2016年蚌埠市降水中硫酸根離子濃度分析

王芳　安廣靖　黃奕

摘要 根據2016年蚌埠市3個降水監測點監測的硫酸根離子濃度，分析現狀并總結硫酸根離子濃度變化規律，最后對治理酸雨提出有效建議。

關鍵詞 酸雨；硫酸根離子；離子色譜；安徽蚌埠；2016年

中圖分類號 X51 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）21-0189-01

濕沉降通常是指pH值低于5.6的降水，包括雨、雪、霧、冰雹等各種降水形式，最常見的濕沉降就是酸雨。工業生產、燃料燃燒、機動車尾氣等都會釋放出大量的硫氧化物和氮氧化物，經過一系列的化學反應過程，形成硫酸或硝酸氣溶膠，再通過雨、雪、霧、冰雹等過程遷移至地面形成酸雨。蚌埠市位于安徽省東北部，處于淮河中游，京滬鐵路由此經過，是全國重要的交通樞紐城市，全市以化工制造、玻璃深加工為主要的工業基礎，東風為全年主導風向，四季分明，雨量適中，光照充足。隨著經濟社會不斷發展，酸雨對人們生活的影響越來越大。本文利用2016年蚌埠市降水監測數據，分析降水中硫酸根離子濃度變化規律，并研究影響降水中硫酸根離子濃度的因素。

1 材料與方法

降水中的硫酸根離子是評價酸雨的最重要指標之一，本文利用離子色譜法測定降水中硫酸根離子濃度[1-2]。儀器為戴安ICS-1000型離子色譜儀；載氣為高純氮氣；淋洗液為碳酸鈉-碳酸氫鈉溶液；淋洗液濃度4.5/0.8 mmol/L；淋洗液流速1.0 mL/min；柱溫30 ℃；淋洗液電導22.90 μs/cm；抑制器電流25 mA；進樣體積25 μL；離子交換柱為Dionex IonPacTMAS23陰離子交換柱。

2 結果與分析

2.1 不同監測點硫酸根離子濃度比較

表1中列舉了2016年全年蚌埠市降水監測點的硫酸根離子濃度，降水監測點位共有3個，分別位于市郊的蚌埠學院、蚌埠市環境保護局以及位于市中心的蚌埠市第一實驗學校。可以看出，位于市中心的蚌埠市第一實驗學校降水監測點的硫酸根離子明顯高于其他2個降水監測點的濃度。排除其他影響因素，由于3個監測點位存在地理位置的不同，本文認為機動車尾氣排放對于硫酸根離子濃度有較大影響。隨著機動車保有量的急劇增加，汽車尾氣的排放量也在迅速上升。汽車尾氣中所含的大量有害物質，例如一氧化碳、碳氫化合物、硫化物和氮氧化物等進入大氣并通過降水落入地面。蚌埠市第一實驗學校降水監測點位的硫酸根離子濃度較高主要是因為其位置處于市中心，交通繁忙，機動車數量較多，受到機動車尾氣排放影響較大。

2.2 降水中硫酸根離子濃度季變化

蚌埠市屬于北亞熱帶濕潤季風氣候區與南溫帶半濕潤季風氣候區的過渡帶，季風顯著，氣候溫和，四季分明。因此，按照我國傳統的四季劃分方法，將2016年全年的降水監測數據按照春、夏、秋、冬四季進行分類分析，從圖1可以看出，不同季節降水中的硫酸根離子濃度存在較大差異。冬季（12月至翌年2月）降水中硫酸根離子平均濃度最高，秋季（9—11月）次之，春季（3—5月）濃度較低，夏季（6—8月）硫酸根離子平均濃度最低。

圖1中顯示出的季節變化規律可能與不同季節的氣象和氣候條件有關。不同的氣象和氣候條件會產生不同的天氣現象，例如冬季出現的霧霾現象、春季出現的沙塵天氣、夏季出現的連續強降水以及秋季麥收后焚燒秸稈帶來的污染天氣。不同季節出現的不同天氣變化對大氣中的污染物數量有較大的影響，從而影響降水中各種離子的濃度。冬季，由于采暖季節到來，燃料燃燒量達到全年最高，燃料燃燒所排放出的污染物中主要含有硫化物、硫氧化物、氮氧化物、各種金屬離子、顆粒物等。另外，在冬季常出現霧霾天氣加之污染物擴散條件較差，大氣中所含的各種污染物數量較多，濃度較大，經過一系列的物理和化學變化，通過降水落入地面[3]。因此，在冬季降水中的各種離子濃度較高，其中包括硫酸根離子。蚌埠市雨季僅限于夏季（6—8月），年降雨量在500～750 mm之間，對流天氣較多，常出現大雨或暴雨天氣，夏季氣象條件有利于大氣中污染物的擴散。因此，夏季的降水中硫酸根離子平均濃度最低。春秋季介于冬夏季之間，降水中硫酸根離子濃度較為接近，變化不大。

2.3 酸雨類型

硫酸根和硝酸根離子是降水中所含的最重要的陰離子之一，而硫酸根與硝酸根離子濃度的比值是評價酸雨類型的重要指標[4]。一般根據硫酸根與硝酸根離子濃度的比值可以將酸雨分為3種類型：屬于硝酸型或燃油型。

從圖2可以看出，2016年蚌埠市降水中硫酸根離子濃度與硝酸根離子濃度比值基本處在0.5～3.0之間，說明蚌埠市酸雨的類型屬于混合型酸雨。由于以往蚌埠市酸雨多是燃煤型，但隨著機動車保有量的顯著增加，致酸物質的排放量持續增長，慢慢導致蚌埠市酸雨污染類型轉變為硫酸和硝酸混合型。可以看出，機動車尾氣污染已成為酸雨的主要原因，同時也是治理酸雨的重要著手點。

3 結論與討論

（1）由2016年降水監測數據分析可以看出3個不同的降水監測點位中，位于市中心的蚌埠市第一實驗學校點位所含硫酸根離子濃度明顯高于位于市郊的其余2個監測點位，說明機動車尾氣排放對于降水中的硫酸根離子影響顯著。另外，硫酸根離子濃度還與與季節有關，因不同季節下氣候和氣象條件不同從而影響大氣中各種污染物的含量。因此，降水中的硫酸根離子濃度隨季節不同而發生變化，冬季最高，夏季最低。

（2）通過對2016年降水監測數據的分析可以看出，影響蚌埠市酸雨的主要因素是機動車尾氣排放和大氣環境質量。近年來，機動車尤其是家用汽車數量突飛猛進，城市受機動車尾氣污染越來越重，機動車尾氣所排放出的氮氧化物、硫氧化物、硫化物、顆粒物、各種重金屬等加重了城市空氣污染程度。因此，使用清潔能源汽車替代現有燃料汽車可以有效降低汽車尾氣的排放，減少對空氣的污染，從而降低降水中各種離子的濃度。大氣環境質量對于降水的影響最為直接，也最為直觀[5]。隨著近幾年城市大氣質量的顯著下降，越來越多的人開始重視并關注大氣環境質量變化。當大氣環境質量下降時，空氣中各種污染物濃度較高，不利的大氣條件會加劇污染物的聚集，此時降水中的各種離子濃度也會顯著升高。近年來，各級政府部門開始更加重視大氣環境質量的治理，不斷采取各種有效措施改善大氣環境質量，從而降低污染物濃度含量，進而降低了降水中的硫酸根離子濃度。

總之，治理酸雨需要從各個方面加大污染物排放控制，既要加強規范工業生產活動，減少燃料燃燒排放，也需要大力推廣清潔能源使用和清潔生產理念，從而在源頭上杜絕導致酸雨產生的各種可能。

4 參考文獻

[1] 呂立群.離子色譜法測定大氣降水中的氟離子、乙酸、甲酸、氯離子、硝酸根和硫酸根離子[J].中國環境監測，2011，27（5）：21-23.

[2] 高梅芷.離子色譜法測降水中硫酸根離子的不確定度評定[J].廣州化工，2010，38（11）：149-150.

[3] 沈惠玲，龔鵬飛.降水中硫酸根離子監測的質量控制[J].上海環境科學，2001（9）：457-458.

[4] 趙衛紅.福建省主要城市降水離子特征及沉降量現狀分析[J].亞熱帶資源與環境學報，2008（3）：19-24.

[5] 李震宇.浙江降水污染的特征和多維分析[D].杭州：浙江大學，2004.endprint