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《西南农业大学》 2001年
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汞在酸沉降地区陆地生态系统中的分布与行为

王定勇  
【摘要】: 自20世纪50年代初日本水俣湾发生举世震惊的“水俣病(Minamata Disease)” 事件以来,人们对汞污染问题已进行了一系列的研究,并对汞在水环境中的富集、 转化、食物链的传递与危害等环节有了较为明晰的认识。至1980年代,人们又认 识到,由于化石燃料燃烧等人为源向大气散发大量的汞,经大气扩散而使其成为全 球性的污染物。人为散发的汞经过一定时间和距离的传输后,超过90%的部分最终 会回落到陆地生态系统,并通过陆生食物链威胁人类健康。 在酸沉降地区的调查发现,伴随酸沉降的危害使土壤—植物系统遭受汞污染的 问题严重,汞在陆生食物链的传递呈数量级上升。因此,对陆地生态系统汞问题的 研究已成为当今不可忽视的重要课题之一。为此,针对目前此研究领域的薄弱环节, 本文选择耗煤量大、汞散发较严重的酸沉降地区——重庆作为调查对象,通过现场 调查、野外田间定点观察和室内模拟试验相结合的方法,对汞在酸沉降地区陆地系 统的分布状况和一些行为特征进行了研究,为预测和控制汞在陆地生态系统的污染 问题提供科学参考依据。 本项研究的调查范围包括重庆市主城区、近郊及远郊区共约556km~2的区域, 调查内容为汞在不同酸沉降危害区近地大气、土壤、植物中的分布状况,区域人为 汞散发源及散发量,近地大气汞与土壤—植物系统汞富集的关系等。 田间试验设在酸沉降危害程度不同的三个点,即重污染区(九龙坡区九龙村)、 轻污染区(北碚区西农农场)和对照区(北碚澄江镇转龙村),各选择一块菜地, 在菜地中心埋设承接淋滤水的装置。试验从2000年5月至2001年1月共种植了豇 豆和洋白菜两季蔬菜,试验期间收集并分析所有降水、降尘、淋滤水样品,定时采 集和分析土壤、植物样品。目的是研究不同酸沉降危害区汞在菜地系统的周转平衡 状况。 盆栽试验设置高气汞和低气汞两组,每组8个处理,各重复4次,共进行2次 莴笋幼苗试验。盆栽试验的目的主要是探讨大气汞对土壤—植物系统的影响规律, 汞在土壤中的形态转化等。 结果表明,汞在陆地系统近地大气的空间分布状况为城区>农地系统>林地系 统;大气汞浓度与酸沉降有关联,酸沉降危害严重的区域近地大气汞浓度较高,随 着酸沉降危害程度的降低,近地大气汞浓度相应降低;在对近地面0cm、50cm、100cm 和 150cm 4个高度的大气进行同步采样监测获得的结果表明,在裸地、林地、果园、 菜地二种类型的下垫面上,在距地面 150cm高度范围内,均以 50cm层次的气汞浓 度分布最高,100cm和 150cm层次的大气汞浓度次之,贴近地面(ocm)的大气汞 浓度最低。下垫面类型对大气汞的垂直分布影响较大。在不同类型的下垫面上,以 裸地上部的大气汞浓度分布最高u.648.5 11wIY13),为其它类型的 1倍以上。林地 上部的大气汞浓度最低,仅为 4.1—9.8 "g/th\就点污染源而言,大气汞浓度随着距 污染源距离的槽加而下降,从距重庆体温计厂不同距离内测得的数据看,大气汞浓 度与距离呈幂函数关系,两者的关系为: y二351.87X刀32M RZ=09538 近地大气汞的时间变化特征为:在一天内,大气汞浓度以12:opel4:00之间最 高;大气汞月变化状况是卜8月,月平均气汞浓度逐月升高,吕月后逐渐下降。影 响气汞时间变化最重要的因素是气温。在酸沉降重污染区月平均大气汞浓度与月平 均气温的相关系数为0.7666树,轻污染区的相关系数为0.8128的,两地的月平均气 汞浓度均与气温呈极显著的正相关关系。 在田间试验点对大气沉降物进行连续1年的定点监测,结果发现,酸沉降地区 沉降物所含汞的空间分布与大气汞的空间分布大体一致,3个试验点中重污染区九 龙五队大气汞浓度最高,所测得的降尘汞和雨水汞含量也最高,全年降尘汞含量为 0.354 mg/kg,雨水平均汞含量为 65.6 "g/L,分别约为对照区的 3 $和 2倍。大气沉 降物汞的分布趋势为重污染区>轻污染区>对照区。雨水汞的时间分布状况在不同酸 沉降危害区基本一致,其总的变化状况为l—8月,雨水月平均汞含量逐渐下降,9u 月则逐渐上升,其中1、2、12月份较高,7、8月份最低。雨水汞含量的这种分布 趋势与降雨年分布状况密切相关。三个观测点雨水汞含量与降雨量之间均存在显著 的负相关,即降雨量越高,雨水汞含量越低。相应的直线回归方程为: y ’”-0·3726x+97.644 r ’二-0.6754“(n。12) y #“-0·267卜73.979 r e二-0.8281”“(=12) y M=·0·2350x+52石66 r t=·0.8109”’(n=fi) 从不同酸沉降区的调查结果可见,出于受到伴随酸沉降危害而产生的汞污染影 2 响,与重庆市紫色土汞的自然背景值门.0628“、1.8 mg/kg)相比 (198年X 目前 酸沉降重污染区的表层土壤汞累积已达到相当高的水平,其表层土壤平均汞含量?
【学位授予单位】:西南农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:X592

【引证文献】
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2 卫伟;陈利顶;傅伯杰;;降雨和土地利用格局演变下的水蚀过程:挑战与解决途径[A];第五届中国青年生态学工作者学术研讨会论文集[C];2008年
3 谭季青;王英;曹明奎;;气候变化与陆地生态之响应诊断研究进展[A];中国气象学会2006年年会“气候变化及其机理和模拟”分会场论文集[C];2006年
4 刘纪远;于贵瑞;王绍强;岳天祥;高志强;;陆地生态系统碳循环及其机理研究的地球信息科学方法初探[A];中国地理学会2000~2002年综合学术年会论文集[C];2002年
5 陶波;曹明奎;李克让;;中国陆地生态系统碳收支对未来气候情景响应模拟[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
6 陈志强;陈健飞;陈松林;;基于SOTER的福建陆地生态系统酸沉降相对敏感性评价[A];“土地变化科学与生态建设”学术研讨会论文集[C];2004年
7 王效科;欧阳志云;苗鸿;冯宗炜;;陆地生态系统碳循环——不确定性与研究展望[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
8 袁国富;孙晓敏;朱治林;;CERN陆地生态系统水环境监测特点、现状与问题[A];全国水土保持生态修复研讨会论文汇编[C];2004年
9 王效科;欧阳志云;苗鸿;冯宗炜;;陆地生态系统碳循环:不确定性与研究展望[A];生态安全与生态建设——中国科协2002年学术年会论文集[C];2002年
10 陶波;葛全胜;李克让;邵雪梅;;陆地生态系统碳循环研究进展[A];中国地理学会2000~2002年综合学术年会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 景爱;森林是陆地生态系统的主体[N];中国绿色时报;2003年
2 本报记者 张英文;兴趣是动力之源[N];黔西南日报;2011年
3 本报记者 田九星;让森林“包围”城市[N];山西日报;2009年
4 本报记者 铁铮;发展林业要注意统筹兼顾[N];中国绿色时报;2009年
5 本报记者 陈磊;解读未知世界的“中国发现”[N];科技日报;2010年
6 记者 刘俊礼 实习生 张鹏;六年投资17.4亿 新增百万亩森林[N];郑州日报;2009年
7 本报高级编辑 严冰;绿盈盈的中国让人喜[N];人民日报海外版;2010年
8 萧清;共同呵护“拉萨之肺”[N];西藏日报;2009年
9 延宏;把脉碳循环重建生态学[N];科技日报;2003年
10 周岩森;春天,我们种树去![N];河南日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王定勇;汞在酸沉降地区陆地生态系统中的分布与行为[D];西南农业大学;2001年
2 王迎红;陆地生态系统温室气体排放观测方法研究、应用及结果比对分析[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2005年
3 崔向慧;陆地生态系统服务功能及其价值评估[D];中国林业科学研究院;2009年
4 张臻;时空异质条件下的大气CO_2施肥效应对全球碳水循环影响的模拟研究[D];南京大学;2013年
5 朱书法;贵州典型陆地生态系统土壤中有机碳含量及碳同位素组成[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2006年
6 赵成义;陆地不同生态系统土壤呼吸及土壤碳循环研究[D];中国农业科学院;2004年
7 王淑平;土壤有机碳和氮的分布及其对气候变化的响应[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2003年
8 米娜;中亚热带人工针叶林生态系统碳水通量的观测和模拟研究[D];南京信息工程大学;2007年
9 易志刚;珠江三角洲典型陆地生态系统挥发性有机硫化合物地气交换通量研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
10 王萍;大小兴安岭森林生态系统碳平衡模拟研究[D];东北林业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾宏涛;干旱地区陆地生态系统碳循环规律研究[D];西北农林科技大学;2004年
2 陈福军;近30年中国陆地生态系统碳收支时空变化模拟研究[D];河北师范大学;2011年
3 张强;1985-2006年中国陆地生态系统生产力模拟研究[D];山西大学;2012年
4 遇蕾;全新世中国陆地生态系统碳储量的初步估算[D];中国气象科学研究院;2007年
5 张春娜;中国陆地土壤氮库研究[D];西南农业大学;2004年
6 徐卫华;中国陆地生态系统自然保护区体系规划[D];湖南农业大学;2002年
7 伍立;生态文明视野下的流域生态需水规律研究[D];湖南大学;2008年
8 王英;中国地表干湿变化及陆地生态系统响应研究[D];浙江大学;2006年
9 魏焕奇;基于遥感与气象信息的江西省陆地生态系统蒸散及其组分模拟与水源供给研究[D];江西师范大学;2011年
10 高宪双;黑龙江省生态气象监测与评价研究[D];东北大学;2009年
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