同仁地区近10年大气沉降的时空特征及其生态效应的初探

孙世学

摘要：大气降尘作为土壤污染物的一项重要来源，能够在一定程度上反映大气污染状况。分析大气降尘的分布特征及其生态效应，能够为改善区域环境质量提供有效的数据支撑。基于此，本文重点针对同仁地区2010-2019年的大气沉降量分布特征进行分析，结果表明：近10年来同仁地区年大气降尘量以-2.109g/m3/10a的速率呈略微的减少趋势，其中夏季平均大气降尘量最高，秋季最低。春季大气降尘量的减少趋势最为显著，而夏季最为平稳。7月份大气降尘量出现最高峰，谷值出现在10月份。大气降尘往往会对生态系统及人体健康构成严重威胁，因此采取有效措施做好大气降尘的污染防治工作刻不容缓。

关键词：大气沉降；分布特征；影响；生态效应；同仁

引言

近年来，由于城市快速发展，随着人口增加和工业、交通运输业的发展，大气中的污染性颗粒物大量增加，生态系统受到了严重干扰，扬沙、浮尘和沙尘暴等恶劣天气现象频繁出现，由此带来的大量降尘对大气环境质量、土壤性质和人体健康产生了显著影响。让空气质量问题成为城市居民越来越关注的焦点，老百姓对环境空气质量的要求变得越来越高，造成大气环境污染的颗粒物很多，其中，首要污染物就是颗粒降尘物。本文选用2010-2019年同仁地区各月份大气降尘量资料，着重采用线性趋势分析等数理统计法分析了该地区大气沉降量的月、季、年变化规律，后针对大气沉降对生态环境的影响提出有效的防范建议，以期能够为掌握同仁地区大气降尘的分布特征和变化规律，减轻降尘对水、土壤和大气的污染，改善区域环境质量等具有重要意义。

1资料与方法

本文使用的降尘资料来源于同仁市气象局，主要包括各月份大气降尘量。着重采用线性趋势分析法针对大气降尘量的年、季节与月分布特征进行分析。其中季节划分标准为：3~5月份为春季，6~8月份为夏季，9~11月份为秋季，12月至次年2月为冬季。

通常使用一次直线方程对气候要素的变化趋势进行描述，可以使用以下公式来表示：

上述公式当中 代表年份， 和 均为常数，其中 为线性方程的斜率，即气候要素的线性变化趋势，其单位为g/m³/10a。当 时代表气候要素随年份的递增呈增加趋势，反之则呈减少趋势。

2同仁地区近10年大气沉降分布特征

2.1年分布特征

图1 2010-2019年同仁地区大气降尘量的年际变化图

据统计，2010-2019年同仁地区年平均大气降尘量为16.5g/m3。由上图1可见，近10年来同仁地区年大气降尘量呈现出较为明显的起伏变化，其中以2016年的大气降尘量最高，为21.9g/m3，而2018年的大气降尘量最低，为12.5g/m3，两者之间的差异显著。整体而言，2010-2019年同仁地区大气降尘量呈略微的减少趋势，其气候倾斜率为-2.109g/m3/10a。近些年来，同仁地区相关部门积极开展大气污染综合治理，强力推进控污、控煤、控车等措施，着力减少污染，使当地大气污染防治工作取得了显著成效，与此同时同仁地区大气环境质量也得到了明显改善。通过上述分析，同仁地区未来几年内大气降尘量处于一个减小趋势。

2.2季节分布特征

a

b

c

d

图2 2010-2019年同仁地区大气降尘量的季节变化图

据统计，2010-2019年同仁地区春季平均大气降尘量为18.7g/m3。由上图2a可见，近10年来同仁地区春季大气降尘量的起伏变化较为明显。随着年份的递增，该地区春季大气降尘量呈显著的减少趋势，气候倾向率为-6.816g/m3/10a。其中2016年春季大气降尘量最高，为30.5g/m3，而2018年春季大气降尘量最低，为11.5g/m3。

2010-2019年同仁地区夏季平均大气降尘量为19.0g/m3。由上图2b可见，近10年来同仁地区夏季大气降尘量的变化较为平稳。随着年份的递增，该地区夏季大气降尘量呈略微的减少趋势，气候倾向率为-0.667g/m3/10a。其中2011年夏季大气降尘量最高，为24.0g/m3，而2018年夏季大气降尘量最低，为16.5g/m3。

2010-2019年同仁地区秋季平均大气降尘量为12.6g/m3。由上图2c可见，近10年来同仁地区秋季大气降尘量呈先平稳后起伏明显的变化特征。随着年份的递增，该地区秋季大气降尘量呈明显的上升趋势，气候倾向率为5.186g/m3/10a。其中2019年秋季大气降尘量最高，为20.4g/m3，而2017年秋季大气降尘量最低，为9.2g/m3。

2010-2019年同仁地区冬季平均大气降尘量为15.5g/m3。由上图2d可见，近10年来随着年份的递增，该地区冬季大气降尘量呈显著的减少趋势，气候倾向率为-6.137g/m3/10a。其中2013年冬季大气降尘量最高，为20.2g/m3，而2018年冬季大气降尘量最低，为11.1g/m3。

综上所述，近10年来同仁地区夏季平均大气降尘量最高，春季次之，而秋季大气降尘量最低。对比各季节大气降尘量的变化趋势可见，除秋季以外，其他三个季节大气降尘量均随年份的递增呈不同程度的减少趋势，以春季大气降尘量的减少趋势最为显著，冬季次之，而夏季大气降尘量的变化趋势最为平稳。

2.3月分布特征

图3 2010-2019年同仁地区大气降尘量的月变化图

从同仁地区大气降尘量的月际变化来看（图3），3-6月及7-10月份月平均大气降尘量呈一定的减少趋势。该地区大气降尘量在7月份出现最高峰，月平均大气降尘量为21.3g/m3；次峰出现在3月份，该月平均大气降尘量为21.1g/m3.而谷值出现在10月份，月平均大气降尘量为10.1g/m3。

近些年来，同仁地区相关部门积极开展大气污染综合治理，强力推进控污、控煤、控车等措施，着力减少污染，使当地大气污染防治工作取得了显著成效，与此同时同仁地区大气环境质量也得到了明显改善。

3大气沉降对生态的影响及有效防范

同仁地区大气降尘主要来源于煤炭、水泥运输等产生的道路扬尘、燃煤及建筑工地扬尘等，不仅会严重影响当地的生态环境，还会对人体健康安全构成严重威胁。

3.1影响

大气降尘颗粒当中的不同成分对生态系统的影响也存在着一定程度的差异。据分析，沙尘暴降尘当中至少含有38种化学元素，由此产生的降尘不仅会使大气固态污染物的浓度明显增加，还会对当地大气环境、农业生产、土壤与水质等产生长期的、潜在的危害。而且降尘当中含有的大量重金属还会被带入到水域或土壤当中，导致土壤酸化或产生其他反应，最终导致地表生态系统发生明显变化。

另外，降尘颗粒物还会遮盖植物叶面，对植物的呼吸作用与光合作用产生一定程度的影响，颗粒物沉降到地表不仅会改变土壤的酸碱度，还会破坏正常的养分供给，并最终严重影响到农作物的品质与产量。而且，降尘当中往往携带有众多的微生物，大量微生物的入侵，必然会导致城市微生态环境发生明显变化，进而对城市的生态安全构成严重威胁。

除此之外，大气降尘还会对人体产生严重危害。大气降尘产生的颗粒物极易通过呼吸道进入到人体，并在肺泡上沉积，由此产生的危害主要表现在以下两个方面：（1）颗粒物当中含有的复杂的化学成分将会严重危害人体健康。城市当中的大量颗粒物均是由汽车尾气产生的，其中含有大量的氧化铅、碳酸铅等铅化物微粒。而工业颗粒物当中还含有众多的氟化钙、氟化钠等化合物，生活区的颗粒物还含有苯及同系物等众多致病致癌物质，进而导致癌症发生率较高。当以上物质在肺泡上发生沉积后，极易在血液当中溶解，进而导致出现血液中毒现象。当血液当中铅的含量达到一定程度时，将会引发心肺病变、破坏神经、损害大脑，对儿童智力的正常发育产生严重影响。因此，积极采取有效措施做好大气降尘的污染防治工作刻不容缓。

3.2有效防范措施

主要可以从以下几点着手对大气降尘进行防范：（1）提高绿地覆盖率，尽可能构建完善的城市生态环境体系；（2）严格控制煤炭消费总量。冬春季同仁地区大气降尘量较高，因此在这一时间段应当严格做好降尘的防治工作。积极调整能源结构，深化燃煤污染治理，减少同仁地区燃煤消耗量。另外，还要加快建设集中供热管网，积极推行清洁能源采暖，同时还要继续推行散煤清洁化治理；（3）强化对重污染企业的治理工作。

参考文献：

[1]裴玉芳，祁栋林，张启发.近10年来青海省河湟谷地大气降尘量的变化特征[J].青海环境，2017（2）：69-72，88.

[2]侯思宇，于兴娜，龚克坚等.重庆市大气降水污染及其沉降特征[J].中国环境科学，2019（10）：4100-4107.

[3]鲍丽然，杨乐超，董金秀等.重庆西部农业区大气沉降特征及其对地表的影响[J].环境污染与防治，2016（1）：41-46.

[4]谢燕华，康玉芬，冯淑兴.大气酸沉降及其对生态环境影响的研究进展[J].化工管理，2020（2）：76-77.

[5]代玮，魏巍，张玉卿.青岛市大气降尘污染特征分析及防治对策[J].资源节约与环保，2020（1）：143.

作者简介：孙世学（1993.07）男，汉族，青海乐都人，大学本科，助理工程师，从事：农业气象。