湖南省城市與森林的大氣濕沉降化學(xué)及其作用機理.pdf

1、本文以2001年1月～2002年6月韶山大氣降水和森林降水的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以湖南韶山為研究點，研究了酸性降水中南地區(qū)森林冠層和土壤的影響。此研究對韶山的大氣降水和森林二維林冠層穿透水的化學(xué)成份的分布特征、在酸雨作用下各離子的凈沉降及森林地表接收的總酸沉降的變化、森林各個季節(jié)的大氣干沉降、樹冠層總濾出量、鹽基離子濾出量以及樹冠層對H+和NH4+的攝入量進行了估算和分析。結(jié)果表明，大氣降水與森林降水的陰離子均以SO42-為主，其濃度分別占

2、到相應(yīng)的總陰離子的52.87 ﹪和48.92 ﹪；陽離子以Ca2＋為主，其濃度分別占到總陽離子的37.62 ﹪和42.81 ﹪。森林穿透水中的離子濃度明顯增加，增加倍數(shù)最高達9.7倍。采用主成份分析方法對大氣降水和森林穿透水中的化學(xué)組分進行了分析，分析結(jié)果表明，大氣降水中的兩個主要成份占到總方差的92.76 ﹪，森林穿透水中的三個主要成份占到總方差的96.70 ﹪。來源于樹冠層葉中營養(yǎng)離子的洗脫與大氣中含鈣顆粒物質(zhì)的Ca2+的凈沉降在C

3、anopy層和Sub-canopy層都為正，Mg2+除了在生長季節(jié)外，其冠層仍有較明顯的濾出現(xiàn)象；K+在Canopy 層樹冠的大量的濾出與Sub-canopy層的攝入形成明顯對比。SO42-, NO3-, Cl－在秋冬兩季樹冠層均有較強的洗脫現(xiàn)象。總酸沉降結(jié)果表明，鹽基離子中Ca2+在春夏兩季沉降量最大，Mg2+的沉降則以秋冬兩季的量最高，K+的最大沉降量出現(xiàn)在秋季。大氣干沉降成分中以Ca2+為主，Ca2+的一個主要來源是含鈣土壤氣溶膠

4、顆粒。 樹冠層鹽基離子總濾出量中Ca2+最高，達到180.98 meq/m2·a，Mg2+最低，為61.48 meq/m2·a，K+居中，為84.13 meq/m2·a。Ca2+的大量濾出表明它是樹冠層緩沖降水酸度主要介質(zhì)，同時也表明酸雨對韶山森林的潛在危害，也是本研究中發(fā)現(xiàn)與北美和歐洲等地的研究結(jié)論所不同的現(xiàn)象。鹽基離子的濾出量以冬→春→夏→秋依次遞減。樹冠層季節(jié)攝入NH4+的量在100～150 meq/m2，而對H+的攝入量則在50

5、～340 meq/m2。對土壤改良的研究結(jié)果表明，腐殖酸對土壤中Pb和Cd的形態(tài)分布受腐殖酸的影響比較大，腐殖酸的添加有望降低土壤中Pb和Cd的生物活性成分的含量，Cu和Zn受腐殖酸的影響比較小，形態(tài)分布變化并無規(guī)律性。 最后，基于對湖南省酸雨污染的特征和污染物的變化特性等方面的分析和論述，本文提出了解決湖南省酸雨污染的參考性措施：以區(qū)域總量控制作為防治酸雨的原則性對策，逐步改善能源結(jié)構(gòu)，研制開發(fā)并推廣成本較低的脫硫技術(shù)和設(shè)備，