[发明专利]一种预测大气湿沉降中无机元素沉降通量的模拟方法

说明书

本发明属于生态保护技术领域，涉及一种预测大气湿沉降中无机元素沉降通量的模拟方法。本发明可以根据PM_2.5浓度有效地预测任何TE的湿沉积通量，在一定程度上可以忽略气象因素和污染源。本发明涉及的金属元素湿沉降通量与Ca、K、Na、Mg、Al、Fe、Mn、Ba、As、Ni、Sr、V、Cu、Pb和Zn的预测值有显著相关，各要素的相关系数范围为p0.001，表明本发明的预测模型对各要素的预测能力最好，Cr、Co、Cd的实测值与预测值的相关系数为0.001p0.01，能较好地预测这些元素，预测值具有较好的可信度。

技术领域

本发明属于生态保护技术领域，涉及一种预测大气湿沉降中无机元素沉降通量的模拟方法。

背景技术

气溶胶是指由固体或液体颗粒物均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。大量研究发现大气颗粒物的化学组分包括无机成分，金属元素，有机成分，元素碳等，水溶性离子和金属元素是其中的重要组成部分。水溶性离子具有亲水性而可以促使云的凝结核形成，从而对气候、能见度产生重要影响。大气颗粒物中的金属元素具有不可降解性及生物富集性，对环境和人类健康造成极大的潜在威胁,如铅、镉对人具有化学毒性.大气颗粒物通过呼吸进入人体后，其中的金属可造成各种人体机能障碍，导致身体发育迟缓，甚至引发各种癌症和心脏病等，可见气溶胶对气候变化、大气环境和人体健康都有着十分重要的影响。随着我国对空气污染问题愈来愈重视，对于大气气溶胶的研究逐渐成为科学研究中的热点话题。

水溶性离子来源复杂，包括土壤粉尘、建筑粉尘、海雾排放、生物质燃烧、化石燃料燃烧、汽车尾气等。已有研究表明，大气颗粒物中Na⁺、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-和NO₃^-含量较高。其中NH₄⁺、SO₄^2-和NO₃^-主要来自直接排放到大气中的SO₂、NO_X和NH₃气体化学反应形成的颗粒，因此也成为二次离子。由于其独特的物理和化学性质，水溶性离子对大气中的物理和化学过程有重大影响。例如，SO₄^2-和NO₃^-容易形成云凝结结节，会增加云滴的数量。云的增加不仅会使地表降温，还会增加降水，从而影响地表湿度和植被，从而改变地表反照率，进一步影响气候。大气颗粒物中的金属元素具有不可降解和生物富集的特点，对环境和人类健康造成了巨大的潜在威胁。例如，铅和镉对人类具有化学毒性，当空气中的颗粒物通过呼吸进入人体时，其中的金属会引起人体各种功能障碍，导致生长发育迟缓，甚至癌症和心脏病。空气传播的金属元素沉积在植物上、进入土壤或水中后，由于在食物链中转移和积累，也会对环境和人类健康造成重大损害问题。具体来说，土壤微生物可以改变土壤的物理和化学性质，影响植物生长和作物生产力，导致作物产量下降。湿沉降涉及随降水或雪沉积的含金属元素的颗粒；在此过程中金属元素溶解在水滴或冰晶中，或与颗粒结合并吸附在颗粒表面。这可能会促进大气沉积重金属元素的流动性和溶解度