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1 引言

水體富營養化的危害已眾所皆知，長期以來人們對工業等典型點污染源、農業面污染源乃至流域及區域水污染給予大量關注，并做出了辛勤的工作，取得的明顯成效。但是，一種新的污染源－來自于污染大氣中的富營養物質正在日益嚴重影響著水體，而對該方面的研究目前尚少。

污染大氣含有氣態污染物、顆粒態污染物及細小液滴。大氣一個重要的特性是大氣沉降，包括干沉降(dry deposition)和濕沉降(wet deposition)。大氣氣團及顆粒物直接遷移到地表的形式為干沉降，大氣中物質通過降水(如雨、霧、雪、雹等)的形式遷移到地表為濕沉降。酸雨（acid rain），也叫酸性降水，是指pH<5.60的降水。

大氣沉降過程對環境與水體的影響起步于酸雨的研究。近幾十年來，國內外對各地降水化學和酸雨污染問題進行了較多的研究，監測方法和技術都相對成熟，并積累了大量的監測資料和降水數據，為大氣降水的研究奠定了基礎。但是，無論是酸雨還是干濕沉降對湖泊、河流、近海海洋等水體的營養物質輸送，至今報道很少。人們對大氣沉降的組成與沉降量能否對水體形成一個新的污染源至今還沒有完整的認識。

2 觀測系統設計

2.1 目標

該觀測系統通過與樣品有接觸的所有材料、漏斗和收集盤尺寸均滿足VDI-3871推薦標準的不銹鋼主體樣品收集單元，自動連續采集干濕沉降，并可同時自動監測pH值、電導率、降雨量、降雨時間和收集時間等參數。然后對收集到的干濕沉降樣品，采用激光光譜元素分析單元對河湖、流域不同觀測點的干濕沉降量及其組成成分進行精確分析，從而為了解干濕沉降對河湖和流域等水體的營養物質輸送規律、對水體富營養化的貢獻率以及研究大氣干濕沉降顆粒污染物對河湖流域及濱岸帶生態系統的影響及響應機制等提供基礎數據和科學依據。

2.2 觀測/采樣點布設

選取具有代表性的典型區域作為觀測/采樣樣地，安置干濕沉降采集器。觀測點位應盡可能的遠離局部污染源，四周無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。觀測點數目，根據研究的目的和需要來確定。要盡可能照顧到氣象地形、地貌。若觀測點處于森林生態系統，林外干濕沉降的同時通常要收集林內穿透雨，因此林內外通常各設一個觀測/采樣點或幾個。

各采樣點常同時采集土壤或水樣進行同步分析來說明干濕沉降對下墊面理化性質的影響。

2.3 采樣頻率

干濕沉降物樣本采集頻率根據各研究目的和需要而定。

濕沉降通常于每次降水后馬上進行取樣分析，對于長期監測也可每月采集一次；干沉降通常每月采集一次，也有長期監測每年采集一次，各次干沉降采集要保證采集前期及采集過程無降水。

2.4 測量指標

2.5 觀測系統組成

J200-Tandem河湖、流域干濕沉降觀測系統由干濕沉降采樣器、激光光譜元素分析單元和系統分析軟件共同組成。

3 數據處理

1）利用多功能系統軟件，優化采樣方法有效識別發射峰，并進行統計分析。此外，利用化學統計分析軟件模塊，通過預先設定的或寬范圍光譜特征識別和分類樣品的不同組分；

2）利用光譜數據庫軟件，選擇一組或全部元素進行譜線篩查，快速、準備地識別樣品的譜峰；

3）利用強大的光譜分析工具：任意選取譜線及背景，自動計算峰值下的面積，提供譜線的“凈”強度；

4）選取光譜段，自動去除背景強度，為以后的分析提供高質量光譜數據；

5）可采用各種數據格式保存譜線，并隨時調用作比較分析；

6）系統軟件采用多激光脈沖技術在信號采集時同時進行光譜強度統計分析，將結果用于優化采樣方法；

7）制定標定曲線，完成高精度定量分析；

8) 利用系統軟件所提供得多種數據分析工具，如：PCA、PLS、多參數線性回歸、化學

統計分析等，將隨機樣品的譜線與數據庫中的譜線進行比較，得到復雜的、多組分樣品的定量分析結果。