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亚热带稻区大气氨/铵态氮污染特征及干湿沉降
摘要点击 2764  全文点击 861  投稿时间:2016-10-24  修订日期:2017-01-04
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中文关键词  氨气  气溶胶  活性氮  大气沉降  水稻
英文关键词  ammonia  aerosol  reactive nitrogen  atmospheric deposition  rice
作者单位E-mail
王杰飞 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125
中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049 
wjfhzz@163.com 
朱潇 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125
中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049 
 
沈健林 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125 
jlshen@isa.ac.cn 
曾冠军 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125 
 
王娟 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125 
 
吴金水 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125 
 
李勇 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125 
yli@isa.ac.cn 
中文摘要
      氨气(NH3)是重要的碱性气体,是气溶胶和雨水中铵态氮的重要前体物质.在高强度的NH3及酸性气体排放下,我国亚热带双季稻区大气中氨氮(NH3-N)、气溶胶及雨水中铵态氮污染特征及其干湿沉降量还不尚清楚.本研究在我国亚热带丘陵区一个典型双季稻区,同步监测大气中NH3、气溶胶中铵态氮以及雨水中铵态氮浓度及相关气象因子,旨在明确各种大气氨/铵组分浓度特征及其影响因素,并定量计算氨/铵态氮的干湿沉降量.结果表明,大气中NH3-N、大气颗粒物PM10中铵态氮以及雨水中铵态氮年平均浓度分别为5.7 μg·m-3、12.8 μg·m-3和0.8 mg·L-1,氮沉降量分别为8.38、5.61和9.07 kg·(hm2·a)-1.稻田施氮肥显著提高NH3-N浓度,且NH3-N浓度与气温表现出显著正相关;颗粒态铵态氮浓度与NH3-N浓度无显著相关,表明研究区NH3-N浓度不是形成颗粒态铵态氮污染的主要限制因子;雨水中铵态氮浓度主要与颗粒态铵态氮浓度成正相关,与降雨量成负相关.采样点较高的大气氨/铵态氮浓度和沉降量说明当地的大气氨/铵污染比较严重,大气氨/铵态氮沉降已成为农田氮素的重要来源,需要在氮素养分管理中加以考虑.
英文摘要
      Ammonia (NH3) is the most abundant alkaline gas in the ambient air, and it is also one of the important precursors for the ammonium salts in aerosol and rainwater. Though the emission intensities of NH3 and acidic gases are high, the concentrations and deposition rates of atmospheric ammonia-nitrogen (NH3-N), particulate ammonium-nitrogen (NH4+-Np) and rainwater ammonium-nitrogen (NH4+-Nr) in double rice regions in subtropical China are still less known. In this study, atmospheric concentrations of NH3-N, NH4+-Np in PM10 and NH4+-Nr and related meteorological parameters were observed simultaneously in a typical double rice region in the subtropical hilly region of China, with the aim to clarify the characteristics and influencing factors of atmospheric NH3/NH4+-N concentrations and to quantify the wet and dry deposition rates of atmospheric NH3/NH4+-N. The results showed that the annual mean concentrations of nitrogen in NH3-N, NH4+-Np and NH4+-Nr were 5.7 μg·m-3, 12.8 μg·m-3 and 0.8 mg·L-1, respectively, and their deposition rates were 8.38, 5.61 and 9.07 kg·(hm2·a)-1, respectively. The NH3-N concentration was significantly increased after application of nitrogen fertilizer in the paddy field, and had a significant positive correlation with the air temperature. The NH4+-Np concentration did not show significant correlation with NH3-N concentration, indicating that atmospheric NH3-N concentration was not the main limiting factor for the NH4+-Np pollution in the studied region. The NH4+-Nr concentration was positively correlated with the NH4+-Np concentration but negatively correlated with precipitation. The high concentrations and deposition rates of atmospheric NH3-N/NH4+-N in the studied region indicated that the atmospheric NH3/NH4+-N pollution was serious, and atmospheric deposition of NH3/NH4+-N was an important nitrogen source in paddy fields, which should be considered in cropland nitrogen nutrient management.

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