中国南方典型酸雨区酸沉降特性及其环境效应研究
发布时间：2021-07-28 15:31
20世纪世界范围内能源结构发生了重大转变。但中国以煤为主导的能源结构在若干年内不会有本质的改变。煤使用量的增长和汽车保有量的增加,带来了酸沉降的本体气体（SO2, NOx）排放量逐步增加；酸性物质（气体或气溶胶）通过干湿沉降的方式降落到地面,不仅导致巨大的经济损失,还对生态系统造成毁灭性的侵害。酸沉降已成为21世纪最大的环境问题之一。本文选择中国南方的三个典型酸雨区重庆市、湖南省、贵州省的铁山坪、蔡家塘、雷公山建立了3个国际高标准的小流域酸雨观测站,利用EMEP监测网络推荐的标准采样和化学分析方法,对酸沉降进行系统的研究,其创新性结果如下：研究区域（湖南蔡家塘、贵州雷公山、重庆铁山坪）内典型森林小流域（2001-2004年）大气干沉降主要酸性物质均为SO2、SO42-、N02；主要碱性物质均为NH4+、Ca2+、K+、NH3,并具有季节性变化的特征（春、冬季污染严重）；区域内大气降水均出现严重的酸化现象,年平均pH值顺序为铁山坪（4.12）<蔡家塘（4.62）<雷公山（4.96）。蔡家塘与铁山坪大气降水和森林穿透水中的阴离子均以8042-为主,阳离子以NH4+为主；雷公山大...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 酸沉降研究现状及其发展趋势
1.1.1 酸沉降简介
1.1.2 酸沉降研究简史
1.1.3 酸沉降研究发展趋势
1.2 国内外典型酸雨区的化学特性及其对环境生态的影响
1.2.1 国外典型酸雨区的化学特性
1.2.2 国内酸雨地域分布及其化学特征
1.2.3 酸雨对生态系统的危害与影响
1.3 酸沉降临界负荷及其研究现状
1.3.1 酸沉降临界负荷简介
1.3.2 酸沉降临界负荷模型研究现状
1.4 本研究目的及思路
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究思路及内容
第二章 研究背景与研究方法
2.1 研究背景
2.2 研究区范围
2.2.1 研究区地理位置
2.2.2 流域监测和采样点分布
2.3 研究区自然状况
2.3.1 地形
2.3.2 气候
2.3.3 植被
2.3.4 土壤
2.3.5 水文
2.4 研究方法
2.4.1 降水的采样
2.4.2 二氧化硫、硫酸盐、硝酸、氨、硝酸盐及铵的采样方法
2.4.3 二氧化氮采样方法
2.5 质量保证
2.5.1 降水的采样和降水样品中主要离子测定的质量保证
2.5.2 大气采样和大气样品中各项因子测定的质量保证
2.6 仪器设备及分析
2.6.1 仪器设备
2.6.2 硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氨、钠、钾、钙和镁的测定
2.6.3 碘化物吸收法——空气中二氧化氮的测定
2.6.4 电导率
2.6.5 pH值
2.7 小结
第三章 南方典型酸雨区大气酸沉降化学特性研究
3.1 引言
3.2 大气干沉降组分与化学特性
3.2.1 蔡家塘研究区域大气干沉降组分与化学特性
3.2.2 雷公山研究区域大气干沉降组分与化学特征
3.2.3 铁山坪研究区域大气干沉降组分与化学特征
3.3 大气湿沉降组分与化学特性
3.3.1 大气降水离子特征分析
3.3.2 森林穿透水离子分布
3.4 小结
第四章 酸沉降作用下森林生态系统冠层淋溶及硫氮变化特征研究
4.1 引言
4.2 酸沉降作用下森林生态系统冠层淋溶研究
4.2.1 降水pH值变化特征
4.2.2 冠层对降水中离子的吸收效果
4.2.3 淋溶随降雨量的变化
4.2.4 淋溶效果对pH的影响
4.2.5 冠层淋溶序列分析
4.3 酸沉降作用下森林生态系统硫与氮的变化特征研究
4.3.1 研究假设及数据处理
4.3.2 水量的输入和输出特征
4.3.3 硫、氮输入和输出浓度
4.3.4 硫、氮的输入、输出通量特征
4.3.5 硫与氮的截留通量特征
4.4 小结
第五章 南方森林生态系统酸沉降临界负荷研究
5.1 引言
5.2 模型的选用与参数的建立
5.2.1 临界负荷主要计算模型及其特点
5.2.2 模型选用的依据
5.2.3 SMART和MAGIC结合模型的结构
5.3 模型的应用
5.3.1 模型参数的确定及校验
5.3.2 硫沉降临界负荷的计算
5.4 讨论
5.4.1 森林生态系统酸沉降临界负荷计算的不确定性
5.4.2 盐基离子沉降量的变化对酸沉降临界负荷的影响
5.5 小结
第六章 南方典型酸雨区酸沉降的环境效应
6.1 引言
6.2 酸沉降对土壤的酸化效应
6.2.1 酸沉降下土壤的酸化与缓冲能力
6.2.2 氮沉降对土壤酸化速率的影响
6.2.3 硫沉降对土壤酸化速率的影响
6.3 酸沉降对南方典型酸雨区土壤中铝的活化效应
6.3.1 降水酸度对土壤中铝释放的影响
6.3.2 酸沉降下南方典型酸雨区土壤铝活化特征
6.3.3 土壤溶液中钙铝比值
6.4 酸沉降胁迫下土壤中盐基离子淋溶特征
6.5 小结
第七章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文及获奖情况
一、发表学术论文情况
二、获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国南方森林黄壤的铝活化模式[J]. 辛焰,赵瑜,段雷. 环境科学. 2009(07)
[2]我国南方主要酸沉降区临界负荷研究[J]. 韩沙沙. 新疆环境保护. 2009(01)
[3]中国大气降水化学研究进展[J]. 王文兴,许鹏举. 化学进展. 2009(Z1)
[4]浅析酸雨的形成、危害及防治措施[J]. 陈明艳,姜显政,黄汝红. 广东微量元素科学. 2009(01)
[5]酸雨的危害及其防治综述[J]. 牛建刚,牛荻涛,周浩爽. 灾害学. 2008(04)
[6]酸雨的形成、危害及防治[J]. 刘香兰. 中国果菜. 2008(06)
[7]四川省酸雨时空分布特征[J]. 马丽雅,王斌,杨俊国. 环境科学与管理. 2008(04)
[8]泰山地区湿沉降中重金属的空间分布[J]. 王艳,刘晓环,金玲仁,岳太星,王德众,王文兴. 环境科学. 2007(11)
[9]基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域水文模拟研究[J]. 罗定贵,张巍,郑一,胡连伍,孙莉宁,王学军. 环境科学学报. 2007(08)
[10]贵阳市区大气降水中有机酸的研究[J]. 徐刚,李心清,黄荣生,廖琍. 地球与环境. 2007(01)
本文编号：3308172
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 酸沉降研究现状及其发展趋势
1.1.1 酸沉降简介
1.1.2 酸沉降研究简史
1.1.3 酸沉降研究发展趋势
1.2 国内外典型酸雨区的化学特性及其对环境生态的影响
1.2.1 国外典型酸雨区的化学特性
1.2.2 国内酸雨地域分布及其化学特征
1.2.3 酸雨对生态系统的危害与影响
1.3 酸沉降临界负荷及其研究现状
1.3.1 酸沉降临界负荷简介
1.3.2 酸沉降临界负荷模型研究现状
1.4 本研究目的及思路
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究思路及内容
第二章 研究背景与研究方法
2.1 研究背景
2.2 研究区范围
2.2.1 研究区地理位置
2.2.2 流域监测和采样点分布
2.3 研究区自然状况
2.3.1 地形
2.3.2 气候
2.3.3 植被
2.3.4 土壤
2.3.5 水文
2.4 研究方法
2.4.1 降水的采样
2.4.2 二氧化硫、硫酸盐、硝酸、氨、硝酸盐及铵的采样方法
2.4.3 二氧化氮采样方法
2.5 质量保证
2.5.1 降水的采样和降水样品中主要离子测定的质量保证
2.5.2 大气采样和大气样品中各项因子测定的质量保证
2.6 仪器设备及分析
2.6.1 仪器设备
2.6.2 硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氨、钠、钾、钙和镁的测定
2.6.3 碘化物吸收法——空气中二氧化氮的测定
2.6.4 电导率
2.6.5 pH值
2.7 小结
第三章 南方典型酸雨区大气酸沉降化学特性研究
3.1 引言
3.2 大气干沉降组分与化学特性
3.2.1 蔡家塘研究区域大气干沉降组分与化学特性
3.2.2 雷公山研究区域大气干沉降组分与化学特征
3.2.3 铁山坪研究区域大气干沉降组分与化学特征
3.3 大气湿沉降组分与化学特性
3.3.1 大气降水离子特征分析
3.3.2 森林穿透水离子分布
3.4 小结
第四章 酸沉降作用下森林生态系统冠层淋溶及硫氮变化特征研究
4.1 引言
4.2 酸沉降作用下森林生态系统冠层淋溶研究
4.2.1 降水pH值变化特征
4.2.2 冠层对降水中离子的吸收效果
4.2.3 淋溶随降雨量的变化
4.2.4 淋溶效果对pH的影响
4.2.5 冠层淋溶序列分析
4.3 酸沉降作用下森林生态系统硫与氮的变化特征研究
4.3.1 研究假设及数据处理
4.3.2 水量的输入和输出特征
4.3.3 硫、氮输入和输出浓度
4.3.4 硫、氮的输入、输出通量特征
4.3.5 硫与氮的截留通量特征
4.4 小结
第五章 南方森林生态系统酸沉降临界负荷研究
5.1 引言
5.2 模型的选用与参数的建立
5.2.1 临界负荷主要计算模型及其特点
5.2.2 模型选用的依据
5.2.3 SMART和MAGIC结合模型的结构
5.3 模型的应用
5.3.1 模型参数的确定及校验
5.3.2 硫沉降临界负荷的计算
5.4 讨论
5.4.1 森林生态系统酸沉降临界负荷计算的不确定性
5.4.2 盐基离子沉降量的变化对酸沉降临界负荷的影响
5.5 小结
第六章 南方典型酸雨区酸沉降的环境效应
6.1 引言
6.2 酸沉降对土壤的酸化效应
6.2.1 酸沉降下土壤的酸化与缓冲能力
6.2.2 氮沉降对土壤酸化速率的影响
6.2.3 硫沉降对土壤酸化速率的影响
6.3 酸沉降对南方典型酸雨区土壤中铝的活化效应
6.3.1 降水酸度对土壤中铝释放的影响
6.3.2 酸沉降下南方典型酸雨区土壤铝活化特征
6.3.3 土壤溶液中钙铝比值
6.4 酸沉降胁迫下土壤中盐基离子淋溶特征
6.5 小结
第七章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文及获奖情况
一、发表学术论文情况
二、获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国南方森林黄壤的铝活化模式[J]. 辛焰,赵瑜,段雷. 环境科学. 2009(07)
[2]我国南方主要酸沉降区临界负荷研究[J]. 韩沙沙. 新疆环境保护. 2009(01)
[3]中国大气降水化学研究进展[J]. 王文兴,许鹏举. 化学进展. 2009(Z1)
[4]浅析酸雨的形成、危害及防治措施[J]. 陈明艳,姜显政,黄汝红. 广东微量元素科学. 2009(01)
[5]酸雨的危害及其防治综述[J]. 牛建刚,牛荻涛,周浩爽. 灾害学. 2008(04)
[6]酸雨的形成、危害及防治[J]. 刘香兰. 中国果菜. 2008(06)
[7]四川省酸雨时空分布特征[J]. 马丽雅,王斌,杨俊国. 环境科学与管理. 2008(04)
[8]泰山地区湿沉降中重金属的空间分布[J]. 王艳,刘晓环,金玲仁,岳太星,王德众,王文兴. 环境科学. 2007(11)
[9]基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域水文模拟研究[J]. 罗定贵,张巍,郑一,胡连伍,孙莉宁,王学军. 环境科学学报. 2007(08)
[10]贵阳市区大气降水中有机酸的研究[J]. 徐刚,李心清,黄荣生,廖琍. 地球与环境. 2007(01)
本文编号：3308172
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