大气沉降对我国土壤中污染分布及元素循环的影响

大气沉降是污染物进入土壤的重要途径,也是土壤中污染物的主要来源。同时,大气沉降和土壤元素循环息息相关。本文综述了大气沉降对我国土壤中污染物分布以及元素循环的影响。结果表明,重金属沉降依赖于长期的干湿混合沉降,有机污染物沉降依赖于干沉降,氮硫磷等元素的沉降依赖于湿沉降。同时,季风和人为活动会影响大气污染物的迁移和沉降。本文的结论为污染物大气沉降的防控和土壤污染治理提供了思路。     

大气中TSP和降尘对土壤重金属累积的影响

选择大气污染严重的焦作市为研究区,通过布点监测,分析了不同区域大气TSP和降尘的污染状况及月变化趋势,测定了大气沉降中Hg、Cd、Pb三种重金属的含量,并计算出大气沉降对土壤重金属的年输入量分别为Hg4.43g/(hm2·a)、Cd5.70g/(hm2·a)、Pb394.6g/(hm2·a);不同区域大气污染状况与大气沉降输入土壤重金属的量顺序均一致为演马矿和朱村矿较高,近郊和市区次之,远郊和公园最低。     

华北地区农田土壤镉来源及大气沉降的贡献

为研究农田土壤重金属镉（Cd）的来源,采用源清单法统计了华北地区（北京、天津、河北和山东）大气沉降、灌溉水、畜禽粪便、化肥施用和市政污泥5种途径对农田土壤Cd的输入量。结果表明：2005—2009年华北农田土壤Cd的输入量范围为1.56~2.63 mg·m^-2·a^-1,其中灌溉水输入贡献最大（63.0%）,其次为大气沉降（30.9%）、畜禽粪便（5.2%）、化肥施用（0.6%）和市政污泥（0.3%）。2015—2019年华北农田Cd的输入量减小为0.22~0.35 mg·m^-2·a^-1,其主要来源变为大气沉降,贡献占比56.5%;灌溉水、畜禽粪便、化肥施用和市政污泥占比分别为13.7%、23.8%、3.9%和2.1%。除了化肥施用,其他4种源的Cd输入量在过去15 a中均呈现不同程度的下降趋势,大气沉降取代灌溉水成为近年来华北地区农田土壤Cd的主要来源。     

云南亚热带常绿阔叶林土壤微生物量对大气氮沉降的响应

以玉溪市城区生态植物园中结构和功能保护较好的次生常绿阔叶林为研究地点,分别设置0、1、5、10、15和30 g/(m²·a)共6个氮浓度试验处理,采用林冠下喷雾的方式处理2年,采集0～10 cm表层土壤测定土壤全碳和全氮含量、活性有机碳含量及其转化率、微生物量碳和氮含量。研究结果表明：中高浓度大气氮沉降明显增加了土壤全碳和全氮含量,降低了活性有机碳含量及其转化率,减少了微生物量碳和氮含量,说明中高浓度大气氮沉降能够影响亚热带常绿阔叶林土壤碳循环和氮循环进程,增加土壤碳库和氮库,改变土壤碳组分,延缓土壤碳转化过程,减少土壤微生物总量。数据相关分析结果表明：土壤全碳含量与大气氮沉降浓度呈多项式关系,即土壤全碳含量随大气氮沉降浓度升高而增加,在10 g/(m²·a)N水平达到最大值[(31.05±1.94) g/kg],之后随着大气氮沉降浓度的继续升高而降低;土壤全氮含量与大气氮沉降浓度呈线性正相关关系,即土壤全氮含量随着大气氮沉降浓度持续升高而不断增加;土壤活性有机碳含量及其转化率、微生物量碳和氮含量与大气氮沉降浓度呈线性负相关关系,即随着大气氮...     

大气氮沉降研究进展

随着经济的快速发展,人类活动排放至大气中的氮持续增长,大气氮沉降已成为气候变化、二氧化碳浓度升高、土地利用变化之外的影响陆地生态系统结构和功能的第四大因素。通过大气沉降到生态系统的氮一部分可作为营养源供植物生长,过量的氮则会产生消极作用。文章围绕大气氮沉降的氮素组成及其沉降通量,氮沉降的时空特征,氮沉降对土壤及植物的影响三方面进行了综述,总结了大气氮沉降的不同氮素形态及沉降通量,对比了氮干、湿沉降的时空特征,阐述了大气氮沉降对土壤生态系统及植物生长的影响。从现有的文章来看,我国对各地区大气氮沉降情况的监测越来越多,包括农田、城市、森林等,但关于大气氮沉降的影响研究多与水体、森林、草地等相关,对农田生态系统的影响,例如对土壤微环境、农作物生长及作物产量、农产品质量等的影响研究尚且较少。     

大气沉降及土壤扬尘对天津城郊蔬菜重金属含量的影响

为探究土壤重金属污染对蔬菜中重金属含量的影响,并分析蔬菜中重金属的主要来源,以天津城郊存在土壤重金属镉(Cd)超标风险的蔬菜基地为对象,施用特制含锌(Zn)、含锰(Mn)商品有机肥,对土壤和当地常见叶菜类蔬菜(油菜、芹菜、大白菜、生菜、葱)中重金属含量进行了测定.结果显示,该蔬菜基地土壤重金属有效性低,蔬菜中重金属含量均符合国家食品安全标准,施用含Zn、含Mn有机肥对蔬菜重金属含量无显著影响.针对蔬菜基地可能的重金属污染来源,监测了蔬菜基地周边大气沉降物重金属含量,对比监测清洗蔬菜与未清洗蔬菜的重金属含量,并通过计算蔬菜样品中重金属含量与钛(Ti)含量的比值关系,估算大气沉降和土壤扬尘对蔬菜样品重金属含量的贡献.结果表明,大气沉降和土壤扬尘对蔬菜中镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)的贡献率分别达到33.7%、83.7％、72.8％和71.0％,该地区蔬菜中的As、Pb、Cr主要来自吸附于表面的大气沉降和土壤扬尘,食用前仔细清洗能有效减少蔬菜中重金属含量.由此可见,从控制蔬菜重金属污染源头的角度分析,当地应优先监控大气沉降带来的蔬菜重金属污染风险.     

酸沉降影响下广东陆地生态系统表层土壤特征

研究并比较了广东省鼎湖山、鹤山、白云山陆地生态系统表层土壤特征。结果表明， 3个采样点表层土壤酸化都较严重， pH值低。相对于较低的 pH值，三个采样点土壤的有效阳离子交换量 (CECE)介于 59.63— 124.06 mmol· kg－ 1，盐基饱和度（ BS）介于 10.6％— 30.3％，表明表层土壤仍具有一定的酸缓冲能力。 3个采样点表层土壤同时处于阳离子缓冲范围和铝缓冲范围内，活性铝较高，考虑酸沉降对森林生态系统的影响时应重点考虑铝毒的影响。     

福建土壤对酸沉降的相对敏感性评价与区划

选择母岩、土壤类型、土地利用和降雨量 4个生态因子 ,应用半定量化方法对其进行类目划分和权重 ,综合评价了福建省土壤对酸沉降的相对敏感性 ,并应用地理信息系统进行了区划 .由于福建省风化缓慢的硅质岩所占的比例较大 ,土壤大多呈酸性至微酸性反应 ,降水丰富 ,加之针叶林面积大 ,所以全省有 60 %以上面积的土壤显示出较大的敏感性等级 (5～ 7级 )     

气象因素对成都平原夏季大气氮、磷连续性沉降的影响

【目的】探明气象要素对成都平原夏季大气氮、磷沉降的影响。【方法】于2016-07-01~2016-07-31、2017-06-06~2017-08-08在四川农业大学成都温江校区大气监测站采集干、湿连续性沉降样品,进行氮、磷干湿沉降各组分的通量变异特征监测及气象影响因素分析。【结果】成都平原夏季大气氮沉降以湿沉降为主(77.2%)、磷沉降以干沉降为主(55.8%)。氮、磷湿沉降通量与降雨量、日均温、降雨时长均呈正相关,与空气污染指数(air pollution index,AQI)和PM2.5呈负相关。随着降雨量的增加,大气氮湿沉降通量呈先增加后减小的趋势(P0.05);当降雨量为52.17 mm时,大气氮湿沉降达理论最大值。大气磷湿沉降则表现为与降雨量呈极显著直线正相关关系(P0.05)。NH_4~+-N干沉降通量与采样时长呈正相关,与相对湿度呈负相关,其他氮组分则相反。全氮及其组分的干沉降通量与降雨量呈负相关、与AQI、PM2.5呈正相关;而全磷表现出相反的规律。多元回归方程(R~2=0.343~0.972)能较好地描述研究区内夏季大气氮、磷沉降变异特征。【结论】成都平原的大气沉降具有明显的元素、形态、强度和变异特征,其影响因素亦不相同,在将来的大气沉降预防中应根据防治对象制定针对性的措施。     

酸沉降对热带土壤肥力状况的可能影响

一般范围内的酸沉降对热带土壤酸化的影响不大,但有机质含量出现一定程度的下降。阴离子态营养元素N、P、S的有效性提高,但阳离子态营养元素Ca、Mg、K等的供应水平降低,土壤交换性能的质量下降。     

大气湿沉降氮对白溪水库水环境的影响

大气氮沉降是山区大型饮用水库最重要的污染源之一,准确识别大气氮沉降来源、类型、数量及空间分布规律是保障饮用水安全的前提条件。采用样浮标法对白溪水库水环境进行监测并获取有关数据,分析结果揭示了大气湿沉降氮的化学特征、时空分布及通量变化,破解饮用水源经过长期治理后,仍存在氮素超标和水体富营养化之谜,为水资源保护和污染治理提供决策参考。     

酸沉降影响下香樟纯林和马尾松纯林的土壤化学性质分析

分析比较了在酸沉降影响下生长的香樟Cinnamomum camphora纯林和马尾松Pinus massoniana纯林的土壤化学性质.结果表明:在上、中、下层土壤中,香樟纯林土壤pH值分别为3.91、4.23和4.62,盐基饱和度分别为13.11%、45.06%和55.14%,马尾松纯林土壤pH值分别为3.78、3.88和3.89,盐基饱和度分别为9.25%、11.68%和20.96%.香樟纯林中层土壤有机质、中下层土壤全P及各层土壤盐基离子(Ca2 和Mg2 )含量明显高于马尾松纯林(P＜0.05),中下层土壤Al3 、H 及上中层土壤Fe3 含量明显低于马尾松纯林(P＜0.05).可见,香樟纯林具有减缓土壤酸化和提高土壤肥力的作用.     

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。     

氮沉降对鼎湖山常绿阔叶林土壤生态的影响

为探索氮沉降引起的南方土壤酸化加剧,从而对土壤生态的影响,本文通过原位进行对照(N0,0 g N·hm^-2·a^-1)和不同氮浓度(N1,5.0×10⁴g N·hm-2·a-1;N2,10.0×10⁴g N·hm^-2·a^-1;N3,15.0×10⁴g N·hm^-2·a^-1;N4,20.0×10⁴g N·hm^-2·a^-1)处理,对鼎湖山常绿阔叶林进行4年连续氮沉降模拟试验,考察氮沉降对鼎湖山常绿阔叶林下土壤中微生物群落和土壤养分含量的影响情况。结果表明：（1）鼎湖山常绿阔叶林的土壤温度和湿度都呈现出先升后降的变化趋势;在一年中,12月和翌年1月是土壤温度和湿度最低的时间,8月是土壤温度和湿度最高的时间;（2）通过双因素方差分析可知,鼎湖山常绿阔叶林土壤受氮沉降现象影响显著,土壤碱解氮和全氮含量、土壤有机碳含量、以及土壤中的速效磷含...     

珠海3种植被类型下土壤属性对酸沉降的响应

以我国南亚热带珠海地区常见的湿地松(Pinus elliottii)与台湾相思(Acacia confus)混交林、台湾相思林和灌木丛3种植被类型的赤红壤作为研究对象,对其土壤属性指标进行T检验和主成分分析,探讨酸沉降下森林土壤环境质量的变化特征。结果表明,2006-2012年,土壤虽未被进一步酸化,但其潜在危害增加:酸沉降引起的土壤交换性H+显著增加,交换性Ca2+、Mg2+淋失,有效阳离子交换量(ECEC)下降,同时相思林固氮优势减弱;不同植被类型下的土壤属性差异显著,但因酸沉降和植被演替,其差异性在缩小。     

铅锌矿区附近大气沉降对蔬菜中重金属积累的影响

为了解大气污染环境下大气沉降对农作物重金属积累的影响,选择离某一铅锌矿区不同距离的3个具有不同大气沉降强度的试验点,采用覆膜和露天对比研究3种不同重金属污染土壤上和水培条件下生长的大白菜(Brassicacampestris ssp.Pekinensis)中重金属的积累状况.结果表明,大气污染强度和土壤污染强度对大白菜地上部分重金属积累均有明显的影响.土培试验中露天条件下生长的大白菜地上部分重金属元素Cd、Pb、Hg、Zn和Cu的浓度比覆膜条件下平均高152.63%、129.52%、90.64%、10.01%和0.44%;水培试验的相应值分别为342.83%、476.20%、257.58%、12.00%和8.33%.铅锌矿区附近大气沉降对大白菜地上部分Cd、Pb和Hg等重金属积累有直接的作用.     

陕西关中地区大气氮湿沉降通量的动态变化

为了对陕西关中地区大气氮沉降量进行估算,2009年11月至2010年10月对西安和杨凌两地进行了为期一年的湿沉降观测。结果表明:监测期内,西安、杨凌两地区年降雨量分别为620.5、532.3 mm,西安ρ(NH+4-N)和ρ(NO-3-N)平均值分别为3.058、2.356mg·L-1,杨凌ρ(NH+4-N)和ρ(NO-3-N)平均值分别为3.990、2.709 mg·L-1;季节变化上,西安监测点ρ(TIN)(总无机氮)和杨凌监测点ρ(NH+4-N)呈现春、冬季高于夏、秋季的趋势,而杨凌监测点ρ(NO-3-N)则呈秋、冬季略高于春、夏季的趋势。西安、杨凌TIN沉降通量分别为24.791、28.894 kg·hm-2,且均以NH+4-N为主导,分别占TIN的67.3%和56.3%。氮素沉降量与降雨量之间呈现正相关趋势,随着降雨量的增加,NH+4-N、NO-3-N和TIN的沉降通量均明显增加。湿沉降输入农田的无机氮占施肥投入的比重相当大,在施肥中应予以考虑。     

酸沉降对蔬菜吸收养分的影响

重庆市是我国受酸沉降影响较严重的地区之一，采用田间试验方法研究了酸沉降对蔬菜(豇豆、甘蓝和西红柿)吸收养分的影响。对酸沉降影响的机理进行了简要的分析和讨论。在污染区和对照区吸收养分的影响的试验困块中种植试验结果表明，由于试验田块中酸沉降的输入不同和土壤酸化程度的不同，蔬菜吸收N、P、K和S营养元素受到的影响也不同。污染区降雨中s的输入是对照区的2倍。污染区单位面积蔬菜对N、P、K和S的吸收均低于对照区，尤以K吸收的减少最为明显。3种蔬菜受酸沉降影响的程度也不同，西红柿和豇豆对酸沉降和土壤酸化比较敏感，甘蓝具有一定的抗性。     

氮沉降对杉木人工林土壤呼吸与土壤纤维素酶活性的影响

为研究森林土壤呼吸速率和纤维素酶活性对氮沉降增加的响应,以福建三明沙县官庄林场12年生杉木人工林为研究对象,设置了N0、N1、N2和N3四个水平,N沉降量以氮素计依次为0、60、120、240 kg.hm-2.a-1,对其林地土壤表层(0-20 cm)、中层(20-40 cm)和底层(40-60 cm)土壤进行了为期3 a的模拟氮沉降试验。结果表明:氮沉降抑制了林地表层土壤的呼吸作用,但明显促进了中层和底层土壤的呼吸作用。在N1、N2和N3处理下,林地表层土壤呼吸速率分别降低了28.34%、2.04%和15.31%,而中层土壤土壤呼吸速率分别增加了53.44%、62.22%和20.20%,底层土壤呼吸速率分别增加了117.46%、42.72%和72.86%。氮沉降在初始的2 a内使森林土壤纤维素酶活性提高,而在第3年,N1和N2处理对土壤纤维素酶活性的促进作用减弱,N3处理则显著降低了土壤纤维素酶活性。总体上看,经N1、N2处理后,土壤呼吸速率与土壤纤维素酶活性存在正相关性,而N3处理下两者的关系不显著。     

模拟氮沉降对樟树人工林土壤酶活性的影响

为探究氮沉降对亚热带森林土壤酶活性的影响,在樟树人工林中开展了野外模拟氮沉降试验。试验设置对照[CK,0 kg/(hm~2·年)]、低氮[N1,30 kg/(hm~2·年)]和高氮[N2,60 kg/(hm~2·年)]3种氮处理,分别在施氮前期(3个月)、中期(6个月)、后期(12个月)采集土壤样品,测定土壤酶活性。结果表明,与对照组相比,在0～10 cm土层,过氧化氢酶活性在3个月和12个月后受高氮沉降的显著促进作用;淀粉酶活性在施氮6个月和12个月后受氮沉降的显著促进作用;受氮沉降影响,蔗糖酶活性在施氮12个月后显著提升。在10～20 cm土层,过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶活性受氮沉降的影响不显著。从施氮时间来看,氮沉降对酸性磷酸酶活性的影响表现为先促进后抑制,在施氮后3个月时,0～10 cm土层酸性磷酸酶活性受低氮沉降的显著促进作用;在施氮后6个月时,10～20 cm土层酸性磷酸酶活性被氮沉降抑制。氮沉降对脲酶活性的影响则相反,在施氮后3个月时,10～20 cm土层脲酶活性受到显著抑制;在施氮后12个月时,0～10 cm土层脲酶活性受氮沉降的显著促进作用,10～20 cm土层脲酶活性仅受高氮沉降的显著促进作用。土壤蔗糖酶活性与淀粉酶活性呈极显著正相关关系,与脲酶活性呈显著正相关关系,土壤酸性磷酸酶活性与脲酶活性呈显著负相关关系,表明不同土壤酶活性之间的相关性存在差异。