浙江省酸雨現(xiàn)狀、成因及防治對(duì)策研究

張慧玲

（浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江 杭州311300）

1 酸雨的概念、形成機(jī)理及危害

酸雨通常是指pH值低于5.6的降水，主要是硫氧化物和氮氧化物在大氣中形成硫酸和硝酸并溶于雨水降落到地面所形成的，其形態(tài)包括酸性的雨、雪、霧、露等沉降［1］。20世紀(jì)40年代開始酸雨問題引起了國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注，此后對(duì)酸雨的研究大量展開［2］。

酸雨的形成是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，是多種因素綜合作用的結(jié)果。酸雨的主要形成物質(zhì)是SO2，其形成過程主要包括以下4個(gè)階段［3］：①水蒸汽冷凝在含有硫酸鹽、硝酸鹽等的凝結(jié)核上；②在形成云霧時(shí)水滴吸收大氣中的SO2、NOX、CO2等氣體；③在云霧的形成過程中氣溶膠顆粒和水滴互相碰撞、聚凝并與雨滴結(jié)合在一起；④降水發(fā)生時(shí)空氣中的一次污染物和二次污染物被沖洗進(jìn)雨中，形成酸性降雨。

酸雨被稱作“空中死神”和“看不見的殺手”，會(huì)給人類生活和地球生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響和破壞。酸雨可直接破壞植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、損傷植物細(xì)胞膜，使植物的代謝功能受到抑制。酸雨能改變土壤的理化性質(zhì)，降低土壤的陽離子交換量和鹽基飽和度，使植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素特別是K、Na、Ca、Mg等發(fā)生淋失，導(dǎo)致植物營(yíng)養(yǎng)不良。酸雨還可以活化土壤中的有毒有害元素，使植物發(fā)生中毒，改變土壤微生物的種類和數(shù)量。另外，酸雨也能使歷史文物、建筑、雕像、橋梁等的腐蝕加快。酸雨也直接和間接地影響到人類的健康，如酸雨能引起哮喘等多種呼吸道疾病，將土壤中的有害金屬?zèng)_刷進(jìn)河流、湖泊，一方面威脅到飲用水的安全；另一方面這些有毒的重金屬會(huì)通過食物鏈的富集作用對(duì)人類的身體健康構(gòu)成潛在威脅。

目前酸雨已成為我國(guó)面臨的嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題［4］。我國(guó)酸雨面積已占國(guó)土面積的40%，且仍不斷增加，已成為繼歐洲和北美之后的世界第3大酸雨區(qū)［3］。統(tǒng)計(jì)顯示每年酸雨污染給我國(guó)造成超過1100億元的損失，整個(gè)大氣污染所造成的損失約占GDP的2%～3%［3］。僅在我國(guó)酸雨污染比較嚴(yán)重的浙江、江蘇、安徽等11個(gè)省和自治區(qū)，每年酸雨導(dǎo)致的農(nóng)作物減產(chǎn)和森林木材蓄積量減少帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)95億元，造成459億元的年生態(tài)效益損失。

2 浙江省酸雨現(xiàn)狀

浙江地處華東沿海酸雨區(qū)的東南部，自20世紀(jì)80年代以來，年均降水pH值呈不斷下降的趨勢(shì)，同時(shí)酸雨率表現(xiàn)出快速遞增的趨勢(shì)。目前，浙江省90%以上的國(guó)土面積被酸雨覆蓋，其中重酸雨區(qū)約占20%，酸雨類型以硫酸型酸雨為主（圖1）［5］。20世紀(jì)90年代就已形成了以杭州、金華和寧波三大城市為核心的三角形重酸雨區(qū)域［6，7］。杭州市區(qū)降水pH 值平均為4.68，酸雨頻率為73.6%，重酸雨區(qū)面積達(dá)82.1%，杭州轄區(qū)內(nèi)的臨安市降水pH均值低至4.04，酸雨頻率更是高達(dá)97.5%［8］。

圖1 浙江省酸雨梯度空間分布

3 浙江省形成酸雨的主因

3.1 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)高度依賴煤炭消費(fèi)

改革開放以來，全省經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了能源消費(fèi)的快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致煤炭消費(fèi)量迅速增加，從而造成工業(yè)SO2排放量持續(xù)增加，引起降水pH值不斷下降，酸雨率持續(xù) 上 升［6，9，10］。宋 曉 東 等［7］基 于 RAINS－ASIA模型對(duì)全省SO2排放量及酸雨超臨界負(fù)荷面積所占比例進(jìn)行的模擬結(jié)果表明，未來20年內(nèi)SO2排放量仍會(huì)不斷增加，酸雨超臨界負(fù)荷面積所占比例會(huì)基本維持在50%左右。

3.2 機(jī)動(dòng)車輛的迅猛增加是酸雨的重要來源

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和生活水平的提高，全省機(jī)動(dòng)車快速增加，導(dǎo)致NOx排放量和降水中NO3－質(zhì)量濃度值逐漸上升，導(dǎo)致降水中與NO3－質(zhì)量濃度比值不斷下降對(duì)酸性降水的貢獻(xiàn)逐漸減弱，呈現(xiàn)出由硫酸型酸雨逐漸向硝酸型酸雨轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。

3.3 外來酸雨前體物的影響

在一定的氣象條件下，致酸物質(zhì)可傳輸幾百公里甚至更遠(yuǎn)的距離。研究發(fā)現(xiàn)上海市排入大氣中的SO2會(huì)不斷地向周邊地區(qū)擴(kuò)散，即所謂的“酸雨前體物中遠(yuǎn)距離傳輸”。特別是在以北到東北風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向的冬春季節(jié)，這種遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐鈦硭嵊昵绑w物對(duì)浙江省北部地區(qū)酸雨形成的疊加作用比較明顯［8，11］。

3.4 空氣顆粒物的酸堿性

我國(guó)北方土壤主要呈堿性，大氣中飄浮的堿性顆粒物對(duì)降水中的酸性成分有很強(qiáng)的中和作用，使得我國(guó)北方地區(qū)盡管煤炭的消費(fèi)遠(yuǎn)大于南方，但酸雨污染程度卻較南方為輕，酸雨發(fā)生的頻率也較低［12］。而南方土壤偏酸性，且植被覆蓋度高，大氣顆粒物濃度低，并不能有效中和降水中的酸性成分，導(dǎo)致南方地區(qū)酸雨的頻度較高，危害較嚴(yán)重。

4 浙江省酸雨防治對(duì)策

酸雨給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民身體健康和生態(tài)環(huán)境建設(shè)都帶來嚴(yán)重的影響。如何有效控制酸雨的發(fā)生、降低酸雨的危害，是一個(gè)亟待解決的難題。針對(duì)浙江省酸雨發(fā)生的特點(diǎn)和規(guī)律，建議可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行預(yù)防和治理。

4.1 改變能源結(jié)構(gòu)，大力推行清潔生產(chǎn)

針對(duì)煤炭消費(fèi)是浙江省主要能量來源的現(xiàn)狀，應(yīng)加強(qiáng)能源管理，限制、淘汰現(xiàn)有煤耗高、熱效低、污染重的工業(yè)設(shè)備，堅(jiān)決關(guān)停小火電，推進(jìn)火電行業(yè)的循環(huán)式發(fā)展。積極開發(fā)替代燃煤的清潔能源，如核電、水電、太陽能等，逐漸實(shí)現(xiàn)民用燃料氣體化。制定一套節(jié)能減排的措施，使酸雨前體物的排放量降到最低。

4.2 加強(qiáng)管理，削減SO2和NOX的排放量

推行污染物排放許可證制度，實(shí)行總量控制。每單位SO2的致酸能力是氮氧化物的1.4倍，且脫硫費(fèi)用相對(duì)又低。因此，削減SO2排放量是當(dāng)前控制酸雨的最根本也是見效最快的措施。另外還要加強(qiáng)對(duì)火電廠的NOX排放監(jiān)測(cè)和管理，研發(fā)新技術(shù)，最大程度減少?gòu)U氣中NOX的排放，減輕污染。

4.3 加強(qiáng)對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣的治理

汽車是NOX的主要排放源。不斷提高機(jī)動(dòng)車尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)，安裝尾氣凈化裝置，推廣使用清潔燃料，從而降低汽車尾氣中NO2排放。鼓勵(lì)開發(fā)和推廣使用以天然氣和電能等清潔能源為動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車。

4.4 加強(qiáng)綠化，栽植抗酸性植物

篩選和培植抗酸性較強(qiáng)的農(nóng)作物和樹種，如常綠闊葉樹種杜英、樟樹有較強(qiáng)的抗酸能力，在植被恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)中可用其逐步替代馬尾松等易受酸雨侵害的針葉樹種。在城市綠化工程中可推廣種植一些對(duì)空氣中SO2和NO2的吸收能力較強(qiáng)的樹木和花草，從而減輕城市大氣中的SO2和NO2濃度。

［1］Menza F C，Seip H M.Acid rain in Europe and the United States：an update［J］.Environmental Science and Policy，2004，7（4）：253～265.

［2］樊后保.世界酸雨研究概況［J］.福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22（4）：371～375.

［3］趙志龍.我國(guó)酸雨?duì)顩r及綜合防治對(duì)策研究［J］.礦冶，2007，16（3）：63～68.

［4］湯 潔，徐曉斌，巴 金，等.1992～2006年我國(guó)降水酸度的變化趨勢(shì)［J］.科學(xué)通報(bào)，2010，55（8）：705～712.

［5］王 彬，江 洪，宋曉東，等.利用遙感監(jiān)測(cè)浙江省酸雨對(duì)植被的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（23）：11145～11150.

［6］徐德才.酸雨污染與防治－浙江區(qū)域酸雨趨勢(shì)與防治對(duì)策［J］.能源環(huán)境保護(hù)，1995，9（4）：25～28.

［7］宋曉東，江 洪，余樹全，等.浙江省酸雨的空間分布格局及其未來變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)［J］.環(huán)境污染與防治，2009，31（1）：13～16.

［8］林豐妹，焦 荔，盛 侃，等.杭州市酸雨污染現(xiàn)狀及成因分析［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2004，16（3）：17～20.

［9］隗斌賢，王春梅，周小玫.90年代浙江能源供求研究［J］.預(yù)測(cè)，1997（5）.

［10］王 霞.浙江能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系及安全保障［J］.經(jīng)濟(jì)論壇，2006（21）：34～36.

［11］Huang DF.Look at Environment Impacts of Regional Energy Consumption from acid Deposition ［J］.WREC，1996：1086～1089.

［12］樊邦棠.環(huán)境化學(xué)［M］.杭州：浙江大學(xué)出版社，1995.