大气环境：chapter8-酸沉积对土壤的长期影响.ppt

内容 酸沉积影响土壤的重要性 概念 研究进展 硫削减过程中盐基阳离子变化对酸沉积临界负荷影响 硫削减过程中BC变化对酸沉积临界负荷(CL)影响 BC变化对CL影响(一) 硫氧化物和氮氧化物是形成酸沉积主要原因, 通常控制酸性物质(SO2, NOx)排放量设法达到控制酸沉积目的。 欧洲和北美花费10~20年时间削减SO2排放量, 显著引起硫沉积量的减少, 可是降水酸性并未出现明显下降[Hedin L O, et al. (1994) Nature, 367: 351-354; Gorham E (1994), Nature, 367: 321-325.] Hedin et al. (1994)认为主要原因是在削减硫排放量过程中明显引起BC减少。 An Junling, Meiyuan Huang (2000) Journal of Environmental Science and Health A35(10): 1915-1921. BC变化对CL影响(二) 与欧洲和北美的不少地方相比, 我国降水中SO42-、NH4+和Ca2+普遍偏高[Galloway J N, et al. (1987) Science, 236: 1559-1562.]。有关研究表明我国硫湿沉积量是南半球偏远地区的7 到130 倍[Galloway J N, et al. (1987) Science, 236: 1559-1562.] 。如此高的酸沉积量在我国并未引起明显生态变化(相反, 酸沉积量远不及我国的其他地区却明显引起了生态变化) [Galloway J N, et al. (1987) Science, 236: 1559-1562.] 。说明我国降水中相当高SO42- 浓度与显著偏高的BC浓度几乎相匹配, 致使降水酸性普遍不是太低。绝不意味着我国酸沉积不严重, 实际上已到了非治理不可的地步(全国已划分SO2 和酸雨控制区, 国家及地方各级政府已采取了一系列控制措施)。 An Junling, Meiyuan Huang (2000) Journal of Environmental Science and Health A35(10): 1915-1921. BC变化对CL影响(三) 要控制SO2 排放量, 就必然会引起BC沉积量的改变[Stoddard J L, et al. (1999) Nature, 401: 575-578.]。那么SO2 削减过程中到底能够引起BC沉积量多大变化? 这种变化对CL有多大影响? 要回答上述问题, 设计两种理想的削减方案(仅削减硫和削减硫时显著引起了BC沉积量的减少)来估算BC沉积量的变化对CL的影响。动态酸化模型选用LTSAM模型[An and Huang (1999) WASP, 110: 255-272.], 所选土壤是温州红壤。 An Junling, Meiyuan Huang (2000) Journal of Environmental Science and Health A35(10): 1915-1921. BC变化对CL影响(四) 当前酸沉积冲击下(C)温州红壤持续酸化; 仅硫削减30%, 土壤~30年后, 缓慢转入恢复阶段(A); 削减硫时显著引起BC沉积量的减少(B), 土壤酸化趋势依旧保持不变(pH、Alk 随时间不断减少, 但下降幅度不及C) 。 An Junling, Meiyuan Huang (2000) Journal of Environmental Science and Health A35(10): 1915-1921. BC变化对CL影响(五) 若要红壤终止酸化而转入恢复态势(如同A) , 则硫至少削减75%。若把土壤终止酸化转入恢复态势时硫沉积量定义为土壤的CL[Zhao Dianwu & Seip H M (1991) WASP, 60: 83-97.], 则硫削减过程中引起BC沉积量显著减少, 可使温州红壤CL减少66%, 说明通常确定CL的观点(仅削减硫而忽略BC沉积量的改变)求算的CL比实际值明显偏高。 酸性物质(如SO2)排放控制过程中引起BC沉积量分布及其变化规律方面的研究必须得到加强, 特别是BC沉积量很高的国家/地区更应当重视。 An Junling, Meiyuan Huang (2000) Journal of Environmental Science and Health A35(10): 1915-1921. SMART模型(二) SMART模型是迄今为止要求输入数据最少的动态模型。 SMART模型忽略了不少过程, 如阴离子吸附、有机酸根及OH-等无机离子与铝离子的络合反应、氧化还原反应等。 即使已考虑的过程也并不完善