華北大氣汙染物沉降量已成全球最高區域之一,對土壤和人有何影響?

2021-01-20 土壤觀察

有毒有害物質通過大氣沉降進入土壤-農作物生態系統後沿生物鏈逐級傳遞、富集，最終危害人體健康


中科院大氣物理所大氣分中心系列研究顯示：我國華北區域大氣硫、氮和重金屬沉降量已成為全球最高區域之一。


乾濕沉降是大氣自然淨化的重要途徑，如果這一過程將大量人為汙染物從大氣攜帶到地表，將進一步加重土壤和水體汙染。


我國目前對大氣汙染物的源排放、大氣理化過程，及其在霾形成中的作用研究較多，但對汙染物的匯機制（去向和歸趨）缺乏系統研究，對大氣汙染物的沉降通量更是鮮有報導。


重要的是，有毒有害物質通過大氣沉降進入土壤-農作物生態系統後沿生物鏈逐級傳遞、富集，最終危害人體健康，針對這一潛在風險的科學認識亟待提高。

近年來，該所王躍思研究員課題組的潘月鵬副研究員、唐貴謙助理研究員和吳丹博士全面評估了華北區域硫、氮和重金屬等汙染物的乾濕沉降通量，並對它們的生態風險進行了評價。


這是基於華北大氣沉降觀測網絡展開的系列研究，首批數據集成結果在Atmos. Chem. Phys.（IF=5.298）等國際著名刊物陸續發表。


華北區域重金屬鉛的年均沉降量已達到每平方公裡14公斤，是發達國家城市區域的十幾倍


該網絡涵蓋了京津冀魯典型城市群、工業區、農田、郊區和森林背景區等十個站點，自2007年起採用統一規範的觀測方案，每年採集幾千個乾濕沉降樣品，通過大量實驗分析研究區域內營養物質（碳、氮、硫和磷）和汙染物（重金屬和多環芳烴等）的乾濕沉降量；


特別是結合大氣化學與傳輸模型估算活性氮和含硫氣態汙染物的幹沉降量，填補了以往研究的空白。


研究發現，華北已成為中國，乃至全球氮、硫等酸性物質和重金屬等有害汙染物沉降量最高的區域之一，目前的沉降通量水平與歐美歷史最高觀測記錄相當，並且已經超過了自然生態系統所能承受的臨界負荷。


華北區域每平方公裡每年平均大氣硫和氮沉降量分別達到了6.5噸（圖1）和6.1噸（圖2）；重金屬鉛的年均沉降量已達到每平方公裡14公斤（圖3），是發達國家城市區域的十幾倍，背景地區的幾十倍。


建議在制定大氣汙染物減排措施和政策時，應當全面考慮乾濕沉降對陸地和水體生態系統的長期影響，加強相關監測和預警研究。

(大氣分中心/LAPC供稿)


詳細信息參考：


　　Pan, Y. P. and Wang, Y. S.: Atmospheric wet and dry deposition of trace elements at 10 sites in Northern China, Atmos. Chem. Phys., 15, 951-972, doi:10.5194/acp-15-951-2015, 2015.


　　文章連結：http://www.atmos-chem-phys.net/15/951/2015/acp-15-951-2015.html


　　Pan, Y. P., Wang, Y. S., Tang, G. Q., and Wu, D.: Spatial distribution and temporal variations of atmospheric sulfur deposition in Northern China: insights into the potential acidification risks, Atmos. Chem. Phys., 13, 1675-1688, doi:10.5194/acp-13-1675-2013, 2013.


　　文章連結：http://www.atmos-chem-phys.net/13/1675/2013/acp-13-1675-2013.html


　　Pan, Y. P., Wang, Y. S., Tang, G. Q., and Wu, D.: Wet and dry deposition of atmospheric nitrogen at ten sites in Northern China, Atmos. Chem. Phys., 12, 6515-6535, doi:10.5194/acp-12-6515-2012, 2012.


　　文章連結：http://www.atmos-chem-phys.net/12/6515/2012/acp-12-6515-2012.html



　　圖1 華北大氣硫的乾濕沉降總量（SO2排放源格點數據引自Zhang et al., 2009）


圖2a 華北大氣還原性氮的乾濕沉降總量



圖2b 華北大氣氧化性氮的乾濕沉降總量


　圖3 華北大氣重金屬鉛的乾濕沉降總量（SO2排放源格點數據引自Zhang et al., 2009）


文章來源：中國科學院大氣物理研究所網站（www.iap.ac.cn）

本標題和文中小標題為「土壤觀察」所加



近期文章推薦：


回復0227可讀： 城鎮化再著急，土壤也要先剝離

回復0225可讀：農民日報：恢復土壤活力最關鍵是農民參與

回復0217可讀：專家們開了個研討會，建議這樣改《農用地土壤環境質量標準》

回復0211可讀：為身體構築抗重金屬防線



我們是「土壤觀察」（turangguancha），歡迎關注，歡迎分享到朋友圈或轉發給好友





相關焦點

  • 華北成全球大氣汙染物沉降量最高區域之一—新聞—科學網
    （記者馮麗妃）記者近日從中科院大氣與物理研究所獲悉，該所大氣分中心系列研究顯示：我國華北區域大氣硫、氮和重金屬沉降量已成為全球最高區域之一。
  • 大氣所發現華北大氣汙染物沉降量已成為全球最高區域之一
    中國科學院大氣物理研究所大氣分中心系列研究顯示：我國華北區域大氣硫、氮和重金屬沉降量已成為全球最高區域之一。　　乾濕沉降是大氣自然淨化的重要途徑，如果這一過程將大量人為汙染物從大氣攜帶到地表，將進一步加重土壤和水體汙染。
  • 大氣沉降對土壤和作物中重金屬富集的影響及其研究進展
    我國對大氣沉降的研究起初大多針對河流、海岸帶生態系統，認為大氣沉降是導致河流重金屬含量上升的主要原因［16-17］。近年來，我國近地表降塵量和降塵中的重金屬含量均表現出逐漸增加的趨勢，大氣沉降已經被認定為區域農田土壤重金屬的重要來源［3, 18］。由於大氣沉降會受到汙染源、長距離運輸、降水等氣象因素的影響，因此區域大氣沉降中的重金屬往往也表現出明顯的時空分布差異［19-20］（圖2，表2）。
  • 大氣沉降物的危害
    面對霧-霾天，很多人都盼望著風，期待著雨，希望霧-霾能夠在空中消散。然而，造成霧-霾的大氣汙染物沉降到地面後帶來的危害同樣不容忽視。中國科學院大氣物理研究所大氣分中心最新研究顯示：我國華北區域已成為全球大氣汙染物沉降量最高的區域之一。
  • WMO繪製全球大氣汙染物沉降圖,日本研發強風預測系統|國際
    轉眼間5月也已進入尾聲，在3月至4月間，全球氣象界發生了哪些大事？有哪些事情最受關注？小編這就帶大家回顧過去兩個月的全球氣象科技大事記。世界氣象組織繪製全球首批大氣汙染物沉降圖世界氣象組織（WMO）正在全球召集研究大氣汙染物沉降模擬和觀測方面的專家繪製首批全球大氣汙染物沉降圖。
  • 中科院大氣所在氨氣濃度觀測和幹沉降研究中取得進展!
    氨氣是大氣中最主要的鹼性氣體，在氣溶膠成核中扮演著重要角色，是引發重霾汙染和過量氮沉降的關鍵前體物。
  • 地理資源所在中國區域大氣氮、磷和酸沉降研究中取得進展
    隨著中國經濟快速發展與能源消耗快速攀升，中國已成為全球氮沉降和酸沉降最重的區域之一；因此，如何科學地評估大氣氮沉降、酸沉降及其生態效應一直受到科學家和公眾的高度關注。在過去幾年中，中國科學院地理科學與資源研究所研究員於貴瑞帶領的研究小組採用聯網觀測與文獻數據整合併行的思路，開展了中國區域大氣氮、磷和酸沉降通量、時空格局以及影響因素的觀測與研究工作。
  • 氨氣濃度觀測和幹沉降研究取得進展
    氨氣是大氣中最主要的鹼性氣體，在氣溶膠成核中扮演著重要角色，是引發重霾汙染和過量氮沉降的關鍵前體物。
  • 當夏季首要汙染物被臭氧霸佔時 氮氧化物影響不可小覷
    成都全搜索新聞網（記者 初曉）6月1日報導 前段時間，成都市環保局已對臭氧（O3）做了不少的科普。今天，成都市環保局將和網友討論產生臭氧（O3）的關鍵物種之一——氮氧化物（NOx）。1、什麼是氮氧化物（NOx）？
  • 解析城市群地區大氣水溶性有機氮來源與沉降
    中科院廣州地球化學研究所研究員王新明課題組在城市群地區大氣水溶性有機氮來源與沉降研究方面取得新進展。相關研究近日發表於《地球物理學研究雜誌—大氣》。大氣活性氮對氣候變化、生態系統演化、區域空氣品質及人體健康有重要影響。
  • 我國國家尺度氨氣濃度觀測和幹沉降研究取得新進展
    氨是大氣中最主要的鹼性氣體，在氣溶膠成核中扮演著重要角色，是引發重霾汙染和過量氮沉降的關鍵前體物。
  • 北京大氣汙染溯源 聯防聯控迫在眉睫
    這些降塵中包含著大量的汙染物質，將氣體幹沉降計算在內，京津冀區域平均硫（硫酸鹽和二氧化硫）沉降量為每公頃每年65公斤；氮（銨態氮和硝態氮以及氣態氮化物）每公頃每年沉降為60公斤；有害重金屬沉降3.3公斤；另外還有0.6 公斤致癌物質多環芳烴（16種）沉降。王躍思表示，這組數據說明了整個京津冀區域大氣汙染的嚴重性，已經到達了非治理不可的地步。
  • 和「潘安」一起念「黑化肥會揮發」
    現在，每公頃的土地可以承載幾十人的口糧。毫不誇張的說，氮肥的發明養活了地球上至少一半的人口。然而，工業氮肥的大量投入很快打破了自然界的平衡。現在，全球每年的氮肥生產和化石燃料燃燒排放的活性氮，已經超過了生物固氮和閃電等自然固氮量。這個平衡被打破後，就像打開了潘多拉魔盒，負面的效應也越來越多，並且逐漸影響著我們的生活環境。
  • 日本核汙染對中國無影響 "汙染物"被洋流稀釋
    其中一個是大氣，核汙染物進入空氣當中，隨著空氣的流動擴散。另外一個條件，因為日本福島處在海邊，可能有一些汙染物會進入到海裡，隨著洋流向外擴散。但是主要還是通過空氣的流動擴散。 B 空氣 風和降水影響核輻射在大氣中的傳播     孫軍告訴記者，氣象條件對汙染物的擴散影響主要是兩點，一個是風，一個是降水。
  • 讀書|《大氣成分與大氣環境》:酸雨
    主要介紹了與現代氣象業務有關的大氣成分研究和業務服務的一些內容，包括：大氣成分與天氣、氣候及區域大氣環境：主要理論和技術方法；大氣成分觀測業務的主要內容和應用；大氣化學的數值預報系統；大氣成分的資料同化；城市群區域氣溶膠衛星遙感—地面觀測變分分析模型；靜穩型和區域輸送型汙染氣象條件的預報；現代大氣成分業務的體系、平臺、流程和產品等。
  • 水保所在氮沉降對全球土壤碳庫存及溫室氣體排放影響研究中取得進展
    許多陸地生態系統生長由於受氮限制，導致生產力及穩定性下降，而氮沉降通常促進植物生產力的提高，進而提高土壤碳儲量，但是，也有研究認為氮沉降不能促進碳固定或者對土壤碳固定影響不大。這種不確定性與研究區域的氣候、生態系統類型、研究時空尺度均有關係。所以，科學界關於氮沉降能否增加陸地生態系統土壤碳庫仍沒有明確的定論。
  • 【大氣汙染物科普系列第四期】大氣汙染物的分類(3)
    汞 汞汙染主要來自於燃料燃燒、採礦、冶煉、垃圾焚燒等途徑；另外有15%通過施肥、農藥、生活廢棄物等途徑進入土壤，還有5%以工業廢水的形式進入了水體。在大氣中汞存在的主要化學形式有：幾乎不溶解的氣態形式的元素Hg（汞蒸氣）、可溶性的二價無機汞化合物、甲基汞和二甲基汞，以及與大氣顆粒物相聯繫的顆粒汞。元素Hg是最主要的存在方式，佔總量的90%以上，顆粒汞一般不足10%。
  • 讀書|《大氣成分與大氣環境》:反應性氣體與大氣光化學過程
    從類型上可以把反應性氣體來源劃分為三種：人為排放、自然排放和大氣中生成。人為排放是指人類的工、農業生產活動和生活中的排放，例如發電、冶煉、石油化工、交通運輸、種植、施肥、秸杆露天焚燒、取暖、做飯、等等。自然排放包括火山、地火、林火、閃電、海洋、植物、土壤等。有許多反應性氣體不是由排放源直接排放進入大氣的，而是在大氣光化學反應過程中產生的。
  • 大氣汙染物是如何傳輸和擴散的？
    大氣汙染物是如何傳輸和擴散的？進入大氣中的汙染物，受大氣水平運動以及大氣的各種不同程度的擾動運動的影響，會形成不同程度的輸送。大氣的水平運動稱為風。風對汙染物的擴散有兩個作用：一是整體的輸送作用，二是衝淡稀釋作用。
  • 工程院院士王浩:大氣汙染乾濕沉降成新型城市水汙染來源
    北極星水處理網訊:2月4日，中國工程院院士王浩在第二屆「中國好水」水源發布會上表示，大氣汙染乾濕沉降已經成為新型城市水汙染來源，華北地區包括北京一平方公裡一年鉛沉降量達到6到8公斤，對水質有很大影響。環保部原總工程師、研究員萬本太稱，地下水方面，國土部在31個省的225個城市裡採了6214個點，得出的結論是「較差和極差比例佔60%」。