中國南方典型酸雨區(qū)酸沉降特性及其環(huán)境效應(yīng)研究.pdf

1、20世紀(jì)世界范圍內(nèi)能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。但中國以煤為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)在若干年內(nèi)不會有本質(zhì)的改變。煤使用量的增長和汽車保有量的增加，帶來了酸沉降的本體氣體(SO2，NOx)排放量逐步增加;酸性物質(zhì)（氣體或氣溶膠）通過干濕沉降的方式降落到地面，不僅導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還對生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性的侵害。酸沉降已成為21世紀(jì)最大的環(huán)境問題之一。本文選擇中國南方的三個典型酸雨區(qū)重慶市、湖南省、貴州省的鐵山坪、蔡家塘、雷公山建立了3個國際高標(biāo)準(zhǔn)的小流域

2、酸雨觀測站，利用EMEP監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)推薦的標(biāo)準(zhǔn)采樣和化學(xué)分析方法，對酸沉降進(jìn)行系統(tǒng)的研究，其創(chuàng)新性結(jié)果如下:
　　 研究區(qū)域（湖南蔡家塘、貴州雷公山、重慶鐵山坪）內(nèi)典型森林小流域（2001-2004年）大氣干沉降主要酸性物質(zhì)均為SO2、SO42-、NO2;主要堿性物質(zhì)均為NH4+、Ca2+、K+、NH3，并具有季節(jié)性變化的特征（春、冬季污染嚴(yán)重）;區(qū)域內(nèi)大氣降水均出現(xiàn)嚴(yán)重的酸化現(xiàn)象，年平均pH值順序?yàn)殍F山坪(4.12)＜蔡家塘(4.

3、62)＜雷公山(4.96)。蔡家塘與鐵山坪大氣降水和森林穿透水中的陰離子均以SO42-為主，陽離子以NH4+為主;雷公山大氣降水陰離子以Cl-為主，陽離子以NH4+為主，森林穿透水陰離子以SO42-為主，陽離子以K+為主。并且森林穿透水中的各種離子組分都發(fā)生了不同程度的富集，蔡家塘、雷公山、鐵山坪離子總量分別增加2.75倍、1.79倍、4.63倍。
　　 大氣降水經(jīng)樹冠和地表植被，發(fā)生了強(qiáng)烈的離子交換反應(yīng)，降水pH值明顯升高。常

4、年酸沉降條件下，樹冠層對SO42-、NO3-、Mg2+、NH4+和Na+具有吸收作用，以SO42-、NO3-最為明顯。SO42-、Ca2+和Mg2+冠層淋溶百分率隨降雨量的增加明顯減少; Ca2+、K+和Cl-隨著pH的增加，其冠層淋溶百分率呈增加趨勢;森林冠層離子的淋溶序列為:K+＞ Ca2+＞ Cl-＞ Mg2+＞SO42-＞ NO3-＞NH4+＞Na+。
　　 小流域降水中氮和硫的濃度與降水量呈負(fù)相關(guān)，輸出濃度與地表徑流量

5、呈正相關(guān)。總氮輸入以NH4+為主;森林氮沉降接近歐洲最大氮沉降穿透值25 kg·/(hm2·a)，輸出通量主要受降水量和地表徑流的影響，未出現(xiàn)大量的NO3-的輸出，大部分被生態(tài)系統(tǒng)截留。SO42-的輸入通量均明顯高于輸出通量，保持較高的凈截留量。
　　 SMART和MAGIC模型機(jī)理類似，考慮到二者的互補(bǔ)性，采用MAGIC和SMART結(jié)合模型進(jìn)行硫沉降臨界負(fù)荷計算，計算得出韶山硫沉降臨界負(fù)荷為1.76keq/(hm2.a);與用