2016—2022年寧德市中心城區(qū)酸雨變化特征分析

劉素青

（福建省寧德環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，福建 寧德 352000）

引言

“十三五”以來，隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的急劇增加，酸雨中硝酸根的占比有逐年增大的趨勢(shì)。寧德市地處東南沿海，屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，具有山地氣候、盆谷地氣候等多種氣候特點(diǎn)，其地形西、北部高，東、南部低，中部隆起，大致呈“門”型的梯狀，且寧德市中心城區(qū)有煤炭發(fā)電企業(yè)、垃圾焚燒和醫(yī)療廢物處置中心，港口碼頭貨運(yùn)船舶、車輛的污染物排放，因此研究寧德市酸雨的污染狀況也十分必要。本文根據(jù)福建省寧德環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站2016-2022年的降水?dāng)?shù)據(jù)，對(duì)寧德市中心城區(qū)酸雨變化特征進(jìn)行了分析，為今后酸雨的防控提供決策依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

點(diǎn)位情況見表1。

表1 寧德市中心城區(qū)酸雨監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

1.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為：pH值，電導(dǎo)率、降水量及硫酸根、硝酸根、氟、氯、銨、鈣、鎂、鈉、鉀 9種離子濃度。

1.3 監(jiān)測(cè)頻次

執(zhí)行《酸沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T165-2004）［1］，逢雨必測(cè)，每天上午9：00到次日上午9：00為一個(gè)采樣監(jiān)測(cè)周期。

1.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理方法

降水狀況評(píng)價(jià)主要采用兩項(xiàng)指標(biāo)，即降水pH平均值和酸雨頻率。降水pH均值采用氫離子濃度雨量加權(quán)法。采用降水PH值低于5.60作為酸雨判據(jù)。其中，pH值＜4.50為重酸雨，4.50＜pH值＜5.00為中酸雨，5.00≤pH值＜5.60為輕酸雨。酸雨城市指年均pH值低于5.60的城市。酸雨頻率指降水pH值低于5.60的降水占所統(tǒng)計(jì)降水的百分比，見表2。

表2 酸雨區(qū)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)分析降水pH年均值和年酸雨頻率的變化趨勢(shì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 降水pH值與酸雨頻率的年變化特征

“十三五”以來，寧德市中心城區(qū)降水pH年均值介于5.34～5.76，其中最低值是2018年的5.34，最高值是2019年的5.76；年酸雨出現(xiàn)頻率介于19.6%～47.1%，其中年酸雨出現(xiàn)頻率最低是2019年的19.6%，年酸雨出現(xiàn)頻率最高是2016年的47.1%，具體見表3和圖1。根據(jù)酸雨污染等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來看，寧德市中心城區(qū)除了2019年為非酸雨區(qū)外，其它年份均屬于輕酸雨區(qū)。

圖1 2016—2022年寧德市中心城區(qū)降水情況圖

表3 2016-2022年寧德市中心城區(qū)降水年酸雨出現(xiàn)頻率與pH年均值變化情況

2.2 降水電導(dǎo)率的年變化特征

從表4和圖2可以看出，寧德市中心城區(qū)年降水電導(dǎo)率最小值是2017年的1.3 mS/m，最大值是2018年的4.7 mS/m，自2019年開始年降水電導(dǎo)率迅速下降，之后幾年基本都在2 mS/m左右。說明降水的污染程度逐漸轉(zhuǎn)好。

圖2 2016—2022年寧德市年電導(dǎo)率變化圖

表4 2016-2022年寧德市中心城區(qū)年電導(dǎo)率變化情況

2.3 酸雨污染趨勢(shì)分析

將以2016-2022年的寧德市中心城區(qū)降水?dāng)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用spearman秩相關(guān)法對(duì)降水的pH年均值和年酸雨頻率分別進(jìn)行分析，其計(jì)算公式為：

式中：Di是變量 Xi與 Yi 的差值；xi為周期1-N按濃度值從小到大排列的序號(hào)；i為按時(shí)間順序排列的序號(hào)；Yi是時(shí)間排列序數(shù)；Rs是秩相關(guān)系數(shù)；N 是時(shí)間周期總數(shù)大小。

2016-2022年寧德市中心城區(qū)降水pH年均值和年酸雨頻率統(tǒng)計(jì)值見表3。當(dāng)N=7時(shí)，查Spearman秩相關(guān)系數(shù)的臨界值可知，臨界值W1=0.564，顯著性水平值W2=0.893 0。

從表5可知Rs（酸雨頻率）和Rs（pH）都為負(fù)數(shù)，表明2016-2022年酸雨頻率和pH都呈下降趨勢(shì)；│Rs（酸雨頻率）│和│Rs（pH）│都小于臨界值0.714 0，則表明變化趨勢(shì)沒有顯著意義。也就是說，2016-2022年寧德市pH年均值和年酸雨頻率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但變化趨勢(shì)沒有顯著意義。

表5 寧德市中心城區(qū)PH年均值和年酸雨出現(xiàn)頻率變化趨勢(shì)結(jié)果分析

2.4 離子組分分析

從表6 可以看出，影響寧德市中心城區(qū)降水的主要陰離子是SO42-和NO3-，主要陽離子是 NH4+、Ca2+、K+、Na+。從圖3可知，SO42-和NO3-比值最大是2016年的1.32，之后逐年下降，之后幾年比值基本保持在0.9左右。表明寧德市中心城區(qū)酸雨類型已是硫酸與硝酸并重型。

圖3 硫酸根/硝酸根比值

表6 2016-2022年寧德市降水化學(xué)組分濃度

3 結(jié)論及對(duì)策建議

3.1 結(jié)論

（1）2016-2022年，寧德市中心城區(qū)降水pH年均值介于5.34～5.76，年酸雨出現(xiàn)頻率介于19.6%～47.1%，寧德市中心城區(qū)除了2019年為非酸雨區(qū)外，其它年份均屬于輕酸雨區(qū)。

（2）寧德市中心城區(qū)降水電導(dǎo)率自2019年開始迅速下降，之后幾年基本都在2 mS/m左右，說明降水的污染程度逐漸轉(zhuǎn)好。

（3）2016-2022年寧德市中心城區(qū)pH年均值和年酸雨頻率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但變化趨勢(shì)沒有顯著意義。

（4）影響降水的主要陰離子是SO42-和NO3-，目前寧德市中心城區(qū)酸雨類型已是硫酸與硝酸并重型。

3.2 對(duì)策建議

寧德市中心城區(qū)酸雨來源主要是周邊工業(yè)企業(yè)污染物排放影響，如煤炭發(fā)電企業(yè)、垃圾焚燒和醫(yī)療廢物處置中心，港口碼頭貨運(yùn)船舶、車輛的污染物排放等污染企業(yè)。因此，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)源和移動(dòng)源的管控是有效降低酸雨主要途徑。主要建議措施有以下幾點(diǎn)：

（1）加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推進(jìn)鋼鐵、燃煤鍋爐超低排放改造，持續(xù)推進(jìn)VOCs綜合治理，淘汰簡(jiǎn)易低效VOCs治理設(shè)施。

（2）加強(qiáng)對(duì)道路移動(dòng)源的檢查，在生產(chǎn)和生活各場(chǎng)景，鼓勵(lì)使用電動(dòng)化替代。

（3）大力推進(jìn)碼頭岸電設(shè)施建設(shè)，積極為船舶提供靠岸供電服務(wù)，減少船舶在靠港期間因柴油燃料發(fā)電造成的廢氣、黑煙等污染，加大宣傳，鼓勵(lì)船舶靠岸期間使用清潔電能替代柴油發(fā)電，聯(lián)合海事部門加強(qiáng)對(duì)碼頭供電和船舶用電情況的監(jiān)管。

（4）全面加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)［2］，提高寧德市中心城區(qū)的植被覆蓋率。借用植物吸收空氣中的有害氣體，有效地提高空氣質(zhì)量。