儀征市區(qū)“十二五”期間酸雨特征及成因分析

吳燦燦

（儀征市環(huán)境監(jiān)測(cè)站江蘇儀征211400）

儀征市區(qū)“十二五”期間酸雨特征及成因分析

吳燦燦

（儀征市環(huán)境監(jiān)測(cè)站江蘇儀征211400）

研究了儀征市城區(qū)2011年至2015年的酸雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，降雨化學(xué)組成及其成因分析。結(jié)果表明，“十二五”期間儀征市區(qū)酸雨污染逐漸好轉(zhuǎn)，SO42-/NO3-比值逐漸下降，一年中冬季酸雨頻率高，pH值較低?；て髽I(yè)和汽車制造企業(yè)的存在是導(dǎo)致酸雨形成的最主要原因。同時(shí)經(jīng)過五年的防治，儀征市區(qū)已經(jīng)從較重酸雨區(qū)轉(zhuǎn)為了非酸雨區(qū)。

儀征市區(qū)；“十二五”；pH值；酸雨；原因

1　引言

酸雨是指pH值小于5.6的降水，包括雨、雪、霜、霧、雹、霰等。它能通過對(duì)湖泊、土壤和河流的酸化，使生態(tài)系統(tǒng)受害；還能腐蝕建筑材料、金屬結(jié)構(gòu)和油漆等；而且對(duì)人類的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

酸雨問題是當(dāng)今中國(guó)乃至世界的重大環(huán)境問題，中國(guó)從二十世紀(jì)70年代末開始監(jiān)測(cè)研究酸雨，酸雨主要發(fā)生在南方，以上海、南京、杭州、青島、福州和廈門為代表的沿海地區(qū)成為我國(guó)主要的酸雨區(qū)。而儀征與南京交界，且有大量石油化工企業(yè)，因此，通過對(duì)儀征城區(qū)“十二五”期間酸雨?duì)顩r的綜合分析，為儀征酸雨污染的防止提供科學(xué)依據(jù)。

2　酸雨區(qū)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

我們一般將某地區(qū)酸雨出現(xiàn)次數(shù)除以降雨的總次數(shù)稱為該地區(qū)的酸雨出現(xiàn)頻率。如果是降雪（冰、雹），以降雨視之。除此之外，酸雨出現(xiàn)頻率也是判別某地區(qū)是否為酸雨區(qū)的一個(gè)重要指標(biāo)。

通過觀察某地區(qū)降水的pH年均值可以判斷該地區(qū)是否為酸雨區(qū)，當(dāng)年均降水pH＞5.60，酸雨出現(xiàn)頻率為0%～20%，表現(xiàn)為非酸雨區(qū)；當(dāng)5.30＜pH＜5.60，酸雨出現(xiàn)頻率10%～40%，表現(xiàn)為輕酸雨區(qū)；當(dāng)5.00＜pH＜5.30，酸雨出現(xiàn)頻率為30%～60%，表現(xiàn)為中度酸雨區(qū)；在4.70＜pH＜5.00，酸雨出現(xiàn)頻率為50%～80%，表現(xiàn)為較重酸雨區(qū)；pH＜4.70，酸雨出現(xiàn)頻率為70%～100%，表現(xiàn)為重酸雨區(qū)。

酸雨中的陰離子主要是SO42-和NO3-，根據(jù)兩者在酸雨樣品中的濃度可以判定降水主要是受二氧化硫還是氮氧化物影響。二氧化硫主要來源于礦物燃料（如煤）的燃燒，氮氧化物主要來源于汽車尾氣等污染源。根據(jù)SO42-和NO3-的濃度比值將酸雨的類型分為三類：硫酸型（燃煤型）：比值＞3；混合型：0.5≤比值≤3；硝酸型（或燃油型）：比值≤0.5。

3　儀征市區(qū)“十二五”期間酸雨特征分析

3.1酸雨現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

由圖1可以看出，“十二五”期間儀征城區(qū)降雨pH年均值在4.88%～6.71，平均為5.39；酸雨頻率在0%～51.1%，平均為31.5%。儀征城區(qū)的降雨酸度從2011年開始逐漸降低，且變化明顯。從2011年酸雨頻率為51.1%，屬于較重酸雨區(qū)，到2015年酸雨頻率達(dá)到了0，屬于非酸雨區(qū)。

3.2酸雨季節(jié)變化特征

“十二五”期間，儀征城區(qū)pH月度監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1，由表1可以看出，“十二五”期間儀征城區(qū)降水pH月均值在4.09～7.76，pH月均值最小值為4.09，出現(xiàn)在2011年4月。2011年至2014年儀征城區(qū)降水pH年均值均小于5.60。但是到2015年，pH年均值達(dá)到了6.71，這已經(jīng)達(dá)到了非酸雨區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。

圖1　儀征城區(qū)降水月度pH值監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

而表1是降水中酸雨出現(xiàn)頻率統(tǒng)計(jì)，從中可以看出，儀征城區(qū)“十二五”期間儀征城區(qū)各季節(jié)的酸雨發(fā)生頻率大小排序依次為：冬季＞秋季＞春季＞夏季，冬季頻率最高，為41.9%，夏季頻率最低，為21.8%。這可能與儀征部分地區(qū)的冬季暖氣供暖有一定的關(guān)系。

表1　儀征城區(qū)降水中酸雨發(fā)生頻率統(tǒng)計(jì)

4　儀征城區(qū)降雨化學(xué)組成

對(duì)“十二五”期間儀征城區(qū)降水中主要陰、陽(yáng)離子進(jìn)行分析，從監(jiān)測(cè)結(jié)果分析來看，“十二五”期間儀征城區(qū)陰離子組份比例由小到大依次為：氟離子（F-）＜氯離子（Cl-）＜硝酸根（NO3-）＜硫酸根（SO42-），降水中起酸性中和作用的陽(yáng)離子含量由小到大依次為：鎂離子（Mg2+）＜鉀離子（K+）＜鈣離子（Ca2+）＜鈉離子（Na+）＜銨離子（NH4+）。在降水陰離子組成中，最主要的是硫酸根（SO42-）離子，其次是硝酸根（NO3-）離子，硫酸根與硝酸根離子的濃度比值為2.56，即0.5≤比值≤3，這充分說明儀征城區(qū)酸雨主要是由燃煤型和燃油型混合空氣污染造成的，酸雨類型屬于混合型。

5　討論

5.1酸雨與氣象的關(guān)系

由上述分析可以看出，2011年至2014年儀征城區(qū)冬季的酸雨發(fā)生頻率均高于其他季節(jié)，2013年冬季的酸雨發(fā)生頻率高達(dá)75%。由于儀征城區(qū)冬季出現(xiàn)逆溫的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他季節(jié)，大氣低層垂直對(duì)流活動(dòng)相對(duì)比較弱，有利于逆溫的形成，抑制大氣低層污染物的水平和垂直方向的擴(kuò)散，加之儀征的低層大氣污染物的化學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)為酸性，對(duì)降水酸度的緩沖能力弱，這可能就是冬季酸雨較其他季節(jié)嚴(yán)重的原因之一。

5.2酸雨與能源消耗的關(guān)系

眾所周知，酸雨的形成與大氣中的二氧化硫濃度密切相關(guān)。酸雨產(chǎn)生的重要原因就是由于二氧化硫含量的增高。而影響二氧化硫轉(zhuǎn)化速率的因素主要包括二氧化硫的起始濃度、相對(duì)濕度和太陽(yáng)光強(qiáng)等，其中太陽(yáng)光照越強(qiáng)，二氧化硫轉(zhuǎn)化速率越快，還有濕度越重也越有利于液滴表面對(duì)空氣中二氧化硫的吸收。儀征市冬季濕度較大，有利于二氧化硫的轉(zhuǎn)化，這也是冬季酸雨較其他季節(jié)嚴(yán)重的原因。

儀征市擁有“兩園一區(qū)”：揚(yáng)州化學(xué)工業(yè)園、汽車工業(yè)園和經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，三大園區(qū)內(nèi)有兩家大型燃煤電廠，一家著名化纖企業(yè)，其工業(yè)生產(chǎn)過程中大量燃燒含硫量高的煤，釋放大量含硫工業(yè)廢氣，這也是儀征酸雨形成的重要原因?！笆濉逼陂g，隨著總量控制與節(jié)能減排工作力度的加大，其二氧化硫排放量逐年下降，至2015年未出現(xiàn)酸雨。

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法:第四版增補(bǔ)版[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2007.

[2]洪也,等.2004-2008年遼寧酸雨時(shí)空分布特征研究[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2009,4:28-32.

[3]楊東貞.酸雨與氣象條件的關(guān)系.酸雨文集,中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1989.

[4]儀征市環(huán)境保護(hù)局.儀征市質(zhì)量報(bào)告書2011-2014年.

吳燦燦（1978—），女，本科，工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)管理工作。