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大气氮沉降研究进展_常运华_1

大气氮沉降研究进展①

常运华1，2，3，刘学军4，李凯辉1，吕金岭1，2，宋韦1，2

（1．中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室，中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐830011；

2．中国科学院研究生院，北京100049；3．西北师范大学地理与环境科学学院，甘肃兰州730070；

4．中国农业大学资源与环境学院，北京100193）

摘要：含氮化合物从大气中移除并降落到地表的过程称为大气氮沉降（N deposition）它是氮素生物地球化学循环中的重要环节。化石燃料燃烧、氮肥施用、畜禽养殖等人为活动，致使活性氮的排放量增加，这部分氮素最终以干/湿沉降的方式返回到地球表面，以营养源和酸源的形式介入陆地和水生生态系统，改变了氮素的自然循环。中国是全球氮沉降3大热点地区之一。，综述了近年来国内外大气氮沉降的研究进展，主要包括：不同生态系统对氮沉降的响应、环境氮素损失的评估、氮沉降监测分析方法的改进、有机氮沉降研究与中国氮沉降现状，氮沉降纳入农田养分资源综合管理的前景及氮沉降监测网络的发展等方面。鉴于氮沉降研究的复杂性，建立全国性的监测网络，辅之以模型模拟将是今后关注的重点方向。

关键词：大气氮沉降；有机氮沉降；生态效应；农田养分；监测网络；研究进展

氮素，太阳系中丰度居第5的元素，是蛋白质、核酸、叶绿素及其他关键有机分子的基本组成元素。以三重键结合的氮气（N

）约占空气总体积的78%，

但如此大的氮库，多数生物不能直接利用。单质N

2在自然状况下异常稳定，闪电、火山喷发等造成的高

温高压物理环境可使N

活化为活性氮（reactive ni-trogen，Nr），但这部分氮很少。生物圈中豆科植物的根瘤菌、固氮蓝藻等固氮生物也可将大气中游离态N还原成氨，供植物吸收利用，称为生物固氮（bio-logical N fixation，BNF）。进入生态系统的N主要来自3方面：生物固氮、氮的矿化和大气氮沉降。生物固氮表征的是进入生态系统中Nr的净增加，氮的矿化则是系统内部由无机态氮向有机态氮的转化。大气氮沉降指含氮化合物由地表排放源排放至大气中，再在大气中经混合、扩散、转化、漂移，直至从大气中移除并降落回地表（或植物冠层），构成了大气氮沉降的复杂耦合过程〔1〕。早期地球氮循环由大气反应和缓慢的地质演化过程控制，约2．7?109a 以前，随着一系列关联性微生物的进化，以强劲的自然反馈与控制为特征的现代氮循环得以构建〔2〕。20世纪初以来，全球总人口膨胀趋势加快，为满足食物供给，人工合成氨技术应运而生（haber-bosch process，1913），推动了氮肥的广泛施用，加之矿质能源的大量开采以及畜禽养殖的迅猛发展，人类活动导致NH

和NO

（NO+NO

）的大量排放，使得大气

中Nr浓度持续升高，大气氮沉降也已从发达地区迅速扩展到全球范围，极大干扰了氮循环〔3〕。

从全球尺度来看，人为Nr的产生在1860—1960年增长较慢〔4〕，然而近50a呈加速增长态势，由1860年仅为15Tg攀升到1995年的156Tg，直至2005年的187Tg〔4－5〕，而同期陆地自然产生量仅为100Tg·a－1〔6〕。这部分人为排放的Nr连同自然产生的Nr一起，又以沉降的形式返回陆地和海洋表面，对生态系统和生态过程产生了深远的影响。Galloway等〔5〕基于Dentener等〔7〕的研究，绘制了2000年全球大气氮沉降的空间分布图（图1），并估计其沉降量〔8〕，1993年全球大气氮沉降量（NO y+

）已愈100Tg，预计到2050年即可翻番。其中，北美、西欧和东亚（含中国）已经成为全球3大氮硫沉降热点地区〔7，9－10〕。而Nr在地球大气圈、水圈、生物圈的富集，使得各圈层间的Nr交换随之加快，进而对大气、水、生物和人体健康〔11〕产生多重放大效应〔4〕。

第29卷第6期2012年11月

干旱区研究

ARID ZONE RESEARCH

Vol．29No．6

Nov．2012

①收稿日期：2011－11－29；修订日期：2012－02－15

基金项目：中国科学院“百人计划”项目（304）；国家自然科学基金项目（41005001）

作者简介：常运华（1986－），男，湖南人，在读硕士研究生，主要从事大气氮硫沉降模拟及其生态环境效应研究．E-mail：yhchang1986@ gmail．com

通讯作者：刘学军．E-mail：liu310@cau．edu．cn

972－979页http：//azr．xjegi．com

图1全球含氮化合物的大气沉降空间分布（2000）〔5〕Fig．1Spatial distribution of global Nr deposition（2000）〔5〕

1氮沉降研究概况

18世纪后期，人类发现氮元素。大气氮沉降的研究始于洛桑试验站。该站自1843年起开始关注生态系统中的氮循环，1853年即开展包括氮素在内的雨水化学成分研究〔12〕。继洛桑实验站之后各地的零散监测陆续增多，而系统化、网络化的研究直至20世纪70年代才初见端倪。为应对空气污染物长程输移等问题，联合国欧洲经济委员会启动了“欧洲监测与评价规划”（EMEP，1977），执行25个缔约国于1979年签署的“长程跨界空气污染公约”（CLRTAP），所含减排议定书（迄今已有8项）自1983年起生效。美国国会在1980年通过“酸沉降法案”后，旋即确立10a研究计划———“国家酸雨评估规划”（NAPAP）。这两项公推为里程碑式的规划，连同稍晚执行的美国清洁空气法案第四修正案（CAAA/title IV，1990）一道遏制了所在地区NO

的高排放，推动了其后CAPMoN、IMPROVE、MCCPro、MADPro等沉降监测网络发展。欧美国家长期坚持

的环保政策取得了明显的阶段性效果：NO

排放量经累年削减后现已回复到19—20世纪之交的排放

水平，NH

减排方兴未艾，荷兰于20世纪80年代末期率先垂范。由日本组织的“东亚酸沉降网”（EANET，2001）辖51个监测点覆盖13个国家，旨在通过国际间的监测合作，评估东亚地区酸沉降状况，以防止跨国酸沉降污染危害。重庆、西安、厦门、珠海承担了EANET中国网络城市的监测工作。

目前，发达国家的大气氮沉降继续朝着网络化、系统化方向发展，并发展和应用了适用于不同空间尺度和时间精度需要的氮排放、传输、沉降模型〔13－18〕，数值模拟不同生态系统的氮沉降量和沉降负荷，进而为氮减量策略的制定提供科学依据。近期集结了来自89个国际组织，21个国家的200位专家共同撰写的，迄今最为系统的氮评估报告———《The European Nitrogen Assessment》（ENA）付梓。该报告以洲为研究尺度，首次全方位评估了欧盟27国（EU27）因氮的过量输入所引发的环境危害与经济损失。ENA中最大亮点在于应用成本－效益分析方法（cost-benefit analysis，CBA），首次估算了欧盟每年因Nr相关的损失，总额高达7．00?1010 3．20?1011欧元（6．30?1011 2．88?1012元人民币）。这部分经济额度2倍于欧洲农业施氮增产所得收益，相当于人均损失150 750欧元（1350 6750元人民币），占到年人均收入的1% 4%，其中与健康危害和空气污染相关的损失占75%〔19〕。

中国的氮沉降研究起步稍晚，发展相对滞后，但带有鲜明的特色。作为人口大国，中国相关研究着眼于农、林生态系统中氮素平衡的研究，服务于确保粮食、生态安全的国家战略。鲁如坤等〔20〕于20世纪70年代末开启了中国对氮沉降的研究进程。进入80年代，以酸雨为代表的环境问题凸显出雨水化学研究的重要性，针对局部地区，特定时期大气含氮化合物的定量研究增多〔21－35〕，但缺乏对全国大气氮沉降全面而系统的评价〔36－40〕。20世纪90年代末，国家环保部、中国气象局开始独立运作各自逾300个沉降监测网络〔41－42〕，前者网点集中分布在城市周边地区，后者则零星散布于农村或背景值地区。自2004年起，中国农业大学组织建立了涵盖40个监测点，囊括农田、草原、森林、城市等生态系统的全国性氮沉降监测网络NNDMN〔43〕。

2氮沉降的环境效应

氮素是最为重要的环境养分之一。据Gallo-way〔44〕估计，1860年全球陆地自然生态系统的固氮量为120Tg，闪电为5．4Tg，20世纪中期则分别为107Tg和5．4Tg。即便基于1860年的自然固氮量，大量证据表明，氮对于初级生产力的限制仍广泛存在于大多数自然陆地和海洋生态系统中〔45－46〕。可以认为，活性氮增加，至少在短期内提高了生态系统的生产力，积累了更多的生物量。氮肥施用和氮沉降的增加因应了生物对氮的需求。以中国陆地氮沉降为例，刘学军等〔43〕发现，大气氮素干湿沉降等环

379

6期常运华等：大气氮沉降研究进展

境养分已经成为中国农田及自然生态系统一项重要

的养分资源，氮沉降量高达1．8?107t/a，相当于年氮肥施用量的60%，并据此进一步提出，通过养分资源综合管理，充分利用好这一环境养分资源是实现我国农田及自然生态系统可持续发展的关键。

过量氮素又可能造成环境污染。人为Nr的产生由1860年的约15Tg增加到2005年的187Tg，大约是同期自然BNF的2倍〔5〕。人为Nr源由农业活动占主导，但生物燃料和化石燃料燃烧的增长也扮演着重要角色。如此大的Nr增量，人们自然关注其引发的后果和最终的归趋〔47－48〕。目前，人类每年从食物中摄取约20Tg的N，所有这些Nr均进入坏境，但是所导致的环境后果却大为扩大了。其原因在于每年食物生产所涉及的另外约100Tg的N未被人类摄取，同样释放到环境中〔49〕。进入土壤、水体的大气氮沉降作为营养源与酸源不断累积，其负面效应成为各国科学家和公众广泛关注的议题〔47，49－53〕。土壤酸化〔54〕和水体富营养化〔55〕严重影响陆地及水生生态系统的生产力〔56－57〕和生物多样性〔57－59〕，并进而危害人体健康〔60－61〕。其中，排放到大气中的含氮化合物通过一系列的物理、化学反应，形成气溶胶或细颗粒物，可通过大气环流迁移数百乃至数千公里，从而影响周边国家乃至全球的大气质量与氮素沉降〔62〕。如前所述，大气氮沉降对环境和人类的影响具有连锁反应的特性，如N的一个原子能够依次丰富大气中的臭氧、颗粒物，暂时提高森林生产力，酸化地表水体，改善海岸带营养水平，增强大气温室效应潜能〔63〕等，称之为氮的“阶式效应（N cascade〔4〕）”。

值得注意的是，新近针对中国农田酸化的研究结论〔64〕，对于客观审视氮沉降以至整个氮循环的环境效益深具启发性。环境酸化的根本原因在于工农业生产对C、N、S等元素的活化及其在地表生态系统中的积累与再分配。目前，大气CO

浓度增加引

起的海洋酸化、SO

和氮氧化物导致的酸沉降、酸沉降引起的土壤酸化已经在国内外引起广泛关注。与发达国家以石油、天然气为主的能源消费结构不同，中国仍以煤炭为主，占总体消费量的70%左右。普

遍共识是，煤炭消费排放大量SO

，继而形成的硫酸型降雨是中国大范围土壤酸化的罪魁〔65－66〕。然而，Guo等〔64〕对近30a来我国主要农田土壤通过大样本数据分析发现，均出现显著酸化（P＜0．001），尽管酸沉降在局部地区被视为重要的环境问题，但所得的H+（0．4 2．0kmol·hm－2·a－1）多被其他沉降过程或土壤过程所缓冲。该研究基于科学计算提出，氮肥过量施用是导致农田土壤酸化的主要原因，酸沉降只贡献其中小部分。两相对比，氮肥过量施用在驱动中国农田酸化方面至少是酸沉降的10 100倍。这显然与传统认识———酸雨（SO2－

，NO+

）是驱动中国土壤酸化的最主要因子相左〔67〕。由此看来，农田土壤酸化主要与氮肥的不合理施用相关，而森林、草地等自然半自然生态系统的土壤酸化则可能与氮沉降或酸雨关系更为密切。

3氮沉降监测

传统上大气氮沉降分为干、湿沉降。现实中介于二者之间的沉降状态，如以雾、霜、露水等形式的沉降，这部分沉降量被人为忽略。在一些高海拔地区尤其是森林地区云雾沉降也十分显著〔68〕。

3．1湿沉降的监测

最初用于气象降水观测的雨量器，因其简单易用、价格低廉，时至今日仍广泛应用于大气降水化学分析采样，但所收集的是混合沉降。

干湿沉降收集仪可对干、湿沉降进行独立收集。然而，由于干沉降的复杂性，所收集的颗粒物仍不能代表真正干沉降量，故有些湿沉降收集仪只设计一个收集部分，平时关闭，待降水发生时由传感器控制打开收集湿沉降样品。

3．2干沉降的监测

与湿沉降相比，干沉降的监测更为复杂，起步也较晚。因应20世纪60年代日益恶化的全球环境形势，干沉降监测技术和条件在这一时期迈向成熟，全球主要的监测网也从最初的湿沉降监测发展到干、湿沉降监测并举。

大气氮素干沉降通量测定的基本原理是，通过对气溶胶或气体浓度的分析，结合微气象学方法计算而来〔69〕。干沉降组分复杂，某些Nr（如NH3）时空变异很大，涉及物、化、生多种反应，因而除微气象学法外，还发展有推算法、模型法、穿透水法、替代面法（如降尘缸法）。其中，微气象学法对下垫面、观测仪器的要求甚高；穿透水法限于降水有冠层截获的森林地区；模型法本身需要精准观测数据以验证其可靠性；替代面法受自身材质和形状影响，结果可

479干旱区研究29卷

靠性较差〔70－71〕。作为微气象学干沉降通量监测的替代性方法，Hicks等〔72〕提出了推算模式，即推算法

来推求干沉降通量，其核心是测定干沉降污染物在不同下垫面的沉降速率（V

）。我国生态系统多样，在该领域的研究也卓有成效〔73－74〕。在尽量保证沉降物理、化学性质一致，下垫面均一的情况下，借用

前人认定过的V

计算干沉降通量，不失为一种简捷高效的方法。CASTNET目前采用的就是推算法计算氮素干沉降通量。

现今串级过滤器采样法广泛应用于大气颗粒物干沉降的监测。尽管串级过滤器能实现对气溶胶和气体中污染物的收集，但由于存在采样假象，使得分辨一些气态和气溶胶态活性氮组分十分困难〔75〕。由英国生态与水文中心（CEH）改进的扩散收集器（denuder）弥补了串级过滤器的不足〔76〕，已经在EMEP监测网中广泛使用，被称为DELTA（ednuder long-term atmospheric sampling）系统（图2）。其原理是借抽气泵，使空气以层流通过内壁涂有气体吸收剂的扩散管，用以吸收一种或一类气体。由于气体的扩散系数远大于颗粒物，气体可被管壁选择性吸附而颗粒物得以通过。首先吸收的是气态硝酸、二氧化硫、盐酸，而后气态氨被吸收，剩余气体进入滤膜系统，经过一系列的分离和过滤，使得大气中气溶胶态和气态污染物中的不同组分被分离开来，对其进行单独分析定量，再结合微气象学方法计算沉降通量

。

A：进气；B：出气；C：串级过滤器；D1，D2：扩散收集器1和2，碱浸泡过的扩散收集器，用于吸收气态硝酸、二氧化硫、盐酸；D3，D4：扩散收集器3和4，酸浸泡过的扩散收集器，用于吸收气态氨；E：低密度聚乙烯管，使空气绕过DELTA外部保护箱（图片说明引自文献〔76〕）。

图2DELTA扩散收集器原理示意图〔77〕

Fig．2Schematic diagram of DELTA system〔77〕

4氮沉降化学

活性氮的化学形态有无机氮和有机氮，无机氮又以还原态氮和氧化态形式存在。其中，还原态氮主要来源于土壤、海洋和动物排泄物；氧化态氮主要来源于闪电固氮、生物固氮、化石能源和生物质燃烧〔78〕。大气有机氮沉降来源纷繁复杂〔79〕，值得关注的是大气中NO

能与烃类发生光化学反应，形成过氧乙稀硝酸酯（PAN），虽是有机氮的次要来源，却能强烈刺激人眼，是造成皮肤癌的可能致变剂，还是植物的毒剂〔80〕。

离子色谱法广泛用于测定无机氮各种离子的含量，尤其适于测定水溶液中低浓度的阴离子。其基本原理是利用溶液中各种离子通过离子交换树脂柱时保留的时间不同，进行逐个分离，然后利用溶液电导与离子浓度的正比关系，测得离子的浓度。但有机氮在整个监测分析过程中易受微生物活动干扰，可发生分解转化而异于原始形态和数量〔81〕，加大了分析的难度。

大气有机氮沉降的研究在认识上仍有较大争议。现已证实从偏远地区到集约农业区在总沉降量中均占有相当比例〔79〕。Zhang等〔82〕对2005—2009年采集到的全国32个点的降水样品分析表明，中国年平均可溶性无机氮（DON）的沉降量为6．84kg，对混合氮沉降的贡献为28%。虽然存在许多未解

579

6期常运华等：大气氮沉降研究进展

决的不确定性，Neff等〔79〕初步估计全球大气有机氮沉降量为10 50Tg·a－1，约占沉降平均总量的20% 30%。这部分氮沉降有可能对陆地和水生生态系统造成直接或间接的影响〔83〕。

5结束语

目前，国际上大气氮沉降的研究已提升到了前所未有的高度，中国亦概莫能外。以2008年北京奥运会为契机，政府对于整治城市空气污染的力度空前加大〔84〕，大气氮沉降的研究将助推空气质量控制与管理，藉此获得更广的应用空间。综上得出以下浅见：

（1）碳循环以其在气候变化中的特殊地位，成为全球核心议题，但就对地球系统的长期危害性而言，氮循环失衡所造成的负面效应甚于碳循环，至少在生物多样性方面已有所显现〔59，85〕。氮循环较之碳循环复杂，随着研究的深入，已经并将继续发挥其在全球变化研究中的独特地位。氮沉降作为氮循环的重要一环，考虑到它的源/汇空间变异大，作用范围广，可能成为较长时间的研究焦点。

（2）基于科学实证的新近结论，动摇甚至否定了某些传统观点，文中仅列举孤例以作佐证，但这远非问题的终点。包括氮沉降在内的氮循环研究或将在未来继续冲击固有观念。

（3）鉴于大气氮沉降问题的双面性，正确制定氮肥施用方案和氮减排措施有赖于对氮沉降现状和氮临界值的确定。虽然，张颖等〔64〕对华北平原，陈能汪等〔32－33〕对九龙江流域的氮沉降进行了定量分析，但中国亟待建立国家统一大气沉降监测网络。发达国家在此方面已积累丰富的经验可咨中国效法借鉴。

（4）中国当前正处于工业化和城镇化进程加速推进时期，并仍将维持庞大的人口基数，粮食、肉类也必然维持高消费量且大部分依靠国内满足。可以预见未来数10a，来源于农业生产和能源消耗的人

为Nr增量将持续扩大。在SO

2、NO

的减排已付诸

实施的背景下，农业氨排放量对大气氮沉降的贡献必然更大，单纯依靠高密度高投入的定点观测至少在中国是不可行的。以FRAME为代表的大气氮沉降模型提供了经济可行的解决方案。

（5）大气有机氮沉降中有机氮化合物排放源广，湿沉降的浓度变幅大，沉降量亦存在很大的地区差异，加之监测分析方法尚未统一，这是现今研究的热点和难点之一，对于大气有机氮沉降的研究有待深入。

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Research Progress in Atmospheric Nitrogen Deposition

CHANG Yun-hua 1，2，3，LIU Xue-jun 4，LI Kai-hui 1，LV Jin-ling 1，2，SONG Wei 1，2

（1．Key Laboratory of Biogeography and Bio-resources in Arid Land ，Xinjiang Institute of Ecology and Geography ，

Chinese Academy of Sciences ，Urumqi 830011，Xinjiang ，China ；2．Graduate University ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100049，China ；

3．College of Geographic and Environmental Sciences ，Northwest Normal University ，Lanzhou 730070，Gansu ，China ；

4．College of Resources and Environmental Sciences ，China Agricultural University ，Beijing 100193，China ）

Abstract ：Atmospheric nitrogen （N ）deposition refers to the processes by which N components are removed from

atmosphere and then deposited on the earth surface．Nowadays N deposition is well-known to be one of key compo-nents of global N biogeochemical cycles．Along with the aggravated anthropogenic perturbation （fossil fuel combus-tion ，nitrogen fertilizer application ，livestock and poultry production ，e．g．），large amount of reactive N （Nr ）spe-cies are emitted into atmosphere and subsequently deposited back to global ，terrestrial and aquatic ecosystems ，ex-isting as a source of nutrient and acid ，where they have been altering the natural N cycling profoundly．Moreover ，excessive anthropogenic Nr deposition may exert the direct or indirect detrimental environmental effects ，e．g．soil acidification ，water eutrophication ，biodiversity degradation ，human health issues ，etc．Emerging from an agricul-tural benchmark to increasing industrialization and urbanization ，China was identified as one of the three N deposi-tion hotspots．This paper reflected on the research history of N deposition ，in addition ，several main research pro-gresses were involved in ：responses of different ecosystems to N saturated ，economic cost assessment on N deposi-tion ，improvement on N monitoring and analysis ，research progresses on organic N and current situation in China ，consideration of N deposition into integrated cropland nutrient management and its perspective ，and the last but not the least ，the development of monitoring network presently．In view of the complexity of N research ，establishing national monitoring network in parallel to modeling works should attract more attention in the future．Key words ：

atmospheric nitrogen deposition ；organic N deposition ；ecological effect ；farmland nutrient ；monito-ring network ；research progress

796期常运华等：大气氮沉降研究进展

_ 一、实验目的与要求 1、掌握氮氧化物测定的基本大气中氮氧化物的原理和方法。 2、绘制实验室空气中氮氧化物的日变化曲线。 3、了解并掌握大气中氮氧化物的有关知识。二、实验方案 1、实验仪器（1）大气取样器；（2）分光光度计；（3）棕色多孔玻板吸收管；（4）双球玻璃管；（5）比色管；（6）移液管。 2、实验药品（1）吸收原液标准液；（2）吸收原液；（3）蒸馏水。 3、实验原理主要反应方程式为： 4、实验步骤 1）氮氧化物的采集用一个内装5mL采样液用吸收的多孔玻板吸收管，接上氧化管，并使管口微向下倾斜，朝上风向，避免潮湿空气将氧化管弄湿，而污染吸收液，如图1-1所示。分别以每分钟0.1L、0.3L的流量抽取空气30min。采样高度为1.5m，若

氮氧化物含量很低，可增加采样量，采样至吸收液呈浅玫瑰红色为止。记录采样时间和地点，根据采样时间和流量，算出采样体积。把一天分成几个时间段进行采样（7次），如10:300～11:00、11:30～12:00、12:30～13:00、13:30～14:00、14:30～15:00、15:30～16:00、16:30～17:00。图1-1 氮氧化物采样装置的连接图示 2）氮氧化物的测定 ①标准曲线的绘制：取7支50mL 比色管，按表1-1配制标准系列。将各管摇匀，避免阳光直射，放置15 min ，以蒸馏水为参比，用1cm 比色皿，在540nm 波长处测定吸光度。根据吸光度与浓度的对应关系，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式： y = bx + a 式中：y ——（A-A 0），标准溶液吸光度（A ）与试剂空白吸光度（A 0）之差； x ——NO 2-浓度，μg/mL ； a 、 b ——回归方程式的截距和斜率。 ρNO x = 76 .0)(0??--V b a A A 式中：ρNO x ——氮氧化物浓度，mg/m 3； A ——样品溶液吸光度； A 0、a 、b 表示的意义同上； V ——标准状态下（25℃，760mmHg ）的采样体积，L ；

生态环境学报 2019, 28(3): 446-454 https://www.wendangku.net/doc/e017828826.html, Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@https://www.wendangku.net/doc/e017828826.html, 基金项目：国家自然科学基金项目（41773075；41575137；31370494；31170421）作者简介：黄彬彬（1992年生），男，硕士研究生，研究方向为气候变化背景下的土壤生态系统响应。E-mail: https://www.wendangku.net/doc/e017828826.html, *通信作者收稿日期：2018-11-07 兴安落叶松林球囊霉素相关土壤蛋白含量对年际间模拟氮沉降的响应黄彬彬，邢亚娟，闫国永，王庆贵* 黑龙江大学农业资源与环境学院，黑龙江哈尔滨 150080 摘要：球囊霉素相关土壤蛋白（Glomalin-related soil protein ，GRSP ）的变化情况是评价和指示土壤碳（C ）库动态变化的重要指标。了解大气氮（N ）沉降增加背景下GRSP 的变化机制对于阐明土壤C 循环的驱动因素具有重要意义。于2011年5月开始，在大兴安岭进行野外N 沉降试验，共设置4个水平N 添加处理，分别为对照（Control ，0 g·m ?2·a ?1）、低N （LN ，2.5 g·m ?2·a ?1）、中N （MN ，5 g·m ?2·a ?1）和高N （HN ，7.5 g·m ?2·a ?1）处理，探索GRSP 对N 沉降的影响机制。结果表明，（1）对于易提取球囊霉素（EE-GRSP ），所有施N 水平都增加了其在土壤中的含量；对于总球囊霉素（T-GRSP ），LN 和MN 表现为显著促进作用（P <0.05），HN 表现为抑制作用。（2）T-GRSP 与EE-GRSP 含量与SOM 均表现出显著正相关关系（P <0.05）。施N 使GRSO 对土壤有机质（SOM ）的贡献率增加了0.59%－1.07%。低中水平N 沉降（LN 和MN ）显著促进了土壤有机质（SOM ）的积累（P <0.05），高水平N 沉降（HN ）处理则表现为抑制。此外，大兴安岭兴安落叶松林GRSP 对SOM 的贡献率相对较低。（3）在气候变化背景下，低中水平N 沉降能通过提高GRSP 的量促进SOM 的累积，而高水平N 沉降则通过减少GRSP 的量从而降低土壤总SOM 。低中水平N 沉降可以增加GRSP 和SOM 含量，进而提高生态系统固C 潜力，减缓大气CO 2浓度升高带来的压力。关键词：球囊霉素相关土壤蛋白；氮沉降；土壤有机质；碳库动态；兴安落叶松 DOI: 10.16258/https://www.wendangku.net/doc/e017828826.html,ki.1674-5906.2019.03.003 中图分类号：Q945.79; X171.5 文献标志码：A 文章编号：1674-5906（2019）03-0446-09 引用格式：黄彬彬, 邢亚娟, 闫国永, 王庆贵, 2019. 兴安落叶松林球囊霉素相关土壤蛋白含量对年际间模拟氮沉降的响应[J]. 生态环境学报, 28(3): 446-454. HUANG Binbin, XING Yajuan, YAN Guoyong, WANG Qinggui, 2019. Response of GRSP content to interannual simulated nitrogen deposition in Larix gmelinii forest in Greater Khingan Mountains [J]. Ecology and Environmental Sciences, 28(3): 446-454. 在全球范围内，由于人为来源氮（N ）的排放的增加，导致大气N 沉降在过去100年间增加了3－5倍（涂利华，2012；Gruber et al.，2008）。先前研究发现，Ｎ沉降可能改变土壤碳（C ）库，使土壤碳源/汇发生变化（Zak et al.，2017；Chris et al.，2017）。然而，Ｎ沉降对土壤Ｃ库的影响主要是通过调节土壤有机碳（SOC ）的形成和分解来实现的（Zak et al.，2017）。因此，了解Ｎ沉降背景下SOC 的来源和分解对于认识气候变化驱动的土壤Ｃ循环具有重要意义。基于前人研究（Rillig et al.，2003b ；Treseder et al.，2007a ），一种由丛枝菌根真菌（AMF ）产生的糖蛋白（球囊霉素相关土壤蛋白，GRSP ）的发现，为了解SOC 动态以及森林土壤C 循环提供了一种新的认知途径。 GRSP 是土壤活性有机C 库中C 最重要的来源之一（Comis ，2004），不同地域每年可能沉积26 －180 C ·m ?2 （Rillig et al.，2003a ）。研究表明，AMF 与大约70%的植物家族形成了共生关系（Treseder et al.，2007b ），并且在所有主要的陆生生物群落中都很丰富（Rillig ，2004），这说明GRSP 在陆地生态系统中普遍存在（Secilia et al.，1987）。GRSP 在土壤中发挥着“超级胶”的作用，通过促进土壤团聚体的水稳定性间接保护不稳定SOC （Newman et al.，1987；Treseder et al.，2006）。GRSP 也可以通过刺激微生物的繁殖，从而影响微生物量的变化，使得微生物在加速分解土壤SOM 的同时加速腐殖化过程，将不稳定C 素组分转化为稳定的腐殖质，使活性C 向稳定的有机C 转变，间接起到稳定SOC 库存的作用（Treseder et al.，2007b ）。GRSP 在土壤中的周转时间可以达到7－42 a 之久，且随

美术与设计学院毕业创作（设计）说明类别《室内空间设计》姓名：学号：作品名称：专业/届别：指导老师：职称：

中文摘要本次设计为149平的家具设计图，是表达业主一种的生活态度。现代简约家居设计，是年轻喜爱的简约而很有个性、功能性的一种设计风格，该方案所选用的设计风格为现代简约风格，就是通过对比度，和空间的明亮感给人一种温馨时尚的浪漫气息。本次设计根据业主要求，以人为本不仅从居住的舒适性方面进行考虑，更考虑业主一天劳累奔波，通过颜色明亮让他回到家可以更快的缓解工作压力，忘却不悦越心情,符合业主的心里，摒弃一切复杂的装饰。关键词：家居设计、现代简约风格、简约时尚目录摘要.................................................................................I 前言 (1) 第一章室内设计的概述 (2) 第二章设计风格与构思 (3) 设计风格 (3) 设计构思 (4) 第三章设计作品陈述 (5) 客厅设计 (5) 主卧室设计 (5) 书房设计 (6) 餐厅设计 (7)

第四章总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10) 致谢 (15) 绪论（前言）在经济迅猛发展的今天，人们对居住空间的使用功能与审美功能提出了更新、更高的要求，人们可以根据自身喜好充分运用各种内饰与材料来创造个性化的室内空间。如今消费者更多追求的是环保化、个性化、简洁化的设计风格。并且追求的是一种对当今文化内涵的诠释，一种个性的表现。人们对自己的生活环境需求在不断提高。渴望得到一种简洁大方，崇尚舒适的空间，以此来转换精神的空间。本课题主要是通过对业主生活需求，从外型上，功能上，颜色布局和材料的选择配上合理设计，让业主业主不仅能感受到时尚现代简约而不简单的设计，又能让业主感受到家的温馨和港湾，让业主能回到家感受到宽敞明亮，忘却工作上的疲惫和都市的喧哗。第一章室内设计概述室内设计也称为室内环境设计，室内环境是与人们生活关系最为密切的环节。室内空间是根据空间的使用情况、所处的环境和相应的要求，运用科学的技术手段和设计方案，改造出功能合理、居住舒适、满足人们物质和精神需求的室内空间环境。这一空间环境具有利用价值，更能满足人们的功能要求，也反应了历史、建筑特色等因素。环境设计不仅给我们提供功能适宜空间，更重要的是提高了人们的生活

实验十四.大气中氮氧化物的采集与测试大气中氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，其中绝大部分来自于化石燃料的燃烧过程，包括汽车及一切内燃机所排放的尾气，也有一部分来自与生产和使用硝酸的化工厂、钢铁厂、金属冶炼厂等排放的废气中。动物实验证明，氮氧化物对呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是导致目前支气管哮喘等呼吸道疾病不断增加的原因之一，二氧化氮与二氧化硫和浮游颗粒物共存时，其对人体的影响不仅比单独二氧化氮对人体的影响严重的多，而且也大于各自污染物之和。对人体的实际影响是各污染物之间的协同作用。因此大气氮氧化物的监测分析是环境保护部门日常工作的重要项目之一。测定空气中NOx广泛采用的方法是分光光度法和化学发光法。化学发光法一般用于连续自动监测。本次实验采用盐酸萘乙二胺分光光度法。一、实验目的：掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中氮氧化物浓度的分析原理和操作技术。掌握大气采样器的使用与维护。二、实验原理：空气中的氮氧化物主要以NO和NO2形态存在。测定时先用三氧化铬氧化管将NO氧化成NO2，用吸收液吸收后，首先生成亚硝酸和硝酸。其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐作用，生成紫红色偶氮染料，据其颜色的深浅，在540nm处进行分光光度法比色定量。因为NO2(气)不是全部转化

为NO2-(液)，故在计算结果时应除以转换系数(称为Saltzman实验系数，用标准气体通过实验测定)。按照氧化NO所用氧化剂不同，分为酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化铬-石英砂氧化法。本实验采用后一方法。三.实验仪器与药剂： 1.实验仪器： ⑴三氧化铬-石英砂氧化管； ⑵多孔玻板吸收管(装10mL吸收液型)； ⑶便携式空气采样器：流量范围0～1L/min； ⑷分光光度计； ⑸比色管10ml 2.实验药剂所用试剂除亚硝酸钠为优级纯(一级)外，其他均为分析纯。所用水为不含亚硝酸根的二次蒸馏水，用其配制的吸收液以水为参比的吸光度不超过0.005(540nm，1cm比色皿)。 ⑴N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐储备液：称取0.50g N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐[C10H7NH(CH2)2NH2·2HCl]于500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液贮于密闭棕色瓶中冷藏，可稳定三个月。 ⑵显色液：称取5.0 g对氨基苯磺酸[NH2C6H4SO3H]溶解于200 mL 热水中，冷至室温后转移至1000 mL容量瓶中，加入50.0 mL N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐储备液和50 mL冰乙酸，用水稀释至标线。此溶液贮于密闭的棕色瓶中，25℃以下暗处存放可稳定三个月。若

大气污染内容提要：1、大气污染的概念及起因 2、大气污染的分类 2、大气污染的现状 3、大气污染的危害 4、大气污染的防治第一课时空气是无色、无臭、无味的混合气体，主要由氧、氮、氩组成（占99.96％），二氧化碳、臭氧、水蒸汽、氖、氦等含量很少。一般情况下，它们在空气中的组成是保持相对恒定的，正常情况下空气是清洁的。然而由于人类的生产和生活活动，向大气中排出了许多物质，引起空气成分改变，对人类和其他生物产生不良影响。二氧化硫、飘尘、氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳、二氧化碳等是排放到大气中的主要污染物。一：大气污染的概念，起因（1）概念当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。或者说大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象。（2）原因造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气（由混合气体、水气和杂质组成）除去水气和杂质的空气，其主要成分是氮气，占78.09%；氧气，占20.94%；氩，占0.93%；其它各种含量不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。二：大气污染的分类（1）天然污染物和人为污染物

大气污染物的天然发生源，如排出火山灰、二氧化硫、硫化氢等的活火山，自然逸出煤气和天然气的煤田和油田，放出有害气体的腐烂的动植物。天然污染源造成的大气污染，目前还不能控制。能引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。颗粒物：指大气中液体、固体状物质，又称尘。硫氧化物：是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。碳的氧化物：主要包括二氧化碳和一氧化碳。氮氧化物：是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。碳氢化合物：是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。其它有害物质：如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。（2）固定污染源和移动污染源按污染源的运动状态分为固定污染源和移动污染源，固定污染源是排放污染物的固定设施，如排放硫氧化物、氮氧化物、煤尘、粉尘及其他有害物的锅炉、加热炉、工业窑炉、民用炉灶等。移动污染源主要是排放大气污染物的交通工具，如排放碳、氮、硫的氧化物、碳氢化合物、铅化物、黑烟等的汽车、飞机、船舶、机车等。（3）工业污染源、生活污染源和交通运输污染源按人们的社会活动功能分为工业污染源、生活污染源和交通运输污染源（见污染源）。（4）局部大气污染源和区域性大气污染源

?专论与综述? 光电技术在大气氮氧化物检测中的应用艾锦云,何振江,杨冠玲 (华南师范大学,广东　广州　510631) 摘　要:介绍了大气中氮氧化物的组成,综述了激光诱导荧光法、光纤传感法、激光雷达探测法和化学发光法测定大气中氮氧化物的原理和特点,指出光电技术已在大气氮氧化物检测中得到了广泛的应用,并具有良好的发展前景。关键词:光电技术;氮氧化物;检测;大气中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:10062009(2004)02000703 Application of Photoelectric T echnology in Detection of Nitrogen Oxides in Air AI Jin2yun,HE Zhen2jiang,YAN G Guan2ling (South Chi na N orm al U niversity,Guangz hou,Guangdong510631,Chi na) Abstract:The composition of nitrogen oxides in air was introduced.It discussed the application of photo2 electric technology in detection of nitrogen oxides in air,including laser induction fluorometry,optical fiber sensing,laser radar detection and chemical luminescent analysis.Photoelectric technology had wide applied in detection of nitrogen oxides in air. K ey w ords:Photoelectric technology;Nitrogen oxides;Detection;Air 氮氧化物对大气环境的影响已经越来越受到人们的关注,对大气中氮氧化物检测技术的要求也越来越高,不仅要求检测设备结构简单、易于维护、造价低廉,而且要能实现检测的自动化与在线监测。大气中氮氧化物的检测方法有盐酸萘乙二胺分光光度法、原电池库仑滴定法、压电石英传感器法等,应用光电技术的有激光诱导荧光法、光纤传感法、激光雷达探测法和化学发光法。上述检测方法各有优缺点及适用的领域,就实现检测的自动化与在线监测而言,光电技术有其特有的优势。 1　大气环境中的氮氧化物氮氧化物常以NO x表示,其中污染大气的主要是NO和NO2,特别是NO2,一般以NO、NO2的总浓度评价环境的污染程度[1]。现在公认NO2与人体健康的关系较NO密切,其毒性为NO的四五倍,且NO进入大气后,在日光照射下,会缓慢生成NO2。2000年6月1日起,我国的环境监测系统已统一以NO2代替NO x作为监测指标。因此,以NO2取代NO x评价大气污染更为合适[2]。 2　应用光电技术检测大气中的NO x 2.1　激光诱导荧光法激光诱导荧光法是用特定波长的激光束,激发NO2(或NO)分子到较高能级,处于高能级的NO23 (或NO3)跃迁回基态时会以光子发射的形式释放能量,其光子发射时间延迟很短(<1025s),称为荧光,荧光强度与其浓度成正比。光电转换器吸收荧光产生光电流,光电流的大小与NO2(或NO)的浓度成线性,可由光电强度判定其浓度。收稿日期:20030331;修订日期:20040211 作者简介:艾锦云(1978—),男,江西新余人,在读硕士生,研究方向为光电技术及系统。 1852年Stokes指出,用波长较短的光可以激发出波长较长的光,也就是能量大的光子可以激发能低的光子,此为激光诱导荧光法的理论依据。实际上,该方法也适用于检测大气中的其他污染物, — 7 — 第16卷　第2期环境监测管理与技术2004年4月

氮氧化物与大气污染东兰县高级中学黄以进一、基本说明 1.教学内容所属模块：《化学1》 2.年级：高一 3.所用教材出版单位：人民教育出版社 4.所属的章节：第四章第三节第2课时 5.教学时间：40分钟二、教学设计 1.教学目标：（1）了解NO、NO2的物理性质。（2）通过试验探究掌握NO和NO2的化学性质，培养学生的实验观察、分析和设计能力。（3）了解氮氧化物对环境的污染，体会化学对环境保护的重要意义，培养学生关注社会的意识和责任感。 2.内容分析：本课时教学重点有两个：一是NO2与水的反应，二是氮氧化物对大气的污染。教学难点是进行科学探究“NO2尽可能被H2O吸收”。 “二氧化氮和一氧化氮”的学习有助于对“空气质量日报”中的“首要污染物”指标作进一步了解，能让学生进一步清楚大气污染物，认识环境保护的迫切性，有利于培养学生的思维能力和科学探究能力。 3.学情分析：学生通过上一课时对SO2的学习，已初步掌握了这一类物质的学习方法，本课时要指导学生运用知识迁移来掌握氮氧化物的性质，引导学生形成科学的思维方法。同时，学生动手能力还在形成过程中，要培养学生在实验设计与操作过程中形成严谨、规范的良好学习习惯。 4.设计思路：（1）努力体现以学生为主体的教学思想。课前布置“酸雨的调查”，课堂进行“科学探究”，转变学生的学习方式，培养学生的自主学习能力和科学探究能力。（2）创设问题情境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生主动探究科学的奥妙。（3）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。

2.NO的生成与性质 10分钟3.NO2的【引入】 NO和NO2是汽车尾气和某些生产中产生的主要污染物，也是引起空气污染的主要原因之一。学习它们将帮助我们进一步弄清楚大气污染物的性质。【提问】 ①NO可以通过氮气与氧气反应生成，在常温下它们易反应吗？为什么？ ②氮气与氧气在什么条件下可能会发生反应？ ③由此联想，除汽车尾气中因高温产生NO外，在自然界也有一种情况也会发生氮气与氧气的反应，说说看，是那种情况？【实验】播放氮气与氧气反应的实验录像【板书】一、二氧化氮和一氧化氮 N2 + O2 【实验】 NO与O2反应的实验演示【提问】观察到了什么现象？说明了什么？【板书】 2NO + O2＝2NO2 【实验】 NO2与H2O反应的实验演示组的调查成果。为马上进入的新课做好思想准备。思考与回答：由于氮气的性质很稳定，常温下N2与O2不反应思考与回答：放电或高温思考与回答：雷电时观看实验录像写出实验录像中发生反应的化学方程式。学生用下面的装置演示O与O2反应的实验：观察实验现象，写出反应方程式。思考与回答：无色的NO很容易在常温下与空气中的氧气化合，生成红棕色的NO2。从汽车尾气入手，直接导入本节课需要掌握的重点— —氮氧化物的性质。目的明确，重点突出。通过创设 “问题情景”进行启发式教学。通过播放录像将反应原理直观化，便于学生接受和理解，并形成稳定的化学知识。练习化学方程式的书写播放录像和设计学生能亲自演示的试验，增强教学的直观性，有利于提高教学效果。通过观察实验现象，分析化学反应原理。放电或高温

人地关系及可持续发展的探讨 ——地理试题与全球变暖人地关系，是研究人类社会和自然环境的关系，是现代地理学研究的重要课题，也是当今社会发展必须面对和探讨的问题。从采集狩猎时期的崇拜自然阶段到农业文明时期的改造自然阶段再到工业文明时期的征服自然阶段，人类对于人地关系探索的脚步始终没有停止。经历漫长的上下求索，对于人类社会和自然环境的相互关系，当代人越来越认同一个观点——人与自然的和谐共处。但人地和谐论与可持续发展人地关系的形成是建立在日益严峻的人口问题和资源与环境问题的基础之上，例如：酸雨、雾霾、沙尘暴、臭氧层空洞、全球变暖、土地荒漠化等等，这些环境问题正一步一步威胁着人们的生命财产与安全。因此，我们更应该通过对环境与资源的保护来谋求更加和谐的人地关系。一、地理试题与人地关系 (一)陕西省地理试题与人地关系通过对2006-2014年陕西省高考地理试题的研读，发现陕西省高考地理试题的命题思路已经不仅仅只是注重对地理传统的主干知识的考查，已经越来越重视对人地关系的考查，对全球现在面临的深受人类影响的环境问题的考查，认真践行高考命题思路中以人为本，贴近生活，联系实际，体现“学习对生活有用的地理”的课改观念。如下题：【试题节选】(14年全国新课标I卷)人类活动导致大气中含氮化合物浓度增加，产生沉降，是新出现的令人担忧的全球变化问题。一科研小组选择受人类干扰较小的某地，实验模拟大气氮沉降初期对植被的影响。实验地植被以灌木植物为主，伴生多年生草本植物。表1数据为实验地以2009年为基数，2010-2013年实验中植被的变化值(测量时间为每年9月30日)。据此完成7～9题。 7.实验期间植被变化表现为 ①生物量提高②生物量降低③植株密度改变④植被分布改变 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 8.实验期间大气氮沉降导致灌木、草本两类植物出现此消彼长竞争的是 A.植株数量 B.总生物量 C.地上生物量 D.地下生物量

本次设计在设计中运用简洁的造型、明快的基调、和谐的陈设搭配,将人与家居环境融合起来,并体现现代家居生活的品质,以舒适作为室内装饰的出发点,舍弃复杂的造型和繁复的装饰,使总体空间大气、优雅而又整洁、宁静。色彩在室内装饰中是另一个重要的元素,虽然色彩的存在离不开具体的物体,但它却具有比较形态、材质、大小更强的视觉感染力,视觉效果更直接,根据空间使用者的职业和年龄,以及空间的氛围需求选择不同的色彩,以此创造相应的室内空间个性。在这个设计方案中现代简约风格在设计中得到了淋漓尽致的诠释。这种风格的家居没有花哨的装修,没有让人眼花缭乱的物件,摒弃了一切繁复的装饰。关键词室内装饰简洁色彩一、设计定位本次设计的案例中没有浓烈的色彩,没有烦琐装饰的居室风格。人在其中,能获得一种解放,一种不被环境包围的释然。于是,人和家具便脱离了空间的概念和谐相处,这就是现代简约居室的魅力。简约的居室一定不是花哨的,给人的感觉不是浓妆艳抹,而是宁静利索。简约的用色定义并不是只用单一种颜色,但是一般来讲,简约空间里的主题颜色不要超过两种,最好是一种,作为点缀的颜色面积一定要小,在整体设计中起到画龙点睛

的作用,但最好不要“喧宾夺主”。家装提倡天然的装饰材料,没有艳丽的色彩,没有过多的修饰,整体设计横平竖直,还原材料的本体。天然石材如大理石、花岗岩等,天然木材,这些材料来源于自然,拉近了人和材料、人和自然的距离,给人一种亲切感,整体极简现代。以自然为本、力求简洁是本案的设计定位。二、设计过程及分析根据以上原则,方案初步在设计初期的展开过程中,首先对原始图框进行深入的分析,划分所需的功能区域,整体地对平面设计功能做出一个结构功能划分图。 1.客厅由此确定了整个起居室的大致功能的布置,根据人的视觉及风水学的要求,摆放家具,并留出宽阔的位子方便人的流动。此次设计的客厅简洁大方,大气中也能透着家庭的温馨,米黄色的背景搭配黑色胡桃木的装饰体现了主人多元化的审美观。以简约为主的装饰。直接体现家庭成员利落的生活态度。仅有的一件装饰品便是墙上的装饰画,它的应用充分反映出主人的喜好和品位,并将客厅的色彩和比例元素纳入其中,整体关系协调,使客厅的气氛得到了升华。规划出一个全家人都喜欢的居家风格,让客厅成为全家人最喜欢的聚会场所,因此客厅的装饰变的尤为重要。

某烧结厂8m2球团竖炉烟气除尘工程环境工程徐霞指导教师刘子国前言由于我国严重的大气污染，致使我国的呼吸道疾病发病率很高。慢性障碍性呼吸道疾病，包括肺气肿和慢性气管炎，是最主要的致死原因，其疾病负担是发展中国家平均水平的两倍多。疾病调查已发现暴露于一定浓度污染物（如空气中所含颗粒物和二氧化硫）所导致的健康后果，诸如呼吸道功能衰退、慢性呼吸疾病、早亡以及医院门诊率和收诊率的增加等。1989年，研究人员对北京的两个居民区作了大气污染与每日死亡率。大气污染对农业生态环境的影响和危害是人们极为关注的问题，已成为工业“三废”之首。各种形式的大气污染达到一定程度时，直接影响农作物、果树、蔬菜、饲料作物、绿化作物的正常生长；畜禽因摄入含污染物过多的饲料后，致病或死亡，导致农业生产的经济损失。大气污染物进入农业环境后，不仅直接影响农业生产，进入农用水域、土壤的污染物又间接危害植物、动物及微生物的生长。据《中国环境状况公报》显示，1997年，我国城市空气质量仍处在较重的污染水平，北方城市重于南方城市。二氧化硫年均值浓度在3～248微克/米3范围之间，全国年均值为66微克/米3。一半以上的北方城市和三分之一强的南方城市年均值超过国家二级标准（60微克/米3）。北方城市年均值为72微克/米3；南方城市年均值为60微克/米3。以宜宾、贵阳、重庆为代表的西南。目录第一章设计任务书 1.1毕业设计目的 (3) 1.2 设计课题 (3) 1.3 相关参数及基础资料…………………………………………………………3. 1.4 设计内容和深度要求 (3) 1.5 提交的设计成果………………………………………………………………3. 1.6设计参考资料 (4) 第二章设计说明书 2.1 某烧结厂8m2球团竖炉烟气除尘工程概况 (4) 2.2 除尘方案选择的原则 (4)

空气中氮氧化物的日变化曲线 XXX（XX大学环境与化学工程学院环境科学专业091班，辽宁大连 116622） 1概述 1.1研究背景 1.1.1氮氧化物的来源大气中氮氧化物（NO x ）包括多种化合物，如一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮，除二氧化氮以外，其他氮氧化物极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮或一氧化氮，一氧化氮不稳定又变成二氧化氮。因此大气污染化学中的氮氧化物主要指的是一氧化氮和二氧化氮。其主要来自天然过程，如生物源、闪电均可产生NO x 。NO x 的人为源绝大部分来自化石燃料的燃烧过程，包括汽车及一切内燃机所排放的尾气，也有一部分来自生产和使用硝酸的化工厂、钢铁厂、金属冶炼厂等排放的废气，其中以工业窑炉、氮肥生产和汽车排放的NO x 量最多。城市大气中2/3的NO x 来自汽车尾气等的排放，交通干线空气中NO x 的浓度与汽车流量密切相关，而汽车流量往往随时间而变化，因此，交通干线空气中NO x 的浓度也随时间而变化。 1.1.2氮氧化物的危害 NO的生物化学活性和毒性都不如NO 2，同NO 2 一样，NO也能与血红蛋白结合，并减弱血液的输氧能力。如果NO 2 的体积分数为（50—100）×10-6时，吸入时间为几分钟到一小时，就会引起6—8周肺炎; 如果NO 2 的体积分数为（150—200）×10-6时,就会造成纤维组织变性性细支气管炎，及时治疗，将于3—5不周后死亡。在实验室，NO 2 体积分数达到10-6级，植物叶片上就会产生斑点，显示植物组织遭到破坏。体积分数为10-5级的NO 2 会引起植物光合作用的可逆衰减。此外，NO x 还是导致大气光化学污染的重要物质。

大气中氮氧化物的测定一些环评报告中需要的检测方案，几乎所有的大气污染物都需要检测氮氧化物了，由于十二五计划将氮氧化物纳入总量控制指标，这里今天给大家解释一下大气中氮氧化物的测定方法，盐酸萘乙二胺分光光度法。大气中的氮氧化物注意是二氧化氮和一氧化氮，在测定氮氧化物浓度时，应先用二氧化铬将一氧化氮升成二氧化氮，在进行检测，不然直接检测的话只能检测出二氧化氮的数值，漏掉了一氧化氮。检测原理：二氧化氮被吸收液吸收后，生成亚硝酸和硝酸，其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，据其颜色深浅，用分光光度法定量。因为NO2（气）转变为NO2-（液）的转换系数为0.76，故在计算结果时应除以0.76。检测仪器： 1.多孔玻板吸收管。 2.双球玻璃管（内装三氧化铬-砂子）。 3.空气采样器：流量范围0—1L/ min。 4. 分光光度计。检测试剂：所有试剂均用不含亚硝酸根的重蒸馏水配制。其检验方法是：所配制的吸收液对540nm 光的吸光度不超过0.005。 1.吸收液：称取5.0g 对氨基苯磺酸，置于1000mL 容量瓶中，加入50mL 冰乙酸和900mL 水的混合溶液，盖塞振摇使其完全溶解，继之加入0.050g 盐酸萘乙二胺，溶解后，用水稀释至标线，此为吸收原液，贮于棕色瓶中，在冰箱内可保存两个月。保存时应密封瓶口，防止空气与吸收液接触。采样时，按4 份吸收原液与1 份水的比例混合配成采样用吸收液。 2.三氧化铬-砂子氧化管：筛取20—40 目海砂（或河砂），用（1+2）的盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。将三氧化铬与砂子按重量比（1+20）混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱内于105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。制备好的三氧化铬-砂子应是松散的，若粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些砂子，重新制备。称取约8g 三氧化铬-砂子装入双球玻璃管内，两端用少量脱脂棉塞好，用乳胶管或塑料管制的小帽将氧化管两端密封，备用。采样时将氧化管与吸收管用一小段乳胶管相接。

浅谈空气中的氮氧化物的污染及其治理摘要氮氧化物是只由氮、氧两种元素组成的化合物，包括氧化二氮，一氧化氮，三氧化二氮，二氧化氮，四氧化二氮，五氧化二氮。氮氧化物是大气的主要污染物之一, 是治理大气污染的一大难题。本文介绍了氮氧化物的来源以及治理氮氧化物的主要方法,分析了这些方法处理氮氧化物的优点或缺点,并预测未来处理氮氧化物方法的发展趋势。关键词氮氧化物产生危害治理天然排放的氮氧化物,主要来自土壤和海洋中有机物的分解,属于自然界的氮循环过程。人为活动排放的氮氧化物,大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计,全世界每年由于人类活动向大气排放的氮氧化物,约5300万吨。氮氧化物对环境的损害作用极大,它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的一个重要因子。其危害主要包括: 1.NOx 对人体及动物的致毒作用。NO 对血红蛋白的亲和力非常强，是氧的数十万倍。一旦NO 进入血液中，就从氧化血红蛋白中将氧驱赶出来，与血红蛋白牢固地结合在一起。长时间暴露在NO 环境中较易引起支气管炎和肺气肿等病变。这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生，甚至是肺癌等症状的产生。 2.对植物的损害作用，氮氧化物对植物的毒性较其它大气污染物要弱，一般不会产生急性伤害，而慢性伤害能抑制植物的生长。危害症状表现为在叶脉间或叶缘出现形状不规则的水渍斑，逐渐坏死，而后干燥变成白色、黄色或黄褐色斑点，逐步扩展到整个叶片。 3.NOx 是形成酸雨、酸雾的主要原因之一。高温燃烧生成的NO 排人大气后大部分转化成NO ，遇水生成HNO 3、HNO 2，并随雨水到达地面，形成酸雨或者酸雾。

浅析天目山地区大气酸沉降的动态特征大气的酸沉降是指大气中不同来源的酸性物质沉降到森林、湖泊、地表等作用而的过程。根据沉降物的物理性质可分为干沉降(如气溶胶等)和湿沉降(如降水等过程)。大气酸沉降对森林生态系统、城市生态系统、水生生态系统等各类生态系统都能产生不同程度的危害，而且，这种危害可以随着大气环流作用可以扩散到其他国家和区域。因此，它不仅是大气的环境问题，同时也包括了全部的水域、土壤，甚至整个生物圈。关于大气酸沉降的研究最早起始于19世纪40年代英国化学家Robert-Smith对英格兰地区酸沉降现象的科学调查。但直到20世纪中叶，斯堪的纳维亚半岛酸化问题给湖泊鱼类带来毁灭J哇的灾害，酸沉降现象才引起各国学者的普遍关注。此后的研究发现:北美西北部、中国、俄罗斯和南美等均出现了严重的酸雨。20世纪二三十年代，中国才开始对大气酸沉降开展相关的研究。为进一步掌握酸雨的地区分布，国家环保部门于1982年在全国范围内建立了189个观测站、523个降水采样点的酸雨监测网。研究监测发现，20世纪末期酸雨已覆盖了中国大部分经济较发达地区，酸沉降地区的总而积已超过270万km，占国土陆域而积的30%以上。全国酸雨监测网2005-2011年的监测数据显示，中国的酸雨发生频率及酸雨覆盖而积总体均呈降低趋势，但形势依然严峻，酸雨类型仍以硫酸型为主，硝酸盐对降水酸度的贡献逐年增加。中国现已是继西欧和北美之后的世界第三大酸沉降区，并且随着工业的发展，环境恶化仍有加剧的趋势，因此寻求科学有效的污染控制对策和治理措施是当前经济可持续发展的迫切要求。位于长江三角洲的天目山地区，是中国酸雨多发区和水体严重污染区域之一，因此积极在该地区开展大气酸沉降的研究具有十分重要的实践意义和理论价值。 1实验设计与方法 1.1研究区概况天目山地处浙江省西北部临安市境内。天目山由东西2座峰组成，东峰的大仙顶海拔为1 480 m ,西峰的仙人顶海拔1 506 m。天目山于1956年被国家林业部划为森林禁伐区，作为自然保护区加以保护。天目山国家级自然保护区位于西天目山，所辖地域总而积为4 284 hmZ，地理位置为3030~3055 N, 1194711927 E，距离杭州94 km。本试验研究区即在保护区内。天目山地处亚热带地区，因受海洋暖湿气流的影响，属于亚热带季风性气候，四季分明，春秋季较短，冬夏季偏长。年平均气温为14.88.8 ℃，最冷月平均气温为3.42.6 0C，最热月平均气温为28.119.9 0C。雨水充沛，年雨日为159.2183.1 d，年降水量为1 390~1 870 mm，积雪期较长，比区外多10~30 d，形成浙江西北部的多雨中心。土壤类型主要为红壤、黄壤和黄红壤。植被类型主要有针叶林、毛竹Phyllostuchys edulas林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林和落叶阔叶林，且目前正处于向针阔混交林演替的阶段。 1.2研究方法 1.2.1大气降水样品的采集在研究区的一开阔处(无建筑物、林冠等遮挡)，安装了1台ZJG系列智能降水采样器(工型)，自动收集降水并记录。收集到的降水样品先测定其体积，然后保存350 mL的样品以作分析。采样频率为1次/周。此外，在研究区域设有1个小型气象自动监测站，主要测量并记录该地区的湿度、温度、风速、风向和降水量等气象因子。

空气中氮氧化物（NOx）的测定 (盐酸萘乙二胺分光光度法) 1、实验目的（一）熟悉、掌握小流量大气采样器的工作原理和使用方法；（二）熟悉、掌握分光光度分析方法和分析仪器的使用；（三）掌握大气监测工作中监测布点、采样、分析等环节的工作内容及方法。 2、实验原理大气中的氮氧化物（NOx）主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），测定氮氧化物浓度时，先用三氧化铬（CrO3）氧化管将一氧化氮成二氧化氮。二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸（HNO2），与对氨基苯磺酸起重氧化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料。于波长540～545之间测定显色溶液的吸光度，根据吸光度的数值换算出氮氧化物的浓度，测定结果以二氧化氮表示。本法检出限为0.05μg/5mL，当采样体积为6L时，最低检出浓度为0.01μg /m3。 3、实验仪器和试剂（一）实验用仪器除一般通用化学分析仪器外，还应具备：多孔玻板吸收管、空气采样器（KC—6型）、双球玻璃氧化管（内装涂有三氧化铬催化剂的石英砂）、分光光度计（7220型）、KC—6D型大气采样器（二）实验用试剂所有试剂均用不含硝酸盐的重蒸蒸馏水配制。检验方法是要求用该蒸馏水配制的吸收液的吸光度不超过0.005(540～545nm，10mm比色皿，水为参比)。 1. 显色液：称取5.0克对氨基苯磺酸，置于200毫升烧杯中，将50毫升冰醋酸与900毫升水的混合液分数次加入烧杯中，搅拌使其溶解，并迅速转入1000毫升棕色容量瓶中，待对氨基苯磺酸溶解后，加入0.03克盐酸萘乙二胺，用水稀释至标线，摇匀，贮于棕色瓶中。此为显色液，25℃以下暗处可保存一月。采样时，按四份显色液与一份水的比例混合成采样用的吸收液。 2. 三氯化铬—砂子氧化管：将河砂洗净，晒干，筛取20～40目的部分，用

我的教学设计

六、教学过程教师活动学生活动设计意图 1.课前准备 2-3天 2.NO的生成与性质10分钟【课前布置】上网查询我国酸雨的分布、影响、危害和采取了哪些防治措施。【引入】 NO和NO2是汽车尾气和某些生产中产生的主要污染物，也是引起空气污染的主要原因之一。学习它们将帮助我们进一步弄清楚大气污染物的性质。【提问】 ①NO可以通过氮气与氧气反应生成，在常温下它们易反应吗？为什么？ ②氮气与氧气在什么条件下可能会发生反应？ ③由此联想，除汽车尾气中因高温产生NO外，在自然界也有一种情况也会发生氮气与氧气的反应，说说看，是那种情况？【实验】播放氮气与氧气反应的实验录像【板书】一、二氧化氮和一氧化氮 N2+ O2 2NO （1) 3-5人为一小组，上网查询我国酸雨的分布、影响、危害和采取了哪些防治措施。（2）将相关资料制成 PowerPoint文件，并选好一个代表准备汇报本组的调查成果。为马上进入的新课做好思想准备。思考与回答：由于氮气的性质很稳定，常温下N2与O2不反应思考与回答：放电或高温思考与回答：雷电时观看实验录像写出实验录像中发生反应的化学方程式。学生用下面的装置演示O与O2反应的实验：放电或高温

3.NO2的性质5分钟 4.科学探究15分钟 5.活动回报8分钟【实验】 NO与O2反应的实验演示【提问】观察到了什么现象？说明了什么？【板书】 2NO + O2＝2NO2 【实验】 NO2与H2O反应的实验演示【板书】 3NO2 + H2O ＝2HNO3 + NO 【提问】工业上利用二氧化氮溶于水来制取硝酸，但根据反应方程式，NO2中的N元素能否全部被转化为硝酸？【提问】如果现在给你一试管NO2，其它药品和仪器自选，你能否设计实验，使NO2尽可能的被水吸收呢？【科学探究】现给你一试管NO2，其它药品和仪器自选。 1.请你设计实验，要求尽可能多地使NO2被水吸收。 2.你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？（从原料的充分利用、减少污染物的排观察实验现象，写出反应方程式。思考与回答：无色的NO很容易在常温下与空气中的氧气化合，生成红棕色的NO2。观察实验现象，写出反应方程式。思考与回答：不能，只有三分之二的N被转化为了硝酸积极思考画出设计的装置简图（参考简图见附录一）将实验设计的步骤、实验现象和解释填入P80的表格中（参考答案见附录二）思考与回答：硝酸工业中通过补充空气，使生成的NO再氧化为NO2，NO2溶于水又生成硝酸和NO。经过这样多次的氧化和吸收，NO2 可以能够尽可能多地转

实验十四大气中氮氧化物的测实验目的：通过本实验，掌握测定大气中氮氧化物的方法及其原理一、原理大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在测定氮氧化物浓度时，应先用三氧化铬将一氧化氮氧化成二氧化氮。二氧化氮被吸收液吸收后，生成亚硝酸和硝酸，其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，（气）转生成玫瑰红色偶氮染料，据其颜色深浅，用分光光度法定量。因为NO 2—（液）的转换系数为0.76，故在计算结果时应除以0.76。变为NO 2 二、仪器 1．多孔玻板吸收管； 2．双球玻璃管； 3．大气采样器：流量范围0-1L/min； 4．分光光度计； 5.10ml比色管； 6.气压计。三、试剂所有试剂均用不含亚硝酸根的重蒸馏水配制。其检验方法是：所配制的吸收液对540nm光的吸光度不超过0.005 。 1．吸收液：称取5.0g对氨基苯磺酸，置于1000mL容量瓶中，加入50mL冰乙酸和900mL水的混合溶液，盖塞振摇使其完全溶解，继之加入0. 50g盐酸萘乙二

胺，溶解后，用水稀释至标线，此为吸收原液，贮于棕色瓶中，在冰箱内可保存两个月。保存时应密封瓶口，防止空气与吸收液接触。采样时，按4分吸收原液与1份水的比例混合配成采样用的吸收液。 2．三氧化铬-砂子氧化管：筛取20-40目海砂（或河沙），用（1+2）的盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。将三氧化铬与砂子按重量比（1+20）混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱内于105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。制备好的三氧化铬-砂子应是松散的，若粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些砂子，重新制备。 ,预先在干燥器内3．亚硝酸钠标准贮备液：称取0.1500g粒状亚硝酸钠（NaNO 2 放置24h以上），溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液 —，贮存于棕色瓶内，冰箱中保存，可稳定三个月。每毫升含100.0μgNO 2 4．亚硝酸钠标准溶液：吸取贮备液5mL于100mL容量瓶中，用水稀释至标线。 —。此溶液每毫升含5.0μgNO 2 四、测定步骤 1．标准曲线的绘制：取7支10mL具塞比色管，按下表所列数据配制标准色列。以上溶液摇匀，避开阳光直射放置15min，在540nm波长处，用1㎝比色皿，以 —含量（ug）水为参比，测定吸光度。以吸光度为纵坐标，相应的标准溶液中NO 2 为横坐标，绘制标准曲线。