華北地區(qū)大氣干濕沉降及其對(duì)農(nóng)田土壤的影響研究
本文選題:大氣干濕沉降 + 主動(dòng)采樣法 ; 參考:《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:干濕沉降是大氣污染物清除的主要途徑。大氣中的污染物進(jìn)入海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)后,不但影響地球的生物化學(xué)循環(huán),而且通過(guò)食物鏈富集,進(jìn)而影響人體健康。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,工業(yè)化和城市化進(jìn)程不斷加速,導(dǎo)致空氣質(zhì)量逐漸惡化,極端大氣污染事件頻繁發(fā)生,華北已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)境污染最嚴(yán)重地區(qū)之一。大氣污染的加重,必將對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如何準(zhǔn)確測(cè)算大氣污染物向陸地表面輸送的污染物種類、通量以及這些污染物的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),是一個(gè)亟待解決的科學(xué)技術(shù)難題。本文利用主動(dòng)和被動(dòng)兩種采樣法,于2013年6月到2014年8月在北京同步采集降水樣品,測(cè)量了降水量、降水p H和電導(dǎo)率等物理特性,分析了Na+,NH4+,K+,Mg2+,Ca2+Cl-,NO3-,SO42-等水溶性離子,以及Be,Na,Mg,Al,K,Ca,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,As,Se,Mo,Cd,Sb,Ba,Ti,Pb,Th,U等金屬元素。評(píng)估了傳統(tǒng)被動(dòng)采樣法表征大氣降水化學(xué)濃度和沉降通量的可靠性,并通過(guò)兩種采樣方法,間接估算了大氣污染物的干沉降通量,對(duì)其可行性也進(jìn)行了評(píng)估。同時(shí),利用華北地區(qū)城市站(北京)和農(nóng)業(yè)站(山東禹城和河北欒城)大氣沉降觀測(cè)資料和土壤剖面測(cè)量數(shù)據(jù),測(cè)算了大氣沉降對(duì)城市森林和農(nóng)田土壤重金屬富集的貢獻(xiàn)。本文主要研究結(jié)果如下:(1)與主動(dòng)采樣法相比,被動(dòng)采樣法獲得的降水離子濃度較高,ρ(NO3-)、ρ(Mg2+)、ρ(Ca2+)、ρ(K+)、ρ(Cl-)、ρ(SO42-)、ρ(Na+)和ρ(NH4+)分別超出主動(dòng)采樣法的65%、58%、43%、41%、35%、26%、10%和9%。被動(dòng)采樣法獲得的干沉降物質(zhì)具有酸化降水的趨勢(shì),但由于降水?dāng)y帶的堿性物質(zhì)本底含量較高或是緩沖作用,大氣污染物干沉降引入的酸性物質(zhì)并未顯著改變被動(dòng)采樣法獲得的降水p H。被動(dòng)采樣法獲得的降水中NO3-、NH4+和SO42-混合沉降通量分別比后者獲得的濕沉降通量高79%、18%和35%,傳統(tǒng)的被動(dòng)采樣法無(wú)法完整表征大氣含氮元素與硫元素向地表的沉降過(guò)程,將分別低估大氣氮和硫元素沉降總通量的39%和40%。(2)利用兩種采樣方式沉降通量差值間接的估算大氣干沉降量。其中Na,Mg,Ca,K,V,U,Mo,Cu,Ni,Se,Th,Sb,Fe,Ti,As等15種元素的大氣干沉降通量分別占混合沉降通量的57%,51%,42%,36%,33%,30%,27%,25%,23%,22%,20%,20%,17%,17%,17%。(3)我國(guó)華北城市和農(nóng)業(yè)區(qū)金屬元素(Se為非金屬;As為類金屬)干濕沉降通量整體上高于我國(guó)其它地區(qū)。華北農(nóng)業(yè)區(qū)污染型金屬元素在土壤表層均有不同程度的富集,表明存在工業(yè)排放源的顯著影響。禹城站Mn、Cu、Fe、Ni和As在40-60cm處發(fā)生富集,Mo、Zn、Cr和Ni在20-40cm處富集,重金屬污染明顯影響到農(nóng)業(yè)耕層土壤。大氣沉降對(duì)禹城土壤人為源Cu、Se、Cd和As的貢獻(xiàn)率分別為78%、11%、8%和10%,對(duì)其它金屬元素影響較小;欒城站土壤中Zn元素的大氣沉降貢獻(xiàn)率為20%,Cr元素幾乎完全來(lái)自于大氣沉降。我國(guó)華北地區(qū)大氣干濕沉降攜帶的污染物濃度高,對(duì)區(qū)域水體和土壤污染已構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本文研究方法有助于科學(xué)評(píng)價(jià)大氣污染物通過(guò)降水、降塵和氣體干沉降輸入到地表環(huán)境通量的可靠性和可行性,研究結(jié)果有利于認(rèn)知華北地區(qū)大氣污染沉降通量的空間變化及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響,進(jìn)而可為大氣污染區(qū)域協(xié)同控制提供部分科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:With the rapid development of China ' s economy , the process of industrialization and urbanization has become one of the most serious areas of China ' s environment pollution . The results are as follows : ( 1 ) The results are as follows : ( 1 ) The results are as follows : ( 1 ) The results are as follows : ( 1 ) The results are as follows : ( 1 ) Compared with the active sampling method , the concentration of precipitation ions is higher , 蟻 ( NO3 - ) , 蟻 ( Cl - ) , 蟻 ( SO 2 + ) , 蟻 ( K + ) , 蟻 ( Cl - ) , 蟻 ( SO 2 + ) , 蟻 ( Na + ) and 蟻 ( NH4 + ) are respectively higher than that obtained by the passive sampling method . ( 2 ) The amount of air dry deposition was estimated indirectly by using two sampling methods . The atmospheric dry deposition fluxes of 15 elements such as Na , Mg , Ca , K , V , U , Mo , Cu , Ni , Se , Th , Sb , Fe , Ti , As were 57 % , 51 % , 42 % , 36 % , 33 % , 30 % , 27 % , 25 % , 23 % , 22 % , 20 % , 20 % , 17 % , 17 % , 17 % respectively . ( 3 ) The metal elements ( Se is non - metallic in China ) in North China and in the agricultural area ( Se is non - metallic ; As is the metal of metals ) , the dry and wet sedimentation flux is higher than that in other parts of China . The concentration of the pollution - type metal elements in the North China agricultural area is 78 % , 11 % , 8 % and 10 % respectively .
【學(xué)位授予單位】:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:X51
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,本文編號(hào):1795443
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