佛山市降水成分及酸雨污染狀況分析

姚 鎮，梁麗紅

（佛山市環境監測中心站，廣東 佛山 528000）

1 引言

酸雨是指pH值小于5.6的大氣降水。其酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和鹽酸等。酸雨不但污染土壤環境，使土壤酸化和貧瘠化，還會影響水體、森林，破壞其生態循環［1］。此外，酸雨還能誘發植物病蟲害，使農作物大幅度減產。因此，酸雨控制已成為中國污染防治工作的一項重要內容。

本文通過對佛山市“十一五”期間5個采樣點降水化學成分的測定，探討其大氣降水的離子組成，對酸雨的監測狀況進行研究，以期為進一步更好地開展環境保護和生態保護工作奠定基礎。

2 降水監測結果與討論

佛山市共布設了5個降水監測點位，分別位于5個區，由5個區的環境監測站承擔降水的常規監測工作，監測項目包括pH值、電導率、硫酸根、硝酸根、氟離子、氯離子、銨離子、鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子的監測分析。逢雨每24h采樣一次，如遇連續降水，則將9:00至次日9:00的降水視為一個樣品。降水的采集和成分分析分別按相關監測技術規范進行。

2.1 降水pH值和酸雨頻率

2006～2010年佛山市5個監測點降水樣品pH值和酸雨頻率等統計情況見表1。

表1 2006年～2010年佛山市區降雨情況統計

由表1可知，2006～2010年之間該市共收集降水樣品1989 個，其中酸雨樣品1571 個，占總樣品的79.0%，降水pH值平均為4.57，酸雨污染較為嚴重。

該市各年度降水酸雨頻率及降水pH平均值月變化如圖1、圖2所示，由圖可知各年度降水pH值大體呈二、三季度較低，一、四季度較高的特征，而酸雨頻率則為一、四季度較低，二、三季度較高的趨勢，顯示二、三季度酸雨污染比一、四季度突出。

圖1 各年度降水酸雨頻率月變化

圖2 各年度降水pH值月變化

2.2 降水化學成分分析

2006～2010年佛山市降水中主要離子濃度與占比見表2。

由表2知，全市降水中離子濃度的順序依次為:SO2－4＞NO－3＞Ca2＋＞Cl－＞NH＋4＞Na＋＞K＋＞F－＞Mg2＋。其中SO2－4、NO－3、Ca2＋、NH＋4是降水中的主要離子，這與中國南方各地的降水組成狀況基本一致［2］。SO2－4和NO－3是主要的陰離子，分別占總離子的44.0%和16.9%；Ca2＋和NH＋4是主要的陽離子，分別占總離子的10.7%和6.7%。

表2 2006～2010年佛山市區降水中離子比例分布

5年相比，硫酸根濃度減少3.09mg／L，占陰離子總數的比例降低17.1%；硝酸根濃度增加1.91mg／L，占陰離子總數的比例上升20.4%，硝酸鹽對降水呈酸性的貢獻增大，見圖3。

圖3 佛山市2006～2010年降水離子濃度比較

3 酸雨污染狀況分析

3.1 酸雨污染空間變化分析

降水pH值自佛山市東南部向西、北呈逐漸降低的分布特征，地處城市西、北部的高明和三水區經濟基礎相對較弱，山地和林木資源豐富，其受到酸雨污染影響反而比地處城市東、南部且開發強度較大的禪城、南海、順德區更突出，見圖4。

圖4 佛山市降水pH值區域分布

3.2 降水質量變化趨勢分析

“十一五”期間佛山市降水pH均值范圍在4.35～4.81之間，自2007年開始降水pH值逐年降低；酸雨頻率范圍在70.9%～85.5%之間，變化趨勢不顯著，但2010年酸雨頻率超過80%，僅次于2008年水平，這反映“十一五”期間佛山酸雨污染有所加重，見圖5。

圖5 2006～2010年佛山市降水pH值及酸雨頻率變化趨勢

“十一五”期間佛山市硫酸根濃度呈顯著下降趨勢，硝酸根濃度呈顯著上升趨勢。硫酸根／硝酸根從2006年的4.14下降至2010年的1.39，年均降幅23.9%，反映降水從硫酸型逐漸向硫酸、硝酸混合型轉變，見圖6。

圖6 2006～2010年佛山市降水中硫酸根與硝酸根比值變化趨勢

3.3 降水質量變化成因分析

（1）地理位置和氣象條件促使降水質量產生季節變化和區域分布差異。佛山市位于珠三角城市群的西北角，全市地形西高東低，西面多為山地。冬季盛行偏北風，夏季盛行偏南風，二、三季度太陽輻射強度大，日照時間長，大氣氧活性強，雨量充沛，空氣相對濕度大，空氣中SO2容易向SO3及H2SO4轉化，有利于酸雨的形成。

佛山全年主要降水過程發生在主導風向為南風或東南風的二、三季度，此時佛山市地處珠三角城市的下風向，區域污染物輸送效應增加了降水中酸性物質的來源，造成佛山市的降水pH值較低，同時也造成了各區降水質量產生差異。

（2）二氧化硫減排促使降水中硫酸根離子濃度下降。“十一五”期間，佛山市二氧化硫減排任務順利完成，工業二氧化硫年排放總量逐年下降，2010年總量比2006年下降32.2%，促使環境空氣中二氧化硫濃度降低。降水中硫酸根離子濃度也呈逐年下降趨勢，與工業二氧化硫排放總量的變化呈明顯的線性相關關系，說明了二氧化硫減排對降低酸雨污染貢獻明顯，見圖7。

圖7 2006～2010年佛山市降水硫酸根濃度與工業二氧化硫排放量關系

（3）汽車保有量的迅速增長導致降水特征變化。根據佛山市統計年鑒［3］分析，“十一五”期間，佛山市汽車保有量逐年增長，2010年汽車保有量比2006年增加86.9%，汽車尾氣對空氣中氮氧化物濃度的增加日益突出。降水中硝酸根離子濃度顯著增加，在工業二氧化硫減排降低了硫酸根濃度的情況下，硫酸根和硝酸根濃度之比與汽車保養量的變化呈明顯的線性相關，反映汽車保有量增加促使降水向硫酸、硝酸混合型酸性特征轉變，見圖8。

圖8 2006～2010年硫酸根濃度與硝酸根濃度比值隨汽車保有量變化趨勢

4 結語

（1）“十一五”期間佛山市降水pH值較低，酸雨污染較為嚴重。酸雨季節性變化不明顯，相對來說冬季的污染特征較輕。

（2）降水中的硫酸根／硝酸根比值表明佛山市酸雨類型已從單一的硫酸型逐漸轉變為硫酸和硝酸混合型，環境空氣污染正從傳統工業型污染向新型復合型污染轉變。

（3）工業發展基礎相對較弱、山地和林木資源豐富的高明區和三水區酸雨污染程度比經濟較發達的禪城區、南海區和順德區更突出，這是由環境空氣二次污染物區域分布特點和地理位置造成的。

（4）地理位置和氣象條件是影響降水質量的季節變化和區域分布的主要因素，污染排放的變化則是降水質量變化的根本原因。由于“十一五”二氧化硫減排措施的落實，降水中硫酸根離子濃度也相應減低，但汽車保有量增長迅猛，在汽車尾氣污染影響下降水中硝酸根離子濃度上升，降水硫酸、硝酸混合型特征逐漸突出，酸雨污染有所加重。

［1］宗英飛，張國林，蘇常新，等.2008年遼寧省酸雨時空分布特點分析［J］.安徽農業科學，2009（16）:7536 ～7537 .

［2］覃柳妹，黃奎賢，王 景，等.2005～2010年河池市酸雨變化趨勢和特征分析［J］.廣西科學院學報，2011，27（2）:102～104.

［3］佛山市統計局.2006～2010佛山統計年鑒［R］.北京:中國統計出版社，2006～2010.