遂寧市酸雨特征及降水化學組成分析

唐紅軍，張　凱，楊永安，許肖云，余全智，王　潔

(遂寧市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 遂寧 629000)

遂寧市酸雨特征及降水化學組成分析

唐紅軍，張凱，楊永安，許肖云，余全智，王潔

(遂寧市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 遂寧 629000)

摘要：根據遂寧市2006—2013年降水監(jiān)測數據，對該地區(qū)的酸雨特征和降水化學組成進行了研究，并與周邊地區(qū)降水監(jiān)測結果進行了橫向比較。結果表明：遂寧市2011年和2012年存在酸雨污染現象，其年均pH值分別為5.60和5.62，達到和接近輕酸雨區(qū)等級劃分標準；遂寧市降水中pH的變化趨勢與周邊地區(qū)一致，呈現出一定的區(qū)域性污染特征；降雨成分中的SO42-是主要的致酸物質；遂寧市降水中的主要致酸物質有硫酸鹽型向硝酸鹽型轉化的趨勢。

關鍵詞：酸雨；酸雨特征；降水化學組成；致酸物質；遂寧

酸雨指pH<5.6的雨水、凍雨、雪、雹、露等大氣降水，它是因人類活動或自然災害等原因導致區(qū)域降水酸化的一種污染現象。我國年均降水pH值低于5.6的地區(qū)已達全國面積的40%左右，每年給人們的生命財產造成巨大影響和損失。酸雨已成為我們當今面臨的極為顯著的空氣質量問題之一[1-23]。我國的酸雨區(qū)主要在長江以南，其中以西南、華南地區(qū)較為突出[4,5]。遂寧市位于成渝經濟區(qū)的中心位置，距成都和重慶均不足150 km，成渝地區(qū)經濟的高速發(fā)展，使得及時了解遂寧市的降水質量、科學分析降水質量變化原因、摸清降水質量變化趨勢變得愈加重要和緊迫。本文結合2006—2013年遂寧市降水常規(guī)監(jiān)測數據，參照國內外資料，結合遂寧市實際，對酸雨污染特征和降水化學組成進行了科學分析和研究，以期為政府決策提供參考。

1遂寧市概況

1.1自然條件

遂寧市位于四川盆地中部、涪江中游，東鄰重慶、廣安、南充，西連成都，南接內江、資陽，北靠德陽、綿陽。東西寬90.3km，南北長108.9km，總面積5300km2。截止2012年，全市人口共383.9萬，市建成區(qū)人口43萬。遂寧市屬四川盆地亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和，雨量充沛，四季分明。冬暖春旱，無霜期長。夏季炎熱，雨熱同季，旱澇交錯。秋多綿雨，冬多云霧，日照較少，濕度較大。氣溫月季變化顯著，常年降雨量950mm左右，盛夏(7—8月)降雨集中，雨量占全年的35%?？諝鉂穸容^大，風少，平均風速多在2.0m/s以下。

1.2社會經濟概況

遂寧市的主要產業(yè)為電子、石油、化工、化肥、食品、水泥、輕紡等。近年來遂寧市委市政府加大招商引資力度，經濟發(fā)展迅速，能源特別是煤的消耗增加迅猛，工業(yè)排放的廢氣量逐漸增加；另外，隨著人民生活水平的日益提高，機動車保有量快速增加，機動車尾氣排放造成的空氣污染正呈上升趨勢。這些因素為酸雨的形成提供了有利的條件。

2研究方法

2.1采樣點位與頻率

遂寧市共設兩個監(jiān)測點，一個是位于上風向的石溪浩監(jiān)測點位；另一個是下風向的監(jiān)測站點位。監(jiān)測點均按照國家環(huán)保局《環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》要求進行采樣監(jiān)測，降水監(jiān)測實行逢雨必測，降雨量達到10mm時對規(guī)定項目進行全分析。降水監(jiān)測項目為降雨量和降水中的pH、電導率、SO42-、NO3-、NH4+、Cl-、Ca2+、Na+、K+、Mg2+、F-共11個項目。

2.2分析方法

所有離子均采用國家標準分析方法，其中pH用玻璃電極法測定；電導率用電導率儀法測定；SO42-、NO3-、Cl-、F-采用離子色譜法測定；NH4+采用納氏試劑比色法測定；Ca2+、Na+、K+、Mg2+采用原子吸收光譜法測定。

3結果與分析

3.1酸雨特征分析

如表1所示，2006—2013年共收集635個降水樣品，降水樣品中最低pH值為3.38，pH值范圍為3.38~8.26，平均pH值為6.56。在收集的635個降水樣品中，酸雨樣品31個，占全部降水樣品的4.9%。出現酸雨的年份為2011和2012年，這兩年收集的酸雨樣品個數分別是17和14個，酸雨頻率分別為17.7%和16.7%。

表1　遂寧市2006—2013年酸雨監(jiān)測結果統(tǒng)計

3.2酸雨污染評價和年際變化趨勢

評級一個地區(qū)酸雨污染的程度，通常考察酸雨頻率和降水酸度這兩個指標。結合表1數據和酸雨污染程度等級(表2)可知[6,7]，2006—2013年，除2011年和2012年外，遂寧市沒有發(fā)生酸雨污染現象，酸雨污染等級為Ⅰ級，屬于非酸雨區(qū)。2011年和2012年酸雨污染程度明顯加重，已經達到或接近Ⅱ級，即輕酸雨區(qū)。

表2　酸雨污染程度等級

在考察遂寧市年均pH值的變化趨勢時發(fā)現，如圖1所示，2006—2013年，除2011年和2012年外，年均pH值變化不太顯著，其范圍維持在6.65～7.03。

為了進一步考察2011年和2012年這兩年降水中pH顯著下降的原因，統(tǒng)計并分析了遂寧市周邊地區(qū)2010—2013年降水的年均pH值變化情況，參與統(tǒng)計的地區(qū)包括遂寧市及其周邊的成都市、德陽市、綿陽市、南充市、達州市、自貢市、瀘州市、雅安市和重慶市[8-12]。如圖2所示，在上述的10個地區(qū)中，2011年和2012年降水的年均pH值明顯低于之前2010年和之后2013年的地區(qū)有瀘州市、自貢市、南充市、遂寧市、德陽市和重慶市；2011年降水的年均pH值明顯低于之前2010年和之后2013年的地區(qū)有綿陽市和雅安市；2012年降水的年均pH值明顯低于之前2010年和之后2013年的地區(qū)有成都市和德陽市。以上分析說明了遂寧市2011年和2012年降水中年均pH較2010年和2013年的下降程度與周邊地區(qū)的同期相比基本一致，這表明遂寧市2011年和2012年的酸雨污染呈現一定的區(qū)域性特征。

3.3降水化學組成分析

遂寧市降水樣品總離子平均濃度為932μmol/L，其中陰離子平均濃度為393μmol/L，陽離子平均濃度為539μmol/L。兩者之間的比值為0.729，陰陽離子間的比值<1，說明分析結果中有少量陰離子缺失，造成這種情況的可能原因是未對甲酸、乙酸、已二酸等有機酸進行測定。這些有機酸對降水酸化具有與無機酸同樣的作用[13]，因此，在以后監(jiān)測和研究過程中需增加對有機酸的分析。

分析2006—2013年的降水中主要陰陽離子當量分擔率發(fā)現，按照當量濃度大小，順序依次為：SO42->Ca2+>Na+> NO3-> NH4+>Mg2+>K+>F->Cl-，其中SO42-和Ca2+的平均濃度分別為393μmol/L和176μmol/L，它們是降水中的主要陰陽離子，占離子總當量的65.51%，二者在陰陽離子中總的相對含量分別為82.70%和44.78%，這說明SO42-是遂寧市降水中的主要致酸物質，鈣離子是降水酸度的主要中和因子，這與其它內陸地區(qū)降水組成一致[14-16]。2013年SO42-濃度值與這8年的平均濃度相比低76.8%，而Ca2+的濃度值高出78.4%，表明了遂寧市主要致酸物質的組成在發(fā)生著變化。

通過分析SO42-和NO3-近8年的濃度變化發(fā)現，2006—2013年，這兩種主要陰離子的濃度整體上呈現出下降趨勢，但是通過比較NO3-/SO42-的比值發(fā)現(圖3)，2006—2013年，該比值整體呈現增加趨勢，這與環(huán)境空氣中NO2/SO2的年均濃度比值的變化趨勢一致。統(tǒng)計表明，2006—2013年，大氣中SO2年均值在0.026~0.044 mg/m3，總體呈下降趨勢，說明SO2污染情況正在好轉；NO2年均值0.016~0.030 mg/m3，其濃度變化不大，但有上升趨勢。

表3　遂寧市降水中離子成分年均值　(μmol/L)

自2005年起，遂寧市以創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市為契機，采取了優(yōu)化產業(yè)結構和調整布局、加大工業(yè)污染源和機動車尾氣治理力度、嚴格控制城市揚塵污染以及大力推廣清潔能源等措施，使得SO2的排放濃度得到有效遏制，其對降水的制酸作用在下降。但隨著人們生活水平的不斷升高，機動車保有量逐漸增加(圖4)，從而使得NO3-/SO42-的比值發(fā)生了變化。盡管SO42-仍然是目前最主要的致酸因子，但硫酸型降雨正在削弱，而硝酸型降雨有增強的趨勢。

4結論

根據2006—2013年遂寧市降水監(jiān)測數據，開展了該地區(qū)的酸雨特征和降水化學組成研究。研究結果顯示：遂寧市除2011年和2012年外，其它年份降水中pH值變化不大，其范圍維持在6.65~7.03。2011年和2012年存在酸雨污染現象，其年均pH值分別為5.60和5.62，達到和接近輕酸雨區(qū)。通過與周邊9個地區(qū)同期年均pH變化進行對比，發(fā)現遂寧市2011年和2012年酸雨污染呈現出一定的區(qū)域性特征。降雨成分中主要陰陽離子分別是SO42-和Ca2+，SO42-是主要的致酸物質。通過分析降水中NO3-/SO42-比值的變化，發(fā)現該比值有增大趨勢，說明遂寧市主要致酸物質有硫酸鹽型向硝酸鹽型轉化的趨勢。

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Characteristics of Acid Rain and Analysis of the Chemical Composition of

Precipitation in Suining City

TANG Hong-jun，ZHANG Kai，YANG Yong-an，XU Xiao-yun，YU Quan-zhi，WANG Jie

(Suining Environmental Monitoring Center, Suining Sichuan 629000 ,China)

Abstract：The characteristics of acid rain and the chemical composition of precipitation in Suining were studied based on the monitoring data from 2006 to 2013. The results showed that the acid rain in Suining appeared in 2011 and 2012 with the annual average pH of 5.60 and 5.62 respectively. The degree of contamination has nearly reached the grade standard of light acid rain district. There was no significant change in the average pH value in the rest of six years with the range at 6.65 ~ 7.03. The same trend of pH in Suining and surrounding areas was foundshowing the regional pollution characteristics. The SO42-in precipitation was the major acid material. Based on the analysis of the change of NO3-/SO42-ratio in precipitation, the phenomena wad found that the major acid material in the precipitation of Suinig was changing from sulfate to nitrate.

Key words：acid rain; characteristics; chemical composition; analysis

中圖分類號：X517

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2015)04-0053-04