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(jù)2016年蚌埠市3個(gè)降水監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的硫酸根離子濃度，分析現(xiàn)狀并總結(jié)硫酸根離子濃度變化規(guī)律，最后對(duì)治理酸雨提出有效建議。

關(guān)鍵詞 酸雨；硫酸根離子；離子色譜；安徽蚌埠；2016年

中圖分類號(hào) X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(yè)生產(chǎn)、燃料燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣等都會(huì)釋放出大量的硫氧化物和氮氧化物，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，形成硫酸或硝酸氣溶膠，再通過(guò)雨、雪、霧、冰雹等過(guò)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(jīng)過(guò)，是全國(guó)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(yè)基礎(chǔ)，東風(fēng)為全年主導(dǎo)風(fēng)向，四季分明，雨量適中，光照充足。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，酸雨對(duì)人們生活的影響越來(lái)越大。本文利用2016年蚌埠市降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析降水中硫酸根離子濃度變化規(guī)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(píng)價(jià)酸雨的最重要指標(biāo)之一，本文利用離子色譜法測(cè)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?dú)?；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(dǎo)22.90 μs/cm；抑制器電流25 mA；進(jìn)樣體積25 μL；離子交換柱為Dionex IonPacTMAS23陰離子交換柱。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(jiān)測(cè)點(diǎn)的硫酸根離子濃度，降水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位共有3個(gè)，分別位于市郊的蚌埠學(xué)院、蚌埠市環(huán)境保護(hù)局以及位于市中心的蚌埠市第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校?？梢钥闯?，位于市中心的蚌埠市第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校降水監(jiān)測(cè)點(diǎn)的硫酸根離子明顯高于其他2個(gè)降水監(jiān)測(cè)點(diǎn)的濃度。排除其他影響因素，由于3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位存在地理位置的不同，本文認(rèn)為機(jī)動(dòng)車尾氣排放對(duì)于硫酸根離子濃度有較大影響。隨著機(jī)動(dòng)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(zhì)，例如一氧化碳、碳?xì)浠衔?、硫化物和氮氧化物等進(jìn)入大氣并通過(guò)降水落入地面。蚌埠市第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校降水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的硫酸根離子濃度較高主要是因?yàn)槠湮恢锰幱谑兄行?，交通繁忙，機(jī)動(dòng)車數(shù)量較多，受到機(jī)動(dòng)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(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)與南溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)的過(guò)渡帶，季風(fēng)顯著，氣候溫和，四季分明。因此，按照我國(guó)傳統(tǒng)的四季劃分方法，將2016年全年的降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照春、夏、秋、冬四季進(jìn)行分類分析，從圖1可以看出，不同季節(jié)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(jié)變化規(guī)律可能與不同季節(jié)的氣象和氣候條件有關(guān)。不同的氣象和氣候條件會(huì)產(chǎn)生不同的天氣現(xiàn)象，例如冬季出現(xiàn)的霧霾現(xiàn)象、春季出現(xiàn)的沙塵天氣、夏季出現(xiàn)的連續(xù)強(qiáng)降水以及秋季麥?zhǔn)蘸蠓贌斩拵?lái)的污染天氣。不同季節(jié)出現(xiàn)的不同天氣變化對(duì)大氣中的污染物數(shù)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(jié)到來(lái)，燃料燃燒量達(dá)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(xiàn)霧霾天氣加之污染物擴(kuò)散條件較差，大氣中所含的各種污染物數(shù)量較多，濃度較大，經(jīng)過(guò)一系列的物理和化學(xué)變化，通過(guò)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(duì)流天氣較多，常出現(xiàn)大雨或暴雨天氣，夏季氣象條件有利于大氣中污染物的擴(kuò)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(píng)價(jià)酸雨類型的重要指標(biāo)[4]。一般根據(jù)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(shuō)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(jī)動(dòng)車保有量的顯著增加，致酸物質(zhì)的排放量持續(xù)增長(zhǎng)，慢慢導(dǎo)致蚌埠市酸雨污染類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩岷拖跛峄旌闲??？梢钥闯觯瑱C(jī)動(dòng)車尾氣污染已成為酸雨的主要原因，同時(shí)也是治理酸雨的重要著手點(diǎn)。

3 結(jié)論與討論

（1）由2016年降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可以看出3個(gè)不同的降水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中，位于市中心的蚌埠市第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校點(diǎn)位所含硫酸根離子濃度明顯高于位于市郊的其余2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，說(shuō)明機(jī)動(dòng)車尾氣排放對(duì)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(jié)有關(guān)，因不同季節(jié)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(jié)不同而發(fā)生變化，冬季最高，夏季最低。

（2）通過(guò)對(duì)2016年降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析可以看出，影響蚌埠市酸雨的主要因素是機(jī)動(dòng)車尾氣排放和大氣環(huán)境質(zhì)量。近年來(lái)，機(jī)動(dòng)車尤其是家用汽車數(shù)量突飛猛進(jìn)，城市受機(jī)動(dòng)車尾氣污染越來(lái)越重，機(jī)動(dòng)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(xiàn)有燃料汽車可以有效降低汽車尾氣的排放，減少對(duì)空氣的污染，從而降低降水中各種離子的濃度。大氣環(huán)境質(zhì)量對(duì)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(zhì)量的顯著下降，越來(lái)越多的人開始重視并關(guān)注大氣環(huán)境質(zhì)量變化。當(dāng)大氣環(huán)境質(zhì)量下降時(shí)，空氣中各種污染物濃度較高，不利的大氣條件會(huì)加劇污染物的聚集，此時(shí)降水中的各種離子濃度也會(huì)顯著升高。近年來(lái)，各級(jí)政府部門開始更加重視大氣環(huán)境質(zhì)量的治理，不斷采取各種有效措施改善大氣環(huán)境質(zhì)量，從而降低污染物濃度含量，進(jìn)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(gè)方面加大污染物排放控制，既要加強(qiáng)規(guī)范工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，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(chǎn)理念，從而在源頭上杜絕導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生的各種可能。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 呂立群.離子色譜法測(cè)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(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2011，27（5）：21-23.

[2] 高梅芷.離子色譜法測(cè)降水中硫酸根離子的不確定度評(píng)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(jiān)測(cè)的質(zhì)量控制[J].上海環(huán)境科學(xué)，2001（9）：457-458.

[4] 趙衛(wèi)紅.福建省主要城市降水離子特征及沉降量現(xiàn)狀分析[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，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(xué)，2004.endprint