中國(guó)酸雨沉降機(jī)制、輸送態(tài)勢(shì)及調(diào)控原理
酸雨是今世界上備受關(guān)注的重大環(huán)境問(wèn)題之一。每年我國(guó)因酸雨和主要致酸氣體（二氧化硫）造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1100億元，已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。同時(shí)，懸浮于大氣中的酸性顆粒物不僅嚴(yán)重危害人體健康，也是造成我國(guó)許多城市霾的主要原因之一。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展期, 如果不采取果斷有效的控制措施，主要致酸物質(zhì)（二氧化硫、氮氧化物）的排放將持續(xù)顯著增加，我國(guó)環(huán)境酸化的趨勢(shì)將進(jìn)一步加劇，這將給我國(guó)已處于重負(fù)之下的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)更大的威脅。酸雨污染的跨國(guó)界輸送為我國(guó)環(huán)境外交增添了相當(dāng)大的壓力。
過(guò)去三十多年中, 我國(guó)在酸雨控制方面開(kāi)展了大量的工作，先后進(jìn)行了“六五”到“九五”的科技攻關(guān)，并制定了控制酸雨和二氧化硫污染的“兩控區(qū)”方案，對(duì)區(qū)內(nèi)二氧化硫排放進(jìn)行了重點(diǎn)控制。然而，由于“兩控區(qū)”面積僅占整個(gè)國(guó)土面積的11.4%，近年來(lái)“兩控區(qū)”外二氧化硫排放量的增加在一定程度上抵消了區(qū)內(nèi)的控制效果，二氧化硫排放的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。此外，隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的迅速增加，另一致酸物質(zhì)氮氧化物的排放量上升，大氣氧化性增強(qiáng)，同時(shí)我國(guó)大氣中對(duì)酸雨具有中和作用的懸浮顆粒物在政府控制下呈逐年下降趨勢(shì)，這些因素的存在使得酸雨問(wèn)題與二十年前相比更為復(fù)雜。近年來(lái)的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，我國(guó)酸雨不僅沒(méi)有得到根本控制，反而有整體加重的趨勢(shì)。表明我國(guó)以往僅僅針對(duì)“兩控區(qū)”二氧化硫制定的控制對(duì)策已經(jīng)無(wú)法解決日益嚴(yán)重的酸雨問(wèn)題。
本項(xiàng)目將全面掌握目前我國(guó)不同地區(qū)酸沉降強(qiáng)度，充分認(rèn)識(shí)酸雨形成、輸送和沉降機(jī)制以及酸性物質(zhì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，并根據(jù)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源需求變化預(yù)測(cè)我國(guó)酸雨污染的發(fā)展趨勢(shì)及演化規(guī)律, 制定切實(shí)可行的酸雨調(diào)控對(duì)策, 并為國(guó)家環(huán)境外交提供科學(xué)理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。
科學(xué)意義
酸雨的形成及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響涉及到非常復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物過(guò)程。酸雨的產(chǎn)生不僅與二氧化硫和氮氧化物有關(guān)，同時(shí)受大氣中氨、顆粒物和大氣氧化能力的影響；酸性物質(zhì)可在大氣中傳輸而導(dǎo)致酸沉降的跨界影響；酸沉降對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的作用機(jī)制涉及致酸物質(zhì)在大氣—水—土壤—生物等典型環(huán)境介質(zhì)之間的遷移過(guò)程。因此酸雨問(wèn)題具有明顯的地域特征。全面闡明我國(guó)酸雨形成的機(jī)理，特別是氮氧化物、氨、顆粒物在我國(guó)酸雨形成、分布及其生態(tài)影響的作用，是對(duì)世界酸雨研究的重大延伸和貢獻(xiàn)，對(duì)東南亞酸雨控制也有重要的指導(dǎo)意義。
科學(xué)問(wèn)題
1. 酸性物質(zhì)在我國(guó)復(fù)雜排放條件和大氣環(huán)境下的形成機(jī)制及輸送沉降規(guī)律
酸雨的形成和分布是大氣中各種物理、化學(xué)過(guò)程綜合作用的結(jié)果，涉及致酸前體物、堿性物質(zhì)和氧化劑之間的多相化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，并與大氣動(dòng)力過(guò)程、云霧物理過(guò)程、邊界層與自由對(duì)流層的交換過(guò)程等有著密切關(guān)系。本項(xiàng)目將通過(guò)不同地區(qū)多物種立體觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室研究和數(shù)值模擬等手段，準(zhǔn)確掌握我國(guó)不同氣候背景和污染條件下酸雨形成的化學(xué)機(jī)制，特別是大氣顆粒物、氨以及氮氧化物對(duì)酸雨形成的作用，確定“源-受體”間的定量關(guān)系，并準(zhǔn)確掌握酸性物質(zhì)跨界輸送機(jī)制！
2. 我國(guó)典型生態(tài)系統(tǒng)對(duì)酸沉降的響應(yīng)機(jī)制、過(guò)程及特征
準(zhǔn)確了解我國(guó)典型生態(tài)系統(tǒng)對(duì)酸沉降的敏感性及承載能力是制定酸雨控制對(duì)策的基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題。我國(guó)早期的酸雨研究多借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)計(jì)算硫沉降對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，但缺少對(duì)這些計(jì)算方法的區(qū)域性校正和對(duì)計(jì)算結(jié)果的檢驗(yàn)。因此，本項(xiàng)目將通過(guò)充分研究酸性物質(zhì)在我國(guó)不同地區(qū)的土壤、水體和植被等生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，掌握我國(guó)土壤酸化機(jī)制，建立生態(tài)系統(tǒng)對(duì)酸沉降（H+、硫酸鹽、硝酸鹽、銨離子）的相對(duì)敏感性等級(jí)及臨界負(fù)荷值的科學(xué)計(jì)算方法，并研究酸沉降對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響。
3. 我國(guó)酸沉降控制的綜合指標(biāo)體系及調(diào)控原理
鑒于目前對(duì)我國(guó)酸沉降控制綜合指標(biāo)缺乏科學(xué)的界定，本項(xiàng)目將通過(guò)深入研究酸性物質(zhì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的承受能力，建立控制酸雨的綜合指標(biāo)體系；在對(duì)污染源分布、酸雨形成、輸送、沉降機(jī)理充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，建立新的國(guó)家酸雨控制理論體系，制定適合國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展的區(qū)域協(xié)同及多物種（如酸雨前體物、顆粒物及其它大氣污染物）協(xié)同的綜合控制對(duì)策。
研究?jī)?nèi)容
考慮到我國(guó)現(xiàn)階段獨(dú)特的酸雨污染特征，在前期酸雨研究的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目將針對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)研究：
1. 我國(guó)酸沉降相關(guān)物質(zhì)的排放特征、降水化學(xué)區(qū)域分布和演變規(guī)律
建立NOx、NH3、鹽基陽(yáng)離子和VOC排放量的科學(xué)估算方法并利用反推模式進(jìn)行合理性檢驗(yàn)，建立酸沉降相關(guān)污染源動(dòng)態(tài)排放清單并預(yù)測(cè)未來(lái)排放趨勢(shì)，以便為化學(xué)傳輸模式提供必需的輸入數(shù)據(jù)。
開(kāi)展我國(guó)酸雨污染現(xiàn)狀及酸雨化學(xué)成分時(shí)空分布調(diào)查和全面分析，建立具有區(qū)域代表性和典型酸雨污染特征代表性的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；結(jié)合衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)大氣顆粒物與氣態(tài)污染物的時(shí)空分布進(jìn)行反演，建立酸沉降時(shí)空演變數(shù)字化顯示系統(tǒng)和酸沉降污染信息數(shù)據(jù)庫(kù)。
2. 我國(guó)典型地區(qū)酸雨的生成機(jī)制及堿性物質(zhì)的作用
了解我國(guó)不同地區(qū)致酸物質(zhì)、大氣氧化劑及顆粒物化學(xué)成分的分布特征，揭示我國(guó)酸雨前體物不同氣象、大氣氧化性及氣溶膠含量條件下的轉(zhuǎn)化規(guī)律，探明酸性物質(zhì)在成云降水中的作用機(jī)理，為建立酸雨輸送、沉降和影響綜合評(píng)估模型提供參數(shù)及驗(yàn)證數(shù)據(jù)。鑒于堿性顆粒物的中和作用對(duì)我國(guó)酸雨區(qū)域分布、沉降規(guī)律及生態(tài)影響起著關(guān)鍵作用，并對(duì)未來(lái)酸雨污染發(fā)展趨勢(shì)有重要影響，擬就堿性顆粒物在酸雨形成、傳輸和沉降過(guò)程中的反應(yīng)轉(zhuǎn)化、吸收、傳輸和沉降機(jī)制開(kāi)展全面詳細(xì)的研究。同時(shí)研究在我國(guó)顆粒物得到控制、大氣堿性成分對(duì)酸雨的中和作用降低的情況下我國(guó)未來(lái)酸雨污染發(fā)展趨勢(shì)。構(gòu)造適合我國(guó)的酸化過(guò)程模塊。
3. 酸性物質(zhì)的沉降特征及跨界輸送規(guī)律
發(fā)展我國(guó)的酸雨輸送和沉降模式，分析酸性物質(zhì)的區(qū)域性輸送、沉降規(guī)律和相互影響，闡明酸雨跨省-國(guó)界傳輸及大氣邊界層與自由對(duì)流層的污染物交換規(guī)律，確定致酸污染源與沉降受體之間的關(guān)系。
4. 酸性物質(zhì)生態(tài)響應(yīng)機(jī)制及臨界負(fù)荷
建立各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)與酸性物質(zhì)沉降間的定量響應(yīng)關(guān)系，揭示酸性物質(zhì)在多介質(zhì)中的收支平衡和生態(tài)環(huán)境承載力。闡明酸沉降對(duì)我國(guó)典型森林植被和農(nóng)作物的影響機(jī)制和損傷特征，認(rèn)識(shí)土壤-水體的酸化機(jī)制和變化趨勢(shì)，研究酸沉降對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響，建立生態(tài)系統(tǒng)對(duì)酸沉降的相對(duì)敏感性、臨界負(fù)荷的量化方法。
5. 酸雨控制的綜合指標(biāo)體系和調(diào)控機(jī)制
根據(jù)我國(guó)酸雨形成、傳輸、沉降和影響的定量研究，建立科學(xué)合理的控制理論體系；確定區(qū)域協(xié)調(diào)和多污染物協(xié)同的優(yōu)化控制方案及未來(lái)酸雨的調(diào)控戰(zhàn)略；并根據(jù)我國(guó)未來(lái)能源需求和污染物排放趨勢(shì)，預(yù)測(cè)未來(lái)10-20年我國(guó)酸雨的發(fā)展趨勢(shì)；建立酸雨的排放-沉降-損失綜合評(píng)估模型，為政府提供管理平臺(tái)。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
