鷹潭市酸雨污染現(xiàn)狀、趨勢(shì)與成因分析

吳送先

（鷹潭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，江西鷹潭335000）

鷹潭市酸雨污染現(xiàn)狀、趨勢(shì)與成因分析

吳送先

（鷹潭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，江西鷹潭335000）

采用2001-2010年降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，全面系統(tǒng)地研究分析鷹潭市酸雨污染現(xiàn)狀、變化規(guī)律，并從環(huán)境空氣質(zhì)量、區(qū)域污染物輸送、氣象因素和土壤性質(zhì)等方面探討酸雨形成的主要原因，得出區(qū)域輸送是鷹潭市酸雨污染的主要因素。

鷹潭市區(qū)；酸雨；污染現(xiàn)狀；污染特征；變化規(guī)律；成因研究

鷹潭市位于江西省東北部，信江中下游，地處東經(jīng)116°41＇～117°30＇，北緯27°35＇～28°40＇之間，屬南嶺淮地槽邊緣的信江凹陷帶，地勢(shì)南北高，中間低。南邊的崇山峻嶺與武夷山脈相連，北端系懷玉山脈綿延之丘陵，中部為信江中游丘陵盆地，最低點(diǎn)為信江河谷，海拔16 m。地表以酸性紅壤為主，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)溫和氣候，雨量充沛，光線充足，相對(duì)濕度為76%，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)、東北風(fēng)。

1 鷹潭市酸雨監(jiān)測(cè)概況

鷹潭市屬于國(guó)家酸雨控制區(qū)，酸雨污染比較嚴(yán)重。按國(guó)家酸雨普查要求，市區(qū)設(shè)置了兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，全年逢雨必測(cè)。監(jiān)測(cè)方法為：降水自動(dòng)采樣-實(shí)驗(yàn)室分析法，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有降水量、pH、電導(dǎo)率、SO42-、NO3-、F-、Cl-、NH4+、Ca2+、Mg2+、Na+、K+等項(xiàng)目，其中降水離子成份每月任選1～2次降水進(jìn)行分析。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：采用國(guó)家環(huán)保部推薦標(biāo)準(zhǔn)，降水pH≤5.6為酸雨。酸雨頻率：pH≤5.6的降水次數(shù)占總降水次數(shù)的百分比。

pH均值的計(jì)算：

2 鷹潭市降水監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

此次研究采用2001-2010年共10年鷹潭市降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，用降水pH值及酸雨頻率分析酸雨污染現(xiàn)狀。2001-2010年降水統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1。

表1 2001-2010年鷹潭市降水監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3 鷹潭市酸雨污染現(xiàn)狀分析

2001-2010年間酸雨頻率范圍為61.5%～96.2%；降水pH最大值范圍為5.97～7.15；降水pH最小值范圍為3.11～4.10；降水pH年均值范圍為4.06～4.91，酸雨量占總雨量的百分比在66.18%～96.07%之間?？傮w而言，酸雨污染嚴(yán)重。從數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，鷹潭酸雨頻率降水pH均值的季度變化沒(méi)有呈現(xiàn)出顯著規(guī)律，這可能是因?yàn)樗嵊瓿梢驈?fù)雜，全年降水的頻次、降水量又不均衡，且鷹潭的土壤呈酸性。

3.1 鷹潭市降水離子成份分析

分析2002-2010年鷹潭市降水離子成份數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，鷹潭市區(qū)SO42-與NO3-當(dāng)量濃度之比（SO42-/NO3-）在2.42～12.44之間，說(shuō)明鷹潭市區(qū)降水酸性仍以煤煙型污染的SO42-占主導(dǎo)地位；2002-2010年鷹潭市區(qū)陰離子當(dāng)量濃度總和與陽(yáng)離子當(dāng)量濃度總和之比在1.14～3.54之間，說(shuō)明鷹潭市區(qū)降水污染中起主導(dǎo)作用的是陰離子，尤其是SO42-與NO3-前體物SO2、NOX的影響，這也是鷹潭市降水中有酸雨現(xiàn)象的問(wèn)題所在。

3.2 鷹潭市酸雨變化規(guī)律

3.2.1 鷹潭市酸雨年際變化

2001-2010年降水pH年均值和酸雨頻率見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 2001-2010年鷹潭市降水pH年均值變化

圖2 2001-2010年鷹潭市降水酸雨頻率變化

采用污染變化趨勢(shì)的定量分析方法）——秩相關(guān)系數(shù)法[1]，2001-2010年鷹潭市降水pH年均值秩相關(guān)系數(shù)rs=-0.65，顯著性水平取0.05可信度，秩相關(guān)系數(shù)大于0.564者具有顯著性，秩相關(guān)系數(shù)為負(fù)數(shù)表示下降趨勢(shì)，正數(shù)為上升趨勢(shì)；鷹潭市降水pH年均值隨時(shí)間變化下降趨勢(shì)顯著（酸性強(qiáng)度增加）。

2001-2010年鷹潭市有效監(jiān)測(cè)降水為1211次，10年的酸雨頻率平均值為85.16%。2003年酸雨頻率最低，為61.5%；2010年酸雨頻率最高，為96.2%。2001-2010年鷹潭市降水酸雨頻率秩相關(guān)系數(shù)rs=0.90，鷹潭市降水酸雨頻率隨時(shí)間變化上升趨勢(shì)顯著。

3.2.2 鷹潭市酸雨月變化

2001-2010年酸雨月變化特征見(jiàn)表2。

表2 2001-2010年鷹潭市降水月變化統(tǒng)計(jì)

由表2可知，除2001年9月、2004年10月、2009年10月無(wú)降水外，10年間每月均有酸雨發(fā)生，酸雨月發(fā)生頻率在63.5%～95.2%之間，其中2月酸雨頻率最高為95.2%，7月最低為63.5%；10年降水pH月均值在4.22～5.15之間，其中3月最低（酸性最強(qiáng)）為4.22，8月最高為5.15。

3.2.3 鷹潭市酸雨季節(jié)變化

2001-2010年酸雨季節(jié)變化特征見(jiàn)表3。

表3 2001-2010年降水季度變化統(tǒng)計(jì)

鷹潭市酸雨頻率一季度最高為93%，其次為四季度88.7%，最低為三季度71.6%。降水pH值一季度最低（酸性最強(qiáng)），為4.29；三季度最高，為4.98。

4 鷹潭市酸雨成因分析

4.1 空氣污染對(duì)酸雨的影響

酸雨污染主要是來(lái)源于工業(yè)SO2和NOx等酸性物質(zhì)的排放[2]?？諝庵蠸O2、NO2均屬于酸性物質(zhì)，SO2、NO2經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)可生成降水中的H2SO4和HNO3[3]。從降水成份分析，可以確認(rèn)鷹潭市酸雨屬硫酸型，陰離子在降水中起主導(dǎo)作用，降水的酸度是由硫酸根、硝酸根、低碳有機(jī)酸所提供的。用2001-2010年降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與同期空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，2001-2010年鷹潭市環(huán)境空氣質(zhì)量較好，10年SO2達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，NO22002-2009年達(dá)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，2001、2010年為二級(jí)。因此可以認(rèn)為，本地排放的酸性氣體，如SO2和NO2，不是造成酸雨污染的重要原因。

4.2 區(qū)域輸送對(duì)酸雨的影響

酸雨是個(gè)區(qū)域性問(wèn)題，鷹潭市酸雨污染嚴(yán)重，pH值較低，酸雨頻率也很高。造成鷹潭酸雨的污染物不一定來(lái)自鷹潭，可能是周邊城市、其他省份，甚至其他國(guó)家的污染，通過(guò)風(fēng)、大氣遠(yuǎn)距離傳輸在鷹潭形成酸雨。2010年鷹潭市區(qū)及周邊城市、企業(yè)能源消費(fèi)、工業(yè)廢氣及污染物排放量見(jiàn)表4。

表4 2010年鷹潭市區(qū)及周邊城市、企業(yè)能源消費(fèi)、工業(yè)廢氣及污染物排放量

由表4可知，鷹潭市區(qū)工業(yè)能源消費(fèi)量與廢氣排放量相對(duì)較小；但由于上風(fēng)向鷹潭市以東19 km是貴溪市，并且在17 km處有貴溪冶煉廠、貴溪電廠等多家污染大戶排放著大量的SO2；國(guó)電黃金埠電廠位于市區(qū)的西（北）方，相距29 km，直線距離很近，短距離污染物輸送的可能性很大；加上東（北）72～112 km處有永平銅礦和德興銅礦，礦山廢石排出大量的SO2，逸散到空氣中成為污染下風(fēng)向的主要致酸物質(zhì)；區(qū)域輸送是造成區(qū)域酸雨加重的主要原因[4]。在南方重酸雨區(qū)，中長(zhǎng)距離污染物傳輸?shù)寞B加是南方大部分酸雨的決定性來(lái)源[5]，區(qū)域輸送對(duì)鷹潭市區(qū)酸雨的影響最大。鷹潭市酸雨現(xiàn)象基本上是局地源和外來(lái)源迭加的結(jié)果。

4.3 氣象因素、工業(yè)布局、地理位置對(duì)酸雨的影響

一般而言，工業(yè)廢氣中SO2排放量與空氣中SO2的濃度及酸雨的強(qiáng)度和頻率應(yīng)該有正相關(guān)關(guān)系。除此之外，空氣中的濃度還與地形、地貌、地面風(fēng)場(chǎng)（如風(fēng)力、風(fēng)速、大氣壓穩(wěn)定度）所形成的大氣擴(kuò)散能力及工業(yè)布局（城市長(zhǎng)年主導(dǎo)風(fēng)向及城市處于工業(yè)污染源的上下風(fēng)向位置）等諸多因素有關(guān)，而酸雨的形成除上述因素外，還與降雨云團(tuán)攜帶的致酸物質(zhì)（外來(lái)源）和下墊面的環(huán)境條件（如經(jīng)濟(jì)地理、酸性或堿性顆粒物所形成的局地污染、雨量的大小等）有關(guān)。

4.4 土壤的影響

鷹潭地表以酸性紅壤為主，而土壤的酸堿性是影響酸雨形成的一個(gè)重要因素，空氣中的顆粒物有一部分是來(lái)自土壤，大氣中的TSP、PM10亦呈酸性，從而加重了降水的酸度。

[1]王俊.環(huán)境影響評(píng)價(jià)原理與方法[M].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)出版社，1993：62-65.

[2]趙艷霞，侯青.1993-2006年中國(guó)區(qū)域酸雨變化特征及成因分析[J].氣象學(xué)報(bào)，2008，66（6）：1032-1042.

[3]劉維俊.酸雨——大氣污染之產(chǎn)物[J].蒙自師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，1994，11（2）：41-44.

[4]何紀(jì)力，陳宏文，胡小華，等.江西省嚴(yán)重酸雨地帶形成的影響因素[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2000，20（5）：477-480.

[5]張新民，柴發(fā)合，王淑蘭，等.中國(guó)酸雨研究現(xiàn)狀[J].環(huán)境科學(xué)研究，2010，23（5）：527-532.

The Analysis on Acid Rain Pollution,Trend and Causes in Yingtan City

Wu Songxian
（Environmental Protection and Monitoring Station of Yingtan City，Yingtan Jiangxi 335000，China）

Based on the rainfall monitoring data from 2001 to 2010,this paper made a deep research on the current acid rain pollution and its change regularity.After discussing the reasons of acid rain from the air quality,regional pollutant transportation,meteorological factor and soil property and so on,it concluded that regional pollutant transport was the main factor of acid rain pollution in Yingtan City.

Yingtan district；acid rain；pollution actuality；pollutionthe features；change regularity；cause analysis

X517

A

1008-813X（2011）04-0059-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.04.018

2011-07-14

吳送先（1957-），男，江西鄱陽(yáng)人，畢業(yè)于江西大學(xué)化學(xué)系，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)研究及環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。