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。

大气酸沉降及其环境效应的研究进展

就国内外有关大气酸沉降的研究简史及其对环境造成的重要影响进行了简述，旨在说明大气酸沉降已成为全球性环境问题，并提出了解决此问题的一些新技术．

天目山地区大气酸沉降的动态特征

随着工业的快速发展,大气环境的污染情况也更加严重。针对中国的大气酸沉降日益加剧的现状,本研究着眼于工业较发达的长江三角洲地区,通过在2012年8月-2013年9月期间采集天目山地区降水样品,并进行相关的数据分析,以探究大气酸沉降的现状和特征,为该地区的生态环境保护提供数据支持。结果表明:天目山地区的降水属于典型的酸性降水,其酸碱度年平均值为p H 4.81,其变化具有明显的季节性特征:夏高冬低;水中的硫酸根/硝酸根(SO42-/NO3-)离子质量浓度的比值范围为4.13~8.89,说明该地区的酸沉降中,硫酸根(SO42-)对酸雨的酸度贡献较大。天目山大气湿沉降的电导率CE值以及铵态氮(NH4+-N),硝态氮(NO3--N)和硫酸根(SO42-)的质量浓度随时间而呈规律性变化,大体表现为:秋季或冬季最高,而夏季最低。研究期间,天目山地区的大气湿沉降的无机氮总量为5.25 kg·hm-2,降水的无机氮月平均质量浓度为1.109 mg·L-1。降水样品的硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)质量浓度,硝态氮(NO3--N)和硫酸根(SO42-)质量浓度变化均呈线性相关关系,分别是y=1.392 0x-0.315 5,R2=0.768 0和y=0.180 3x+0.013 8,R2=0.886 6;地面搜集降水样品的硝酸根(NO3-)质量浓度和臭氧监测仪器(OMI)卫星对流层二氧化氮(NO2)的垂直柱浓度也存在密切的相关关系,并且这种相关性呈季节性变化,表现为秋冬季正相关性,而在春夏季则为负相关性。

硫氮沉降下西北荒漠煤矿区周边土壤性质的变化特点

近年来中国大部分区域大气硫、氮沉降速率趋于平稳甚至下降,但西北地区煤炭行业的快速发展使得硫、氮沉降速率加快。燃煤电厂作为酸前体物的主要排放源之一,在其周围开展硫、氮沉降效应研究,可为合理评价煤矿区大气污染物控制措施的实施效果提供数据支撑。该文以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围土壤化学和生物学性质的变化特点,分析了其与降水降尘中硫、氮沉降量的关系。结果表明:研究区土壤pH变化范围分别为8.14—9.94,NO_(3)^(−)-N质量分数、NH_(4)^(+)-N质量分数、速效P质量分数变化范围分别为0.34—1.32、0.37—0.67、0.18—1.18 mg·kg^(−1),蔗糖酶活性变化范围为109.53—372.73 mg·kg^(−1)·h^(−1)。电导率、脲酶活性和磷酸酶活性变异系数较大,变化范围分别为51.60—3890.00μS·cm^(−1)、12.36—51.80 mg·kg^(−1)·h^(−1)和13.98—77.26 mg·kg^(−1)·h^(−1);各土壤指标在电厂间差异较大,在取样距离间差异较小,且无明显的规律性;土壤电导率、NH_(4)^(+)-N质量分数、速效P质量分数和磷酸酶活性与降水降尘中SO_(4)^(2−)沉降量显著正相关(P<0.05)。土壤速效P质量分数、蔗糖酶活性和磷酸酶活性与降水降尘中NO_(3)^(−)沉降量显著负相关(P<0.05)。总体上,土壤pH与降水降尘中硫、氮沉降量相关性较弱。以上结果意味着,当前硫沉降强度有助于提高土壤磷酸酶活性、促进速效养分积累,氮沉降则表现出相反的效应,但二者均未对土壤pH产生明显影响。考虑到高架源大气污染物的长距离迁移性、酸沉降的时间累积性、土壤污染成分组成的复杂性等,今后还需延长取样距离,并结合土壤污染源成分分析,从较长时间尺度上深入探讨工业排放源周边硫、氮沉降的生态效应。

Soil Acidification in Response to Acid Deposition in Three Subtropical Forests of Subtropical China

Long-term changes in soil pH, the current status of soil acidification, and the response of bulk soil and soil water pH to experimental nitrogen addition under three subtropical forests were investigated in Dinghushan Biosphere Reserve of subtropical China. The results showed that the mineral soil pH at 0-20 cm depth declined significantly from 4.60-4.75 in 1980s to 3.84-4.02 in 2005. Nitrogen addition resulted in the decrease of pH in both bulk soil and soil water collected at 20-cm depth. The rapid decline of soil pH was attributed to long-term high atmospheric acid deposition (nitrogen and sulphur) therein. The forest at earlier succession stage with originally higher soil pH appeared to be more vulnerable to acid deposition than that at later succession stage with originally low soil pH.