棗莊市酸雨形勢分析

王 瑜 劉 威 湯金樹

摘要利用棗莊市2003~2009年的酸雨觀測資料和氣象資料,統計分析棗莊市降水pH值的年變化和月變化情況。通過對酸雨的變化特征分析表明:棗莊市降水酸性趨勢越發明顯,酸雨污染越來越重,并提出酸雨的防治措施。

關鍵詞酸雨;化學組成;成因;危害;防治措施;山東棗莊

中圖分類號X517文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)22-0271-02

大氣是人類生存的重要環境,大氣污染將最直接地影響人們的生活和工作。近年來,被稱為“空中死神”的酸雨,就像無形的殺手,侵害著人類的身心健康,影響著人類的生活。

所謂酸雨,其正確的名稱應為“酸性沉降”,可分為“濕沉降”與“干沉降”兩大類,前者指的是所有氣狀污染物或粒狀污染物,隨著雨、雪、霧或雹等降水形態而落到地面上;后者則是指在不下雨的情況下,從空中降下來的落塵所帶來的酸性物質。由于大氣中含有大量的CO2,故正常雨水本身略帶酸性,pH值約為5.6。因此,一般把雨水中pH值小于5.6的稱為酸雨。利用棗莊市2003~2008年的酸雨觀測資料,分析棗莊市降水pH值的季節變化特征,對棗莊市酸雨形成原因進行初步分析。

1酸雨化學組成

一般酸雨化學組成中,較重要的物種包括H+、Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、K+、Na+、Ca2+及Mg2+等9種。其來源包括自然來源及人為來源,一般而言,NO3-及SO42-為主要的致酸物質,由硫氧化物與氮氧化物轉化而來。在人為污染排放方面,Ca2+及NH4+為主要的中和(致堿)物質,SO42-與石化工業、火力電廠使用化石燃料燃燒含硫物質有關;Na+、Cl-、Mg2+主要源自海洋的海水飛沫;NO3-主要是工廠高溫燃燒過程、交通工具尾氣排放等造成的;Ca2+、K+來自飛塵;NH4+源于農藥噴灑。雨水pH值高低與否,并不必然代表其中人為污染物的多少,因污染物中除了上述酸性離子外,亦存在堿性離子,以中和酸性,雨水酸堿值為眾多離子平衡后計算得來。換言之,雨水中雖有高濃度的SO42-與NO3-,但因其有其他堿性離子中和,雨水未必呈現酸性反應(即低酸堿值),反之亦然。雨水酸堿值無疑可以作為一項先期指標,但更重要的是必須進一步進行雨水化學成分分析,了解其污染物來源,并計算隨雨水沉降至地表的污染物通量(即所謂沉降量,以kg/hm2·a為單位),進而制定控制策略,加以改善。

2酸雨的變化特征分析

2.1降水pH值的年變化

2003年1月1日至2008年10月31日期間共進行酸雨觀測246次。經測試,棗莊市降水pH值平均為6.79,其中2005年出現1次酸雨過程,2007年出現2次,2008年出現2次。棗莊市2003年(9月1日至12月31日)降水pH平均值為7.82,2004年為7.56,2005年為7.35,2006年為6.85,2007年為6.46,2008年為6.53,2009年(1月1日至9月30日)為6.42。可見,棗莊市的酸雨情況非常嚴峻,降水酸性和酸雨出現頻率逐年加強。

2.2降水pH值的月變化

棗莊市降水日的平均pH值≤5.6的日期2005年為9月2日,降水pH值5.56;2007年為5月23日、6月19日、8月31日,降水pH值分別為5.14、5.60、5.33;2008年為8月20日、8月21日,降水pH值分別為5.24、5.17;2009年為3月21日、6月7日、7月10日、8月19日,降水pH值分別為5.11、4.79、5.42、4.85。可見,5~9月降水的pH值偏小,酸性較強,10月至次年4月pH值偏大,酸性較弱。

3酸雨成因和危害

3.1成因

棗莊市是一個老工業城市,主要依靠煤、水泥等作為主要能源,在觀測站3km范圍內有火力發電廠、化肥廠、水泥廠、垃圾處理廠等多個企業,導致棗莊市酸雨不斷加劇。

3.2危害

(1)酸雨破壞水土環境,影響大面積的森林和農作物生長,造成經濟損失。據報道,歐洲和北美一些國家的森林受酸雨危害率高達30%～50%。我國南方重酸區已出現一些嚴重的森林衰亡現象,如重慶市郊區50%的松樹枯死;峨眉山金頂冷杉的死亡率達40%;浙江西天目山因酸雨的影響大片柳杉死亡;柳州市區和郊區的林木也出現較為嚴重的酸雨危害。植物對酸雨反應最敏感的器官是葉片,葉片受損后會出現壞死斑、萎蔫、葉綠素含量降低、葉色發黃、褪綠、光合作用降低,使林木生長緩慢或死亡,使農作物減產。同時,酸雨危害植物表皮及角質層,使植物的抗病蟲害能力減弱。酸雨對水生生物也有很大危害,它使許多河湖水質酸化,導致許多對酸敏感的水生生物種群滅絕。當湖泊、河水的pH值降到5以下時,魚、蝦類的生長繁殖便會受到嚴重影響,加之湖河底泥中有毒金屬遇酸溶解,更加速這些水生生物群的死亡。歐洲、北美的許多湖泊因酸雨危害已經變為死湖。另外,酸雨會使土壤酸化,土壤中的鈣、鎂等養分被酸溶解,導致土壤養分流失。酸化的土壤抑制土壤微生物的活性,破壞土壤微生物的正常生態群落,使有機物分解減緩,土壤貧瘠,病蟲害猖獗。

(2)酸雨影響人和動物的身體健康,雨霧的酸性會對眼、咽喉和皮膚產生刺激,引起結膜炎、咽喉炎、皮炎等病癥。

(3)酸雨對建筑物和金屬材料的腐損也非常嚴重,許多城市剛落成或新裝修的建筑物在一場酸雨過后,就會失去美麗的光澤,如本來光亮如鏡的大理石經酸雨腐蝕后會變得暗淡無光,甚至層層剝落。

4酸雨防治措施

(1)減少污染,如減少 SO2的排放,可采用低硫的煤、石油、天燃氣等燃料,以及加工制成低硫或脫硫的燃料;或開發新能源,如太陽能等。

(2)進行回收處理、綜合利用。如硫酸廠的尾氣可采用氨吸收法、石灰乳吸收法等進行回收;硝酸廠尾氣可采用碳酸鈉溶液吸收法、氫氧化鈉溶液吸收法等。

5結語

氣象環境與降水pH值關系密切,其中偏南氣流與地面風速較小時易出現酸性降水。近幾年在酸雨檢測中不斷有降水pH值小于5.6的現象出現,降水酸性越來越強,酸雨出現頻率越來越多,呈逐年增大的趨勢,應引起有關部門的高度重視。而棗莊市酸雨的產生與當地的環境污染和工業布局有很大關系。因此,控制酸雨,可限制高硫煤的開采與使用,要重點治理火力發電廠、化肥廠、水泥廠等行業生產過程中排放的SO2等污染物。

6參考文獻

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