寧夏燃煤電廠周圍降水降塵中硫氮沉降特征研究

王攀 ，朱灣灣 ，樊瑾 ，許藝馨 ，余海龍，王斌，黃菊瑩*

1.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué)環(huán)境工程研究院，寧夏 銀川 750021；3.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽(yáng) 311400

工業(yè)革命以來(lái)，由于化石燃料燃燒等人類活動(dòng)產(chǎn)生了大量酸前體物（主要為SO2和NOx），導(dǎo)致大氣酸沉降增加。近年來(lái)隨著大氣污染物限排措施的實(shí)施和社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，S、N沉降速率在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家有所下降（Du，2016；Engardt et al.，2017），但在發(fā)展中國(guó)家仍呈增加趨勢(shì)（Vet et al.，2014）。對(duì)中國(guó)酸沉降時(shí)空格局的分析表明，近幾十年來(lái)全國(guó)水平上S沉降有所減緩、N沉降趨于平穩(wěn)，但呈現(xiàn)明顯的區(qū)域分異特征（Zheng et al.，2018；Yu et al.，2019）。如有研究發(fā)現(xiàn)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，西北地區(qū)S、N沉降速率均呈逐年增加的趨勢(shì)（顧峰雪等，2016；Zhang et al.，2018）。就寧夏而言，盡管估測(cè)的酸沉降量低于南方等地區(qū)，但較低的N沉降臨界負(fù)荷（段雷等，2002）以及N、S沉降的耦合關(guān)系（Gao et al.，2018），使得區(qū)域酸沉降狀況同樣不容忽視。燃煤電廠是SO2和NOx的主要工業(yè)排放源之一（伯鑫等，2019）。在寧夏燃煤電廠周圍開(kāi)展酸沉降研究，可為合理評(píng)價(jià)區(qū)域大氣污染物控制措施的實(shí)施效果提供科學(xué)依據(jù)。

國(guó)外對(duì)大氣酸沉降的監(jiān)測(cè)工作起步較早，目前已形成了區(qū)域監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。在中國(guó)，自上個(gè)世紀(jì)九十年代末開(kāi)始，國(guó)家環(huán)保部和中國(guó)氣象局陸續(xù)建立了酸雨監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。至2010年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)不斷完善了一個(gè)涵蓋43個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的全國(guó)N沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)N沉降提供了可能。然而，受網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)覆蓋范圍和研究手段的限制，監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)和其他零散研究的觀測(cè)點(diǎn)主要集中在華北、東北、東南和西南等區(qū)域，且多為濕沉降研究，缺乏對(duì)西北地區(qū)酸沉降尤其是干沉降的監(jiān)測(cè)（Liu et al.，2010；許穩(wěn)，2016）。在寧夏，煤炭行業(yè)快速發(fā)展和汽車保有量持續(xù)增加導(dǎo)致的酸沉降增加已逐漸引起了研究人員的關(guān)注，但相關(guān)研究主要為模型估測(cè)（程念亮等，2016；顧峰雪等，2016；王金相，2018），尚缺乏實(shí)地觀測(cè)數(shù)據(jù)。此外，雖然寧夏酸沉降估測(cè)值低于南方高酸沉降區(qū)域，但高于西北地區(qū)平均水平。因此，在寧夏典型區(qū)域開(kāi)展 S、N沉降的實(shí)測(cè)工作，有助于豐富中國(guó)酸沉降時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)。

寧東能源化工基地（以下簡(jiǎn)稱寧東基地）地處寧夏中部，區(qū)域植被群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱（羅成科等，2018）。作為國(guó)家 14個(gè)億噸級(jí)大型煤炭生產(chǎn)基地之一，寧東基地將于 2020年建設(shè)成為世界級(jí)的煤化工基地、國(guó)家“西電東送”火電基地和循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范園區(qū)。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，寧東基地燃煤電廠裝機(jī)容量亦呈倍速增加。盡管各個(gè)電廠已按照國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)安裝了專門的脫硫脫硝裝置，但全國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)特征，使得寧東基地酸沉降效應(yīng)值得關(guān)注。據(jù)報(bào)道，2016年寧東基地SO2和NOx排放量為9.47×104t和3.35×104t，區(qū)域污染物排放占比分別為 23.34%和65.67%（伯鑫等，2019）。那么，現(xiàn)行排放措施下，寧東基地燃煤電廠周圍S、N沉降是否超過(guò)了區(qū)域可接受沉降量？為此，本文以寧東基地3個(gè)典型燃煤電廠為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，初步探討了電廠周圍降水降塵S、N沉降組成特征，研究結(jié)果對(duì)于促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

寧東基地位于寧夏中東部毛烏素沙地西南緣，范圍覆蓋靈武市、鹽池縣、同心縣和紅寺堡開(kāi)發(fā)區(qū)等4個(gè)縣市（區(qū)）。研究區(qū)平均海拔在1150—1512 m之間，具有干燥少雨（＜300 mm）、蒸發(fā)量強(qiáng)、溫差大和日照長(zhǎng)等中溫帶干旱氣候特征。土壤類型主要為灰鈣土、風(fēng)沙土及少量鹽堿土。土層較薄且可溶鹽濃度高，有機(jī)質(zhì)含量低。天然植被稀少且分布不均勻，植物組成以一年或多年生草本、旱生或超旱生灌木和半灌木為主（羅成科等，2018）。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇和采樣點(diǎn)設(shè)置

本研究以寧夏發(fā)電集團(tuán)有限責(zé)任公司馬蓮臺(tái)電廠、寧夏煤電有限公司鴛鴦湖電廠和寧夏靈武發(fā)電有限公司靈武電廠等3個(gè)燃煤電廠為監(jiān)測(cè)點(diǎn)（圖1）。其中，馬蓮臺(tái)電廠地理位置為 38.17°N，106.57°E，海拔為1258 m，北偏靈武市24 km，西距銀川市38 km，是寧東基地第一個(gè)開(kāi)工建設(shè)投產(chǎn)的重大工程和大型企業(yè)。電廠設(shè)計(jì)機(jī)組規(guī)模為2×330 MW+2×600 MW+2×1000 MW，一期工程于2004年6月1日開(kāi)工建設(shè)，#1、#2機(jī)組分別于2005年12月27日和2006年5月25日并網(wǎng)發(fā)電；鴛鴦湖電廠地理位置為 38.06°N，106.70°E，海拔為1279.6 m，西距靈武市約34 km，西北距銀川市約64.5 km。一期和二期機(jī)組規(guī)模分別為2×660 MW和2×1000 MW（核心工程已基本建成），全部建成投運(yùn)后將成為寧東基地最大的火電廠；靈武電廠地理位置為38.17°N，106.35°E，海拔為1272.5 m，南距靈武市6 km，西北距銀川市中心45 km，一期和二期機(jī)組規(guī)模分別為2×600 MW和2×1000 MW，是“十一五”期間寧東基地“一號(hào)工程”。

圖1 3個(gè)電廠地理位置Fig.1 Geographical locations of the three power plants

2018年實(shí)地調(diào)查時(shí)，項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)3個(gè)電廠部分風(fēng)向上存在人為干擾。為保證所選取樣點(diǎn)無(wú)其他S、N排放源干擾，本研究將取樣點(diǎn)統(tǒng)一設(shè)在電廠圍墻外主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向（東南方向）遠(yuǎn)離村莊、農(nóng)田、牧場(chǎng)和道路等無(wú)人為活動(dòng)的扇形區(qū)域內(nèi)。依據(jù)3個(gè)電廠實(shí)際情況，按照不同的取樣距離收集降水降塵混合樣品。在每個(gè)電廠每個(gè)取樣距離處，選擇地勢(shì)平坦、開(kāi)闊、多草且100 m內(nèi)沒(méi)有高大樹(shù)木的區(qū)域作為采樣點(diǎn)。每個(gè)取樣距離上隨機(jī)設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)面積約10 m×10 m。

1.3 降水降塵混合樣品收集與分析

于2019年1—6月，參考國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的《酸沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 165—2004），采用手動(dòng)采樣器結(jié)合替代面法收集降水降塵混合樣品（陳能旺等，2006；邢建偉，2017）。采樣器為一個(gè)直徑為15 cm的聚乙烯桶；桶上罩一層網(wǎng)眼為1 mm的紗布，以防其他物質(zhì)污染；桶底用錫箔包裹，以防樣品蒸發(fā)；桶內(nèi)加入乙二醇溶液（70 mL乙二醇+100 mL超純水），以抑制藻類及微生物生長(zhǎng)、防止降塵隨風(fēng)飄出以及冬季結(jié)冰。聚乙烯桶置于離地面高度約為1.5 m的支架上。由于3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)降水稀少，考慮到野外試驗(yàn)的可操作性，有降水時(shí)降水結(jié)束后立即采集樣品，無(wú)降水時(shí)7—10 d采集一次。采樣期間，每日密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào)和桶內(nèi)水位的變化，以便及時(shí)收集樣品以及添加適量的超純水。收集時(shí)，用超純水多次清洗桶內(nèi)壁，最后將桶中的混合沉降和乙二醇溶液轉(zhuǎn)入300 mL聚乙烯瓶中帶回實(shí)驗(yàn)室。

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將每個(gè)采樣點(diǎn)上每月采集到的混合樣品合并為一個(gè)樣品，采用0.45 μm有機(jī)微孔濾膜抽濾后，在連續(xù)流動(dòng)分析儀上（Auto Analyzer 3，SEAL Analytical GmbH，Hanau，Germany）測(cè)定SO42-、NO3-和NH4+濃度，依據(jù)聚乙烯桶面積計(jì)算SO42-、NO3-、NH4+和無(wú)機(jī) N（NO3-+NH4+）月沉降量，依據(jù) SO42-、NO3-和 NH4+沉降量計(jì)算SO42-/NO3-和 NO3-/NH4+。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

采用Excel 2007計(jì)算各指標(biāo)的變異系數(shù)（各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差與對(duì)應(yīng)指標(biāo)平均值的比值，CV）。采用Sigmaplot 12.5進(jìn)行圖的繪制。采用SPSS 13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析：采用One-way ANOVA進(jìn)行各指標(biāo)的單因素方差分析，采用最小顯著性差異法（LSD）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 3個(gè)電廠周圍S、N沉降量的變化特征

研究區(qū)SO42-月沉降量、NO3-月沉降量、NH4+月沉降量、無(wú)機(jī) N月沉降量、SO42-/NO3-和NO3-/NH4+的變異系數(shù)均較大，各指標(biāo)的變化范圍分別為 0.19—5.80、0.16—3.24、0.10—0.63、0.29—3.61 kg·hm-2·month-1、0.17—19.15 和 0.94—16.10，平均值分別為 (2.51±0.07)、(1.17±0.05)、(0.23±0.01) 、 (1.40±0.05) kg·hm-2·month-1、(3.82±0.26)和(5.34±0.21)（圖 2）。

就每個(gè)電廠而言，靈武電廠各指標(biāo)的變異系數(shù)相對(duì)較高，馬蓮臺(tái)電廠各指標(biāo)的變異系數(shù)相對(duì)較低：馬蓮臺(tái)電廠各指標(biāo)平均值分別為 (2.69±0.12)、(1.19±0.08)、(0.25±0.02)、(1.44±0.10) kg·hm-2·month-1、(3.62±0.16)和(4.97±0.16)；鴛鴦湖電廠各指標(biāo)的平均值分別為 (2.06±0.09)、(1.30±0.09)、(0.21±0.01)、(1.51±0.10) kg·hm-2·month-1、 (2.91±0.16) 和(6.47±0.25)；靈武電廠各指標(biāo)的平均值分別為(2.78±0.13)、(1.06±0.07)、(0.23±0.01)、(1.29±0.08)kg·hm-2·month-1、(4.66±0.22) 和 (4.66±0.18)。

2.2 3個(gè)電廠間S、N沉降量的差異

研究區(qū)S、N沉降量在電廠間存在差異（圖3）：鴛鴦湖電廠 SO42-月平均沉降量顯著低于其他兩個(gè)電廠；鴛鴦湖電廠 NO3-月平均沉降量顯著高于靈武電廠；馬蓮臺(tái)電廠 NH4+月平均沉降量顯著高于鴛鴦湖電廠；無(wú)機(jī)N月平均沉降量在3個(gè)電廠間差異不顯著；鴛鴦湖電廠具有較低的SO42-/NO3-和較高的NO3-/NH4+?？偟膩?lái)說(shuō)，馬蓮臺(tái)電廠和靈武電廠具有較高的 SO42-月平均沉降量、NH4+月平均沉降量和 SO42-/NO3-，鴛鴦湖電廠具有較高的 NO3-月平均沉降量、無(wú)機(jī)N月平均沉降量和NO3-/NH4+。

2.3 3個(gè)電廠不同月份間S、N沉降量的差異

3個(gè)電廠S、N沉降量均在月份間存在差異（圖4）：馬蓮臺(tái)電廠2月、5月和6月SO42-沉降量顯著高于其他3個(gè)月份，4月的測(cè)定值最低。5月和6月NO3-、NH4+和無(wú)機(jī)N沉降量顯著高于其他4個(gè)月份，2月NO3-和無(wú)機(jī)N沉降量最低，4月NH4+沉降量最低。2月SO42-/NO3-顯著高于其他幾個(gè)月份。4月 NO3-/NH4+顯著高于其他幾個(gè)月份；鴛鴦湖電廠3月SO42-沉降量最高，4月的測(cè)定值最低。5月、6月NO3-和無(wú)機(jī)N沉降量顯著高于其他4個(gè)月份，2月各測(cè)定值顯著低于其他5個(gè)月份。3月NH4+沉降量較高，2月的測(cè)定值較低。2月SO42-/NO3-顯著高于其他幾個(gè)月份。5月NO3-/NH4+顯著高于其他幾個(gè)月份；靈武電廠1月和5月SO42-沉降量顯著高于其他4個(gè)月份，4月的測(cè)定值顯著低于其他幾個(gè)月份。5月NO3-和無(wú)機(jī)N沉降量顯著高于其他5個(gè)月份，1月和2月的測(cè)定值則顯著低于其他4個(gè)月份。3月、5月和6月NH4+沉降量顯著高于其他3個(gè)月份。2月SO42-/NO3-顯著高于其他幾個(gè)月份。5月 NO3-/NH4+顯著高于其他幾個(gè)月份?？偟膩?lái)說(shuō)，3個(gè)電廠 SO42-、NO3-、NH4+和無(wú)機(jī)N沉降量均在5月時(shí)較高，SO42-/NO3-在2月時(shí)較高，NO3-/NH4+在4月和5月時(shí)較高。

將每個(gè)月份3個(gè)電廠S、N沉降量數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合，分析了不同月份間研究區(qū)S、N沉降量及其比值的差異（表1）：5月SO42-沉降量、NO3-沉降量、NH4+沉降量、無(wú)機(jī)N沉降量和NO3-/NH4+較高，SO42-/NO3-較低；2月SO42-/NO3-較高，SO42-沉降量、NO3-沉降量、NH4+沉降量、無(wú)機(jī) N沉降量和SO42-/NO3-較低。

2.4 3個(gè)電廠不同取樣距離間S、N沉降量的差異

取樣距離間，3個(gè)電廠SO42-月平均沉降量差異較大，NO3-月平均沉降量、NH4+月平均沉降量、無(wú)機(jī)N月平均沉降量、SO42-/NO3-以及NO3-/NH4+差異較小，尤其NH4+月平均沉降量（圖5）。

3 討論

圖2 研究區(qū)S、N月沉降量及其比值的變化范圍Fig.2 The variation ranges of monthly S and N deposition and their ratios in the studied area

大氣沉降主要分為干沉降和濕沉降。濕沉降可以利用雨量筒進(jìn)行人工收集。干沉降收集方法較為復(fù)雜，且測(cè)定結(jié)果具有很大的不確定性，常見(jiàn)的方法有替代面法、穿透水法、離子樹(shù)脂交換法、苔蘚S同位素示蹤、推算法和遙感數(shù)據(jù)分析等。其中，替代面法雖僅能收集到直徑＞2 μm 的顆粒物沉降（吳玉鳳等，2019），但獲得的降塵化學(xué)組成對(duì)于評(píng)價(jià)酸沉降狀況仍具有積極意義（邢建偉等，2017）。本研究采用手動(dòng)采樣器結(jié)合替代面法收集降水降塵混合樣品，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)SO42-月沉降量變化范圍為 0.19—5.80 kg·hm-2·month-1，平均值為(2.51±0.07) kg·hm-2·month-1，與 1990s—2010s 亞洲水平（Gao et al.，2018）和全國(guó)水平（Yu et al.，2017）以及酸沉降較為嚴(yán)重的中國(guó)南方 S沉降水平相當(dāng)，如重慶市近郊（何瑞亮等，2019）、江西千煙洲和湖南會(huì)同兩個(gè)典型森林生態(tài)系統(tǒng)（程正霖等，2017），但高于中國(guó)華北、內(nèi)蒙古、東北和青藏高原等生態(tài)區(qū)的平均水平（Yu et al.，2017）。降水降塵中 SO42-/NO3-可以反映大氣 S來(lái)源：SO42-/NO3-＞1時(shí)，說(shuō)明燃煤等固定污染源占主導(dǎo)；反之，說(shuō)明汽車尾氣排放等移動(dòng)污染源占主導(dǎo)（Yao et al.，2002）。研究區(qū) SO42-/NO3-的變化范圍為0.17—19.15，平均值為 (3.82±0.26)，體現(xiàn)了 S沉降來(lái)源以燃煤為主導(dǎo)的特點(diǎn)。段雷等（2002）采用穩(wěn)定法確定了中國(guó)土壤S沉降臨界負(fù)荷，認(rèn)為研究區(qū)普遍可接受的 S沉降大于 6.4 g·m-2·a-1。因此，雖然研究區(qū)S沉降量處于較高水平，但尚未超過(guò)土壤 S沉降臨界負(fù)荷。然而，考慮到S沉降的時(shí)間累積性及其與N沉降的耦合效應(yīng)（Gao et al.，2018），3個(gè)電廠S排放的控制工作依然不容忽視。

圖3 3個(gè)電廠間月平均S、N沉降量的差異Fig.3 The differences of monthly mean S and N deposition among the three power plants

表1 研究區(qū)不同月份間月S、N沉降量的差異Table 1 The differences of monthly S and N deposition among the sampling months in the studied area

與SO42-沉降量的變化趨勢(shì)不同，1999s—2010s全國(guó) NO3-沉降量由 4.44 kg·hm-2·a-1上升至 7.73 kg·hm-2·a-1（Yu et al.，2017）。本研究中，研究區(qū)NO3-月沉降量的變化范圍為 0.16—3.24 kg·hm-2·month-1，平均值為(1.17±0.05)kg·hm-2·month-1，與華南生態(tài)區(qū)的觀測(cè)值相當(dāng)，高于全國(guó)平均值；3個(gè)電廠NH4+月平均沉降量的變化范圍為 0.10—0.63 kg·hm-2·month-1，平均值為(0.23±0.01) kg·hm-2·month-1，低于全國(guó)大部分生態(tài)區(qū)的觀測(cè)值，但遠(yuǎn)高于青藏高原各市縣的報(bào)道結(jié)果（王偉等，2018）。一般認(rèn)為，NO3-主要來(lái)源于工業(yè)N排放（Boyer et al.，2002），如電廠煤炭燃燒和汽車尾氣排放等；NH4+主要來(lái)自農(nóng)業(yè)氨釋放（Huang et al.，2012；Qiao et al.，2015），如農(nóng)田 N肥揮發(fā)、禽畜養(yǎng)殖以及土壤微生物活動(dòng)等。因此，NO3-/NH4+可以表征N沉降的來(lái)源：其值＞1時(shí)，N沉降主要來(lái)自工業(yè)排放，反之則為農(nóng)業(yè)源（何瑞亮等，2019）。本研究中，NO3-/NH4+的變化區(qū)間為0.94—16.10，平均值為 (5.34±0.21)，表明3個(gè)電廠N沉降以NO3-形式為主。與其他工業(yè)活動(dòng)較少的區(qū)域相比，如北京市石匣流域（王煥曉等，2018）、西寧市近郊（許穩(wěn)等，2017）、黑龍江省涼水國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（宋蕾等，2018）以及湖南省亞熱帶農(nóng)田和林地（朱瀟等，2018），3個(gè)電廠具有較高的 NO3-沉降量、較低的 NH4+沉降量，體現(xiàn)了研究區(qū)N排放以工業(yè)源為主導(dǎo)的特點(diǎn)。依據(jù)段雷等（2002）針對(duì)研究區(qū)N沉降臨界負(fù)荷閾值的界定（1—2 g·m-2·a-1），本結(jié)果意味著研究區(qū) N沉降量超過(guò)了土壤可接受范圍，其生態(tài)效應(yīng)值得密切關(guān)注。

圖4 3個(gè)電廠周圍不同月份間月S、N沉降量的差異Fig.4 The differences of monthly S and N deposition among the sampling months near the three power plants

燃煤機(jī)組規(guī)模、氣象條件、污染物遠(yuǎn)距離傳輸以及其他排放源干擾等因素共同決定了燃煤電廠周圍S、N沉降特征。本研究中，鴛鴦湖電廠機(jī)組規(guī)模小于其他兩個(gè)電廠。盡管3個(gè)電廠都已按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了脫硫脫硝處理（排放濃度限值 SO2＜35 mg·m-3、NOx＜40 mg·m-3），但長(zhǎng)期較大規(guī)模的低 S、N排放可能導(dǎo)致了馬蓮臺(tái)電廠和靈武電廠較高的SO42-和 NH4+沉降量（圖 3）。空間分布上，排放至大氣的污染物在大氣多尺度環(huán)流的作用下混合、擴(kuò)散，造成污染物跨區(qū)域的遠(yuǎn)距離輸送及遷移（Ferm，1998；邢建偉等，2017）。燃煤電廠煙塵在經(jīng)過(guò)除塵處理后，其直接排出的顆粒物濃度和粒徑較小，亦具有遠(yuǎn)距離擴(kuò)散的特點(diǎn)（梁曉雪，2019）。為避免其他排放源干擾，3個(gè)電廠最大取樣距離分別設(shè)在圍墻外 500、1000、2000 m處。較短的取樣距離可能導(dǎo)致了NO3-、NH4+和無(wú)機(jī)N月平均沉降量在距離間無(wú)顯著差異，尤其NH4+（圖5），反映了燃煤電廠高架源排放的污染物濃度在主風(fēng)向上的排放特點(diǎn)（佟海，2016）。時(shí)間尺度上，降水量和降塵量季節(jié)分配格局與大氣污染物沉降量存在密切聯(lián)系（劉平等，2010；裴旭倩，2015）。本研究發(fā)現(xiàn)3個(gè)電廠SO42-、NO3-、NH4+和無(wú)機(jī)N沉降量均在5月時(shí)較高。其可能原因在于5月研究區(qū)具有降水事件增多、大風(fēng)天氣頻發(fā)等氣候特征，使得降水降塵中S、N輸入量增加。此外，5月也是農(nóng)業(yè)播種和作物生長(zhǎng)期。N肥施用量增加以及高溫下畜禽糞便氨揮發(fā)增多等可能也導(dǎo)致了非工業(yè)源S、N的長(zhǎng)距離輸入增加。

圖5 3個(gè)電廠不同取樣距離間月平均S、N沉降量的差異Fig.5 The differences of monthly mean S and N deposition among the sampling distances in the three power plants

4 結(jié)論

綜合以上分析，研究區(qū) SO42-月沉降量的變化范圍為 0.19—5.80 kg·hm-2·month-1，平均值為(2.51±0.07) kg·hm-2·month-1，與全國(guó)水平相當(dāng)，但低于區(qū)域土壤S沉降臨界負(fù)荷；研究區(qū)NO3-和NH4+月沉降量的變化范圍分別為 0.16—3.24 kg·hm-2·month-1和 0.10—0.63 kg·hm-2·month-1，平均 值 分 別 為 (1.17±0.05) kg·hm-2·month-1和(0.23±0.01) kg·hm-2·month-1。無(wú)機(jī) N 沉降總量高于中國(guó)西北地區(qū)平均值，且超過(guò)了區(qū)域土壤可接受的N沉降水平；本研究收集的大氣沉降為濕沉降加部分干沉降，未包括氣態(tài)沉降和直徑≤2 μm的顆粒物沉降，故可能導(dǎo)致S、N沉降測(cè)定值低于實(shí)際總沉降量。考慮到S、N沉降的時(shí)間累積性以及二者的耦合效應(yīng)，寧夏燃煤電廠S、N限排工作依然十分必要，二者的生態(tài)效應(yīng)亦不容忽視，尤其N沉降；此外，本研究?jī)H收集了燃煤電廠主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向2 km范圍內(nèi)的降水降塵樣品。由于大氣污染物具有遠(yuǎn)距離傳輸和遷移的特征，今后進(jìn)行燃煤電廠酸沉降狀況評(píng)估時(shí)，需加大降水降塵取樣距離。