宁夏燃煤电厂周围降水降尘中硫氮沉降特征研究

燃煤电厂是SO2和NOx的主要排放源之一。本世纪初以来,随着煤炭等行业的快速发展,中国西北地区大气酸沉降速率加快。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为监测点,初步探讨了2019年1—6月电厂周围降水降尘S、N组成特征。结果表明:研究区SO4^2−月沉降量、NO3^−月沉降量、NH4^+月沉降量、无机N月沉降量、SO4^2−/NO3^−和NO3^−/NH4^+均存在较大变异,其平均值分别为(2.51±0.07)、(1.17±0.05)、(0.23±0.01)、(1.40±0.05)kg·hm^−2·month^−1、(3.82±0.26)和(5.34±0.21);马莲台电厂和灵武电厂具有较高的SO4^2−月平均沉降量、NH4^+月平均沉降量和SO4^2−/NO3^−,鸳鸯湖电厂具有较高的NO3^−月平均沉降量、无机N月平均沉降量和NO3^−/NH4^+;除SO4^2−/NO3^−外,5月各指标的测定值较高,2月各指标的测定值较低;除SO4^2−月平均沉降量外,各指标在取样距离间差异较小。以上结果意味着,SO4^2−是研究区降水降尘中主要的酸沉降形式、NO3^−是其主要的N沉降形式,体现了以燃煤电厂为主导的工业源排放特点;研究区SO4^2−沉降量与全国水平相当,但低于区域S沉降临界负荷。N沉降量高于中国西北地区平均值,且超过了区域可接受的沉降量;鉴于本研究收集的大气沉降为湿沉降加部分干沉降,故可能低估了研究区S、N总沉降量。考虑到酸沉降的时间累积性,宁夏燃煤电厂S、N限排工作依然十分必要。

西北荒漠煤矿区降水降尘中盐基离子沉降特征及其效应研究

在全国酸沉降速率趋于平稳而西北地区持续增加的背景下,明晰西北典型区域盐基离子沉降特征有助于合理评价区域酸沉降风险。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围降水降尘混合沉降中盐基离子沉降特征及来源,分析了盐基离子沉降量与混合沉降酸性质和土壤性质的关系。结果表明,4种盐基离子季沉降量的变化范围均较大,Ca^(2+)为主要的沉降形式;夏季盐基离子沉降量较高,气团主要来源为东南方向。春季和秋季沉降量较低,气团主要来源分别为西北和东南方向;混合沉降输入酸度低于其平均pH,且Ca^(2+)中和因子最大。K^(+)季沉降量与土壤K质量分数、Ca^(2+)季沉降量与土壤Ca^(2+)质量分数呈正相关(P<0.05),但4种盐基离子季沉降量均与土壤pH无显著相关性(P>0.05)。该研究区降水降尘中盐基离子沉降量与中国西北地区平均值相当,但低于东部和南部等区域;盐基离子中和了降水降尘输入酸度,其中Ca^(2+)占主导作用。K^(+)和Ca^(2+)沉降促进了土壤K^(+)和Ca^(2+)积累,可能是酸沉降下研究区土壤盐基营养的重要来源。中重度碱性土壤环境下,盐基离子沉降较难改变研究区土壤pH。研究结果为科学评估荒漠煤矿区酸沉降风险提供了数据支撑。