西昌攀枝花溫江三地酸雨特征對比分析

莫 芳，鄭麗英,房 鵬，鄭自君，李 林，王 哲

（1.涼山州氣象局，四川 西昌 615000；2.溫江區(qū)氣象局，四川 成都 611130；3.攀枝花市氣象局，四川 攀枝花 617000）

西昌攀枝花溫江三地酸雨特征對比分析

莫 芳1，鄭麗英2,房 鵬1，鄭自君1，李 林3，王 哲2

（1.涼山州氣象局，四川 西昌 615000；2.溫江區(qū)氣象局，四川 成都 611130；3.攀枝花市氣象局，四川 攀枝花 617000）

利用西昌、攀枝花、溫江三站近7年的酸雨觀測資料，分析三地的酸雨月、年變化特征。結(jié)果表明：西昌1—12月為弱酸雨污染；攀枝花1—3月無酸雨污染，4—12月為弱酸雨污染，溫江秋、冬、春三季均為強酸雨污染，夏季為弱酸雨污染。西昌近年來pH值有增大趨勢，攀枝花與溫江年變化趨勢不顯著。經(jīng)綜合比較，溫江為重酸雨區(qū)，攀枝花與西昌為輕酸雨區(qū)。

西昌；攀枝花；溫江；酸雨特征；對比分析

0 引言

酸雨危害是多方面的，包括對人體健康、生態(tài)系統(tǒng)和建筑設(shè)施都有直接和潛在的危害。西昌、攀枝花、溫江三站于2006年6月開始酸雨監(jiān)測，積累了一定量的監(jiān)測數(shù)據(jù)[1]。本文利用三站的酸雨觀測資料，對3個站點的酸雨污染特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析[2-3]，為相關(guān)部門監(jiān)測或控制酸雨，治理大氣污染，保護(hù)環(huán)境等提供理論依據(jù)。

1 資料和統(tǒng)計方法

以西昌、攀枝花2個國家基本氣象站及溫江國家基準(zhǔn)氣候站以下簡稱西昌、攀枝花、溫江(三站) (2007—2013年的酸雨及部分氣象要素資料進(jìn)行統(tǒng)計，分別獲得604組、455組、627組降水pH值和K值的數(shù)據(jù)。再用K-pH不等式方法[4]，對三站的降水pH值和電導(dǎo)率（K值）數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。該方法的計算公式如下：

式中km為實測電導(dǎo)率，KH+和KOH-分別為氫離子（H+）和氫氧根離子(OH-)電導(dǎo)率，由實測的降水pH值和2種離子的摩爾電導(dǎo)率AH+和AOH-計算。

將實測的降水pH值和K值代入式（1），若不等式成立，則通過檢驗，否則不通過[5]。攀枝花的數(shù)據(jù)全部通過檢驗，西昌、溫江分別有16、32組數(shù)據(jù)未通過檢驗，未通過檢驗的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)（在下文的分析中不采用），剔除無效數(shù)據(jù)后，保留有效數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。經(jīng)計算，西昌、攀枝花、溫江觀測站的數(shù)據(jù)完整率（全年有效數(shù)據(jù)累計降水量與全年累計降水量之比）分別為94%、98%、86%。三站的酸雨觀測數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性較好。

經(jīng)過上述校驗的數(shù)據(jù)，采用《酸雨觀測規(guī)范》[6]中的定義及方法進(jìn)行一系列的統(tǒng)計計算：首先采用雨量加權(quán)法計算出降水pH值及降水電導(dǎo)率的年（季或月）平均值。pH＜5.60的大氣降水為酸雨，其中4.50≤pH＜5.60的降水為弱酸雨，pH＜4.5為強酸雨。年（季或月）平均降水pH值在4.50≤pH＜5.60范圍內(nèi)的地區(qū)為輕酸雨區(qū)，在pH＜4.5的范圍內(nèi)的地區(qū)為重酸雨區(qū)。酸雨頻率是指降水的總次數(shù)中，pH＜5.60的降水發(fā)生比例，其劃分等級如表1所示。

表1 酸雨頻率劃分等級表

2 酸雨特征

2.1 三地降水pH值和電導(dǎo)率的變化范圍

圖1 西昌站（a,d）、攀枝花站（b，e）、溫江（c,f）的降水pH值和K值分布圖

圖1（a）、（b）、（c）分別顯示2007—2013年西昌、攀枝花、溫江三站降水pH值的出現(xiàn)次數(shù)比例及其對應(yīng)的降水量比例的分布狀況。

西昌降水的pH值分布范圍為4.02～7.84，且主要集中分布在4.6～6.4，此范圍的累積pH值出現(xiàn)次數(shù)比例與累積降水量比例分別為82%、83%。降水pH值在＜4.5、4.5～5.6及＞7.0范圍內(nèi)的降水量比例為7%、44%、1%；pH值出現(xiàn)次數(shù)比例為6%、38%、3%。

攀枝花的pH值分布范圍為4.00～7.15，但主要集中分布在5.0～6.8，此范圍的累積pH值出現(xiàn)次數(shù)比例與累積降水量比例分別為82%，84%。降水pH值在＜4.50、4.5～5.6及＞7.0范圍內(nèi)的降水量比例為1%、50%、1%；pH值出現(xiàn)次數(shù)比例為1%、46%、1%。

溫江的pH值分布范圍為3.43～7.41，但主要集中分布在4.0～6.4，此范圍的累積pH值出現(xiàn)次數(shù)比例與累積降水量比例分別為84%、87%。降水pH值在＜4.5、4.5～5.6及＞7.0范圍內(nèi)的降水量比例為28%、40%、0%；pH值出現(xiàn)次數(shù)比例為22%、37%、1%。

圖1（d）、（e）、（f）分別顯示2007—2013年西昌、攀枝花、溫江降水K值的出現(xiàn)次數(shù)比例及其對應(yīng)的降水量比例的分布狀況。

西昌降水K值的變化范圍是4.30～194.8 μs/ cm，當(dāng)k＜30 μs/cm時，降水量比例與k值出現(xiàn)比例分別為76%、53%，降水量比例高于對應(yīng)的k值出現(xiàn)比例；當(dāng)k＞30 μs/cm時，則相反，降水量比例與k值出現(xiàn)比例分別為23%、47%。

攀枝花降水K值的變化范圍是13.20～194.4 μs/cm，當(dāng)k＜40 μs/cm時，降水量比例與k值出現(xiàn)比例分別為41%、29%，降水量比例高于對應(yīng)的k值出現(xiàn)比例；當(dāng)k＞60 μs/cm時，則相反，降水量比例與k值出現(xiàn)比例分別為59%、71%。

溫江降水K值的變化范圍是10.20～395.0 μs/cm，當(dāng)k＜60 μs/cm時，降水量比例與k值出現(xiàn)比例分別為67%、42%，降水量比例高于對應(yīng)的k值出現(xiàn)比例；當(dāng)k＞60 μs/cm時，則相反，降水量比例與k值出現(xiàn)比例分別為33%、58%。

總體而言，西昌、攀枝花、溫江當(dāng)pH值分別在4.6～5.4、4.6～6.0、4.4～5.2時，降水量比例高于pH值出現(xiàn)次數(shù)比例，即降水量較大時，其降水pH值多分布在此范圍內(nèi)；而當(dāng)西昌、攀枝花、溫江分別在pH值＜4.6和＞5.4、＜4.6和＞6.0、＜4.4和＞5.2時，則相反。三地降水K值出現(xiàn)次數(shù)比例與降水量比例分布的分析表明，降水量較大的降水事件中，降水K值較低。反之，降水K值較高。這與唐信英等[7]人的研究結(jié)論一致：降水量大，在一定程度上稀釋了大氣污染物的濃度，凈化了空氣，且降水量大雨滴粒徑大，下落速度快，污染物通過沖刷過程進(jìn)入雨滴少。

2.2 三地降水pH值和電導(dǎo)率的月變化特征

圖2 西昌（a）、攀枝花（b）、溫江（c）pH值、K值、降水量多年月均值變化曲線圖

四季的劃分把3—5月定為春季，6—8月定為夏季，9—11月定為秋季，12—2月定為冬季。如圖2所示，西昌與攀枝花降水的多年月均pH值變化范圍分別是4.81～5.59、4.99～5.72。西昌1—12月、攀枝花4—12月，pH值均＜5.6。西昌與攀枝花冬春兩季是干季，有時全月無降水，月均降水pH值最小值出現(xiàn)在夏秋季或春夏之交的時候，夏秋季的pH值小于冬春季，但變化趨勢不顯著，屬于波動變化。溫江降水的多年月均pH值的變化范圍是4.18～4.98，1—3、8—11月月均pH值均＜4.5，4—7、12月月均pH值均處于4.5～5.6之間。月均降水pH值最小值出現(xiàn)在冬末春初，秋、冬、春三季的pH值總體小于夏季，略有波動。西昌全年、攀枝花4—12月均為弱酸雨污染，攀枝花1—3月常全月無降水，故酸雨比例減少，1—3月無酸雨污染。溫江秋、冬、春三季均為強酸雨污染，夏季為弱酸雨污染，這與馮良敏等[8]人的研究基本一致，即成都市夏半年空氣質(zhì)量明顯優(yōu)于冬半年。

西昌、攀枝花、溫江多年月均K值的變化范圍分別是18.9～114.6、40.0～77.6、44.8～139.8μs/cm，攀枝花站K值無明顯季節(jié)變化，西昌、溫江K值季節(jié)變化明顯：冬春季較大夏秋季較小。因冬春季降水量較小，且風(fēng)速較大易引起地面揚沙；夏秋季降水量較大有稀釋作用；另據(jù)吳利彬等[9-10]人的研究，成都出現(xiàn)霾的情況，冬季最多，秋季和春季次之，夏季最少。故西昌、溫江冬春季采集的酸雨降水樣品雜質(zhì)含量大，k值較大，夏秋季反之。

2.3 三地降水pH值、電導(dǎo)率、酸雨頻率的年變化特征

表2 三站年均pH值、K值、年酸雨頻率統(tǒng)計表 %

由表2可知，西昌2007—2013年降水年均pH值的變化范圍為4.66～5.80，多年平均為5.04。2007—2011年顯示為弱酸雨污染態(tài)勢，2009年后，pH值有逐漸增大的趨勢，酸雨污染態(tài)勢有所減輕。攀枝花2007—2013年降水年均pH值的變化范圍為4.99～5.72，多年平均為5.24。除2009年年均pH值＞5.6外，其余年份均呈弱酸雨污染態(tài)勢，年際變化趨勢不顯著。溫江2007—2013年降水年均pH值的變化范圍為4.25～5.04，多年平均為4.56。2007、2008、2010、2011年年均pH值均＜4.5，呈強酸雨污染態(tài)勢，2009、2012、2013年，年均pH在4.5～5.6之間，為弱酸雨污染態(tài)勢，年際變化趨勢不顯著。

從年酸雨頻率來看，西昌2007—2009年是酸雨頻發(fā)、2010—2011年酸雨多發(fā)、2012、2013酸雨少發(fā)；攀枝花2007、2012年酸雨頻發(fā)，其余年份酸雨多發(fā)；溫江2010、2013年酸雨多發(fā)，其余年份酸雨頻發(fā)。

三地相比，溫江的酸雨污染最為嚴(yán)重，強度最大；攀枝花酸雨多年平均頻率高于西昌，攀枝花酸雨污染居第二、西昌第三。

西昌2007—2013年降水年均K值變化范圍為20.0～32.2 μs/cm，多年平均值23.9 μs/cm。攀枝花2007—2013年降水年均K值變化范圍為44.4～78.8 μs/cm，多年平均值62.2 μs/cm。溫江2007—2013年降水年均K值變化范圍為41.3～76.0 μs/cm，多年平均值59.2 μs/cm。三地的K值年均變化略有波動，相對平穩(wěn)。三地相比，西昌的多年平均K值最小，溫江與攀枝花較接近，這說明三地中，西昌的空氣質(zhì)量最好，大氣中分散懸浮的氣溶膠、煙、塵、霧和碳煙等物質(zhì)較少，故西昌的自然降水比較清潔。

3 三地的酸雨形成影響因素

3.1 氣候與地形

西昌位于溫江西南，相距400多km，全境海拔在1 500 m以上，是四川省第二大河谷平原，屬熱帶高原季風(fēng)氣候，是一個新興的森林、濕地旅游城市。攀枝花位于西昌西南約200多km的橫斷山區(qū)，海拔在1 190.1 m左右，境內(nèi)由高山、河谷、小盆地交錯分布。攀枝花是中國西部重要的鋼鐵、釩鈦、能源基地，是一個工業(yè)城市；屬南亞熱帶亞濕潤氣候。溫江位于四川盆地腹地，地勢平坦，境內(nèi)多高樓林立。全境內(nèi)海拔在511.3～647.4 m之間，屬亞熱帶濕潤氣候區(qū)，全年雨日多，雨量充沛。

表3 三站2007—2013年月平均風(fēng)速統(tǒng)計表 m/s

西昌與攀枝花海拔較高，全年風(fēng)速較大，有利于污染物擴散離開城市的上空；而溫江處于成都市區(qū)，屬盆地底部，海拔較低，盆地四周有龍門山、邛崍山、龍泉山、大涼山、大巴山等山脈阻擋，全年風(fēng)速較小，多逆溫天氣出現(xiàn)，這種地理環(huán)境形成的靜穩(wěn)天氣，導(dǎo)致污染物的擴散非常困難加重了空氣污染，故溫江站的酸雨污染重于攀枝花與西昌。

3.2 污染源

西昌的污染源主要為城市周邊的釩鈦鋼廠、水泥、鋼鐵、啤酒、化工等企業(yè)。為了恢復(fù)自然生態(tài)環(huán)境，對邛海周邊的居民及企業(yè)進(jìn)行了搬遷，打造恢復(fù)擴大了邛海周邊的濕地面積，同時對一些工廠的排硫勒令整改，一些排污不合格的工廠進(jìn)行了關(guān)閉，城區(qū)禁止燃煤，關(guān)停燃煤鍋爐，近年來西昌酸雨污染略有減輕，空氣比較清潔。

攀枝花主要為煤礦、釩鈦磁鐵礦石、石灰石等礦山及鋼鐵工業(yè)冶煉大、中型企業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)與汽車尾氣排放出的硫化物等酸性物質(zhì)是形成酸雨的主要原因，較多的礦山對礦石的開采，使空氣中塵粒較多，故攀枝花酸雨頻率和平均K值較大，且K值季節(jié)變化不明顯。

溫江由于高污染燃料用量大、機動車尾氣排放嚴(yán)重、非道路移動機械如工程機械、農(nóng)用機械、農(nóng)用運輸車、鐵路機車、飛機等均有不少排放、建筑工地和堆場的揚塵等原因造成了嚴(yán)重的酸雨污染，且K值較大。

4 結(jié)論與建議

（1）西昌、攀枝花、溫江當(dāng)pH值分別在4.6～5.4、4.6～6.0、4.4～5.2范圍內(nèi)時，降水量比例高于pH值出現(xiàn)次數(shù)比例，即降水量較大時，其降水pH值多分布在此范圍內(nèi)；而當(dāng)西昌、攀枝花、溫江分別在pH值＜4.6和＞5.4、＜4.6和＞6.0、＜4.4和＞5.2范圍時，則相反。在降水量較大的降水事件中，降水K值較低。反之，K值較高。

（2）西昌1—12月為弱酸雨污染。攀枝花1—3月無酸雨污染，4—12月為弱酸雨污染。溫江站秋、冬、春三季均為強酸雨污染，夏季為弱酸雨污染。西昌、溫江K值季節(jié)變化明顯，攀枝花K值無明顯季節(jié)變化。

（3）西昌、攀枝花、溫江多年年均pH值分別為5.04、5.24、4.56，西昌近年來年均pH值有增大趨勢，攀枝花與溫江年變化趨勢不顯著。溫江年均pH值有4年＜4.5，有3年在4.5～5.6范圍；攀枝花、西昌分別有6年、5年在4.5～5.6范圍，其余年份＞5.6。西昌的多年平均K值最小，溫江與攀枝花接近，西昌大氣中的各種污染氣體和顆粒物的可溶成分較少，雨水比攀枝花、溫江的潔凈。

（4）經(jīng)綜合比較，溫江酸雨污染最嚴(yán)重，攀枝花次之，西昌酸雨污染最輕。溫江多數(shù)時候為重酸雨區(qū)，西昌與攀枝花為輕酸雨區(qū)。西昌空氣潔凈程度最好，適宜居住與旅游休閑度假。

（5）三地都存在著不同程度的酸雨污染，我們應(yīng)時刻警醒，采取煙氣脫硫、脫硝、除塵裝置治理企業(yè)鍋爐燃燒高排放量污染；對超標(biāo)排放的企業(yè)，該關(guān)閉就關(guān)閉；加強機動車尾氣治理，采用符合標(biāo)準(zhǔn)的車用柴油，報廢不合標(biāo)準(zhǔn)的機動車；治理工地?fù)P塵，保證綠色施工等有力措施從源頭防控酸雨，保護(hù)我們賴以生存的地球。

注釋及參考文獻(xiàn)：

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The Comparative Analysis on Acid Rain' Characteristics in Xichang,Panzhihua and Wenjiang

MO Fang1,ZHENG Li-ying3,FANG Peng1,ZHENG Zi-jun1,LI Lin2,WANG Zhe3
（1.Liangshan Meteorological Bureau,Xichang,Sichuan 615000;2.Panzhihua Meteorological Bureau,Panzhihua, Sichuan 617000;3.Wenjiang Meteorological Bureau,Chengdu,Sichuan 611130）

Based on Xichang,Panzhihua and Wenjiang's nearly seven years acid rain monitoring data,the month and annual variation characteristics of acid rain in three places are analyzed.The results shows that∶in Xichang,there is weak acid rain pollution all year in Panzhihua,there is no acid rain pollution from January to March and weak pollution from April to December in Wenjiang,there is strong acid rain pollution in spring autumn and winter and weak pollution in summer The value of Xichang's PH has increasing trend in recent years,while the trend of Panzhihua and Wenjiang's Ph is not significant.Through comprehensive comparison,Wenjiang belongs to heavy acid rain area,Panzhihua and Xichang belong to light acid rain area.

Xichang；Panzhihua Wenjiang；acid rain's characteristics;comparative analysis

X517

A

1673-1891（2015）04-0050-05

2015-09-08

莫芳（1970-），女，四川西昌人，高級工程師，研究方向：地面氣象觀測。