析

利用山西省5个酸雨观测站自动和人工测定的pH、电导率等数据进行分析,评估两种观测方法的结果差异。结果表明:平行观测期间5个站降水采样情况正常,自动观测降雨次数缺测率为3.6%,仪器全年无故障运行时间达到99.0%。就pH测量而言,研究期间人工观测的非酸雨(pH>5.6)次数占比为86.9%,低于自动观测结果(91.5%)。人工观测值和自动观测值相对pH偏差在20%以内的观测次数占比为91.25%。电导率K值测量,两种方法相对偏差在20%以内的观测次数占比64.1%。5个观测站中电导率的人工与自动观测线性相关性明显高于pH。总体来说,仪器运行较为可靠,但平行观测期间人工观测值与自动观测值仍存在一定差异,建议延长平行观测时间。

2012—2019年河北省不同气候区酸雨特征及影响因子分析

利用河北省20个酸雨观测站2012—2019年的酸雨观测日数据和2013—2019年的SO_(2)、CO、NO_(2)、O3、PM10、PM2.5环境气象逐日数据,分析了河北省不同气候区酸雨特征及其与其他要素的关系。结果表明:(1)近8年来,强、弱酸雨日数呈逐年减少趋势。强、弱酸雨在燕山丘陵气候区与冀东平原气候区交界的东部发生概率均较其他地区高。此外,弱酸雨在太行山气候区与山前平原气候区交界的南部发生概率较高。(2)当降水级别为小雨,太行山气候区主导风向为北风、山前平原气候区主导风向为东北风、冀东平原气候区主导风向为东北风、燕山丘陵气候区主导风向为东风、冀北高原气候区主导风向为东南风,有利于河北省各气候区发生强酸雨。(3)冀北高原气候区及山前平原气候区发生大雨及以上级别的降水事件时,对SO_(2)、NO_(2)清除效果较好;燕山丘陵气候区、太行山气候区及冀东平原气候区发生中小雨级别的降水事件时,对SO_(2)、NO_(2)清除效果较好。

模拟酸雨对广西4个树种苗木叶绿素含量的影响

分析不同pH值及处理方式的酸雨对广西地区速生及珍贵树种幼苗叶绿素含量的影响,为此类树种对酸雨的耐受性方面研究提供理论依据。通过采用盆栽试验,设置4个水平(pH4.0、3.0、5.0、5.6),1个对照(pH6.0)总共5种处理方式,测定叶片叶绿素含量变化情况。结果表明,不同pH的酸雨处理下,巨尾桉9号、格木、降香黄檀、土沉香的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量及叶绿素a/b的变化规律不同,且同一pH值的酸雨对4个树种叶绿素a/b的影响也不相同;随着酸雨pH值的减小,各树种的叶绿素a/b总体上均表现出先降低后升高趋势。

模拟酸雨对广西4个树种苗木生长的影响研究

采用盆栽试验,设置4个水平(pH3.0、pH4.0、pH5.0、pH5.6)、一个对照(pH6.0),共5种处理,测定4个树种在不同pH值酸雨处理下其苗高、地径和生物量变化情况,分析不同pH值及处理方式的酸雨对广西地区速生及珍贵树种幼苗生长的影响。研究结果表明,随酸雨pH值的降低,4个树种的苗高相对生长量和地径相对生长量总体均呈下降趋势;巨尾桉9号在模拟酸雨pH3.0时,其地上生物量显著大于对照,在pH5.0时,其地下生物量、总生物量略大于对照,在pH5.6时,其根冠比最大;格木在模拟酸雨pH5.6时,其苗高相对生长量显著大于对照,根冠较对照大;降香黄檀在模拟酸雨pH5.0时,其苗高相对生长量显著高于对照,根冠比最大;在不同浓度酸雨处理下,土沉香各生长指标均显著小于对照。

土壤铅镉的磷酸盐钝化及其在模拟酸雨下的淋溶特征

为探究磷酸盐在不同水分条件下对土壤铅(Pb)、镉(Cd)的钝化效果及其在酸雨淋溶下修复时可能造成的重金属淋失风险,选择安徽铜陵某矿区周边Cd、Pb污染水稻土为研究对象,对比磷酸氢二铵(DAP)和磷酸三钙(TCP)在不同用量及不同土壤含水率下对Cd、Pb的修复效果,并探讨模拟酸雨条件下含磷钝化剂施用后对Cd、Pb修复稳定性的影响。结果表明:施用两种磷肥均能降低土壤中有效态Cd、Pb含量,DAP使土壤有效态Cd含量降低了41.87%~65.62%,有效态Pb含量降低了38.83%~76.98%;TCP处理下有效态Cd、Pb含量分别降低了39.55%~56.17%、37.52%~66.46%。75%最大田间持水量下有效态Cd含量分别下降了21.22%(TCP)、23.45%(DAP),有效态Pb含量分别下降了14.22%(TCP)、9.28%(DAP)。磷肥对Cd、Pb的固定作用随着酸雨淋溶量增加而减弱,两种磷肥处理下,土壤5~55 cm深度范围内Pb的平均含量分别为47.23 mg·kg^(-1)(DAP)和53.21 mg·kg^(-1)(TCP),不同酸雨条件下磷肥处理土壤Pb含量变化率为3.12%~13.53%。研究表明,DAP与TCP在不同施用量下均能够有效钝化土壤中的Cd、Pb,对Pb的钝化效果要优于Cd,且钝化效果与施用量正相关,施用磷肥后15~45 cm土层溶液中Cd、Pb含量出现大幅度下降,45 cm以下土层溶液中Cd、Pb含量变化较小,随着酸雨淋溶量的增加,DAP存在重新活化深层土壤溶液中Cd、Pb的风险。两种磷肥在强酸雨条件下均能够有效限制Cd、Pb在不同深度土壤中的迁移,使Cd大部分固定在0~15 cm土层,而Pb在不同深度土壤中分布差异较小。

2011~2020年昆山市酸雨变化特征及成因分析

酸雨,对人类生活和生产造成了巨大的影响。为了解昆山市酸雨污染状况及其变化特征,根据昆山市2011~2020年降水监测数据,对酸雨的变化特征、变化趋势、离子化学组成、各离子间的相关性及酸雨成因进行了分析。结果表明:2011~2020年昆山市降水的pH年均值总体呈升高趋势,酸雨频率总体呈下降趋势;酸雨呈季节性变化,冬季酸雨频率最高,夏季酸雨频率最低;大气降水中主要阳离子为NH_(4)^(+)和Ca^(2+),主要阴离子为SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-);降水中的SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)的比值在逐年缩小,从2014年的3.80逐步下降到2020年的0.97,硝酸根离子浓度呈波动变化,但变化不显著,酸雨的特征由硫酸型转化为硫酸-硝酸复合型。因此,加快产业结构调整、优化能源结构、加强工业废气和机动车尾气等的综合治理,从而减少SO_(2)和NOX的排放,是进一步改善昆山市酸雨状况的关键。

酸雨对我国生态系统的影响及防止对策

随着我国城市化和工业化的快速发展,大气中排放酸性污染物质大幅增加,酸雨污染也越来越严重,直接或间接对环境生态系统甚至人类健康产生极大危害,引起社会各界的高度关注。基于此,分析我国酸雨污染的现状、酸雨分布特点以及形成因素,对酸雨对生态系统影响进行深入探讨,最后系统地提出酸雨防止对策,从而为改善环境质量提供一定支撑。

浙江省环境质量演变趋势分析及预测研究

选择2011—2020年浙江省地表水、空气和酸雨监测数据,结合社会经济发展统计数据,从社会经济与环境质量间协调性角度探讨“十二五”及“十三五”浙江省环境质量演变趋势,并在此基础上对“十四五”期间环境质量进行科学合理的预测。分析结果表明,2011—2020年环境质量不断向良好状态发展,通过动态耦合模型得到的耦合度由2011年的34.6°上升到2020年的55.4°,社会经济发展与环境质量协调发展水平呈现上升态势。采用灰色预测法和时间序列模型对环境质量进行预测,模拟结果显示,预计到2025年地表水优良率将达到92%,满足功能要求断面比例达到95%,设区城市空气质量优良天数比例达到92%,酸雨率平均为40%。正确认识社会经济发展与环境质量变化之间的耦合规律,并对环境质量进行合理预测,能够为促进社会经济与生态环境的协调发展提供理论依据,为深入打好污染防治攻坚战提供有力支撑。