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我国近岸海域和重点湖库的氮磷污染较为严重,富营养化问题日益突出,赤潮、水华发生的范围和频率逐年增大,大气沉降对水环境的影响已逐渐受到关注。然而,目前的研究还主要局限于沉降负荷的定量观测且多集中在华北、华东等地区,对于华南地区的氮磷沉降通量及其来源解析尚缺乏系统性的研究。本研究选择珠江三角洲海岸带作为研究对象,在大气氮磷于湿沉降连续观测以及大气环境等补充调查的基础上,深入研究大气氮磷沉降负荷组成特征及沉降通量与典型排放源之间的响应关系。 1、珠江三角洲大气氮磷干湿沉降观测 在珠江三角洲海岸带,采用中山大学开发的干湿沉降采样系统,建立了4个站位的大气氮磷干湿沉降观测站位,开展了近两年的氮磷干湿沉降观测,并根据表观观测结果及区域降雨等资料,分别核算大气氮磷干湿沉降的通量,分析典型研究区的氮磷干湿沉降负荷水平、组成特征以及其时空变化规律,为沉降通量与排放源的响应关系研究提供基础资料。 结果表明,珠江三角洲地区总氮干、湿沉降通量平均分别为44.28 kg/(km2·月)和257.5kg/(km2·月),总磷干、湿沉降通量平均分别为0.57 kg/(km2·月)和2.41 kg/(km2·月)。与国内外其他研究区相比,干沉降通量基本与欧美地区的负荷水平相当,但湿沉降通量则明显较高,尤其是总氮的湿沉降通量在国内一些研究区域中也处于相对较高的水平。在氮沉降的化学组成中,硝态氮和有机氮是干沉降总氮的主要组成成分;氨态氮和硝态氮是湿沉降总氮的主要组成成分,整体上反应了珠江三角洲地区受工业和城镇生活影响较大。 2、大气氮磷沉降通量与典型排放源的响应关系研究 在大气氮磷沉降观测以及典型污染源识别元素特征监测的基础上,借鉴受体模型的技术思路,采用大气氮磷沉降通量数值的统计分析,提出了沉降通量与典型排放源的响应关系的识别方法,为针对性地实施基于氮磷沉降管理的大气污染防治措施提供了技术支持。 通过源识别技术方法在珠江三角洲海岸带地区的应用研究,运用金属观测结果分析、相关分析、聚类分析和因子分析等化学-统计方法,阐明了韶关农业区站、惠州城市区站、大亚湾滨水站和中山滨水区站4个观测区域大气氮磷沉降通量与排放源的响应关系。分析结果表明,该响应关系基本与各区域大气污染特征相符,尤其是受局部区域空气质量影响更为显著的干沉降。