姚 鎮(zhèn)，梁麗紅

（佛山市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣東 佛山 528000）

1 引言

酸雨是指pH值小于5.6的大氣降水。其酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和鹽酸等。酸雨不但污染土壤環(huán)境，使土壤酸化和貧瘠化，還會(huì)影響水體、森林，破壞其生態(tài)循環(huán)［1］。此外，酸雨還能誘發(fā)植物病蟲害，使農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)。因此，酸雨控制已成為中國(guó)污染防治工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

本文通過(guò)對(duì)佛山市“十一五”期間5個(gè)采樣點(diǎn)降水化學(xué)成分的測(cè)定，探討其大氣降水的離子組成，對(duì)酸雨的監(jiān)測(cè)狀況進(jìn)行研究，以期為進(jìn)一步更好地開(kāi)展環(huán)境保護(hù)和生態(tài)保護(hù)工作奠定基礎(chǔ)。

2 降水監(jiān)測(cè)結(jié)果與討論

佛山市共布設(shè)了5個(gè)降水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，分別位于5個(gè)區(qū)，由5個(gè)區(qū)的環(huán)境監(jiān)測(cè)站承擔(dān)降水的常規(guī)監(jiān)測(cè)工作，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括pH值、電導(dǎo)率、硫酸根、硝酸根、氟離子、氯離子、銨離子、鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子的監(jiān)測(cè)分析。逢雨每24h采樣一次，如遇連續(xù)降水，則將9:00至次日9:00的降水視為一個(gè)樣品。降水的采集和成分分析分別按相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

2.1 降水pH值和酸雨頻率

2006～2010年佛山市5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)降水樣品pH值和酸雨頻率等統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1。

表1 2006年～2010年佛山市區(qū)降雨情況統(tǒng)計(jì)

由表1可知，2006～2010年之間該市共收集降水樣品1989 個(gè)，其中酸雨樣品1571 個(gè)，占總樣品的79.0%，降水pH值平均為4.57，酸雨污染較為嚴(yán)重。

該市各年度降水酸雨頻率及降水pH平均值月變化如圖1、圖2所示，由圖可知各年度降水pH值大體呈二、三季度較低，一、四季度較高的特征，而酸雨頻率則為一、四季度較低，二、三季度較高的趨勢(shì)，顯示二、三季度酸雨污染比一、四季度突出。

圖1 各年度降水酸雨頻率月變化

圖2 各年度降水pH值月變化

2.2 降水化學(xué)成分分析

2006～2010年佛山市降水中主要離子濃度與占比見(jiàn)表2。

由表2知，全市降水中離子濃度的順序依次為:SO2－4＞NO－3＞Ca2＋＞Cl－＞NH＋4＞Na＋＞K＋＞F－＞Mg2＋。其中SO2－4、NO－3、Ca2＋、NH＋4是降水中的主要離子，這與中國(guó)南方各地的降水組成狀況基本一致［2］。SO2－4和NO－3是主要的陰離子，分別占總離子的44.0%和16.9%；Ca2＋和NH＋4是主要的陽(yáng)離子，分別占總離子的10.7%和6.7%。

表2 2006～2010年佛山市區(qū)降水中離子比例分布

5年相比，硫酸根濃度減少3.09mg／L，占陰離子總數(shù)的比例降低17.1%；硝酸根濃度增加1.91mg／L，占陰離子總數(shù)的比例上升20.4%，硝酸鹽對(duì)降水呈酸性的貢獻(xiàn)增大，見(jiàn)圖3。

圖3 佛山市2006～2010年降水離子濃度比較

3 酸雨污染狀況分析

3.1 酸雨污染空間變化分析

降水pH值自佛山市東南部向西、北呈逐漸降低的分布特征，地處城市西、北部的高明和三水區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對(duì)較弱，山地和林木資源豐富，其受到酸雨污染影響反而比地處城市東、南部且開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較大的禪城、南海、順德區(qū)更突出，見(jiàn)圖4。

圖4 佛山市降水pH值區(qū)域分布

3.2 降水質(zhì)量變化趨勢(shì)分析

“十一五”期間佛山市降水pH均值范圍在4.35～4.81之間，自2007年開(kāi)始降水pH值逐年降低；酸雨頻率范圍在70.9%～85.5%之間，變化趨勢(shì)不顯著，但2010年酸雨頻率超過(guò)80%，僅次于2008年水平，這反映“十一五”期間佛山酸雨污染有所加重，見(jiàn)圖5。

圖5 2006～2010年佛山市降水pH值及酸雨頻率變化趨勢(shì)

“十一五”期間佛山市硫酸根濃度呈顯著下降趨勢(shì)，硝酸根濃度呈顯著上升趨勢(shì)。硫酸根／硝酸根從2006年的4.14下降至2010年的1.39，年均降幅23.9%，反映降水從硫酸型逐漸向硫酸、硝酸混合型轉(zhuǎn)變，見(jiàn)圖6。

圖6 2006～2010年佛山市降水中硫酸根與硝酸根比值變化趨勢(shì)

3.3 降水質(zhì)量變化成因分析

（1）地理位置和氣象條件促使降水質(zhì)量產(chǎn)生季節(jié)變化和區(qū)域分布差異。佛山市位于珠三角城市群的西北角，全市地形西高東低，西面多為山地。冬季盛行偏北風(fēng)，夏季盛行偏南風(fēng)，二、三季度太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，日照時(shí)間長(zhǎng)，大氣氧活性強(qiáng)，雨量充沛，空氣相對(duì)濕度大，空氣中SO2容易向SO3及H2SO4轉(zhuǎn)化，有利于酸雨的形成。

佛山全年主要降水過(guò)程發(fā)生在主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)或東南風(fēng)的二、三季度，此時(shí)佛山市地處珠三角城市的下風(fēng)向，區(qū)域污染物輸送效應(yīng)增加了降水中酸性物質(zhì)的來(lái)源，造成佛山市的降水pH值較低，同時(shí)也造成了各區(qū)降水質(zhì)量產(chǎn)生差異。

（2）二氧化硫減排促使降水中硫酸根離子濃度下降?！笆晃濉逼陂g，佛山市二氧化硫減排任務(wù)順利完成，工業(yè)二氧化硫年排放總量逐年下降，2010年總量比2006年下降32.2%，促使環(huán)境空氣中二氧化硫濃度降低。降水中硫酸根離子濃度也呈逐年下降趨勢(shì)，與工業(yè)二氧化硫排放總量的變化呈明顯的線性相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明了二氧化硫減排對(duì)降低酸雨污染貢獻(xiàn)明顯，見(jiàn)圖7。

圖7 2006～2010年佛山市降水硫酸根濃度與工業(yè)二氧化硫排放量關(guān)系

（3）汽車保有量的迅速增長(zhǎng)導(dǎo)致降水特征變化。根據(jù)佛山市統(tǒng)計(jì)年鑒［3］分析，“十一五”期間，佛山市汽車保有量逐年增長(zhǎng)，2010年汽車保有量比2006年增加86.9%，汽車尾氣對(duì)空氣中氮氧化物濃度的增加日益突出。降水中硝酸根離子濃度顯著增加，在工業(yè)二氧化硫減排降低了硫酸根濃度的情況下，硫酸根和硝酸根濃度之比與汽車保養(yǎng)量的變化呈明顯的線性相關(guān)，反映汽車保有量增加促使降水向硫酸、硝酸混合型酸性特征轉(zhuǎn)變，見(jiàn)圖8。

圖8 2006～2010年硫酸根濃度與硝酸根濃度比值隨汽車保有量變化趨勢(shì)

4 結(jié)語(yǔ)

（1）“十一五”期間佛山市降水pH值較低，酸雨污染較為嚴(yán)重。酸雨季節(jié)性變化不明顯，相對(duì)來(lái)說(shuō)冬季的污染特征較輕。

（2）降水中的硫酸根／硝酸根比值表明佛山市酸雨類型已從單一的硫酸型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩岷拖跛峄旌闲停h(huán)境空氣污染正從傳統(tǒng)工業(yè)型污染向新型復(fù)合型污染轉(zhuǎn)變。

（3）工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)相對(duì)較弱、山地和林木資源豐富的高明區(qū)和三水區(qū)酸雨污染程度比經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的禪城區(qū)、南海區(qū)和順德區(qū)更突出，這是由環(huán)境空氣二次污染物區(qū)域分布特點(diǎn)和地理位置造成的。

（4）地理位置和氣象條件是影響降水質(zhì)量的季節(jié)變化和區(qū)域分布的主要因素，污染排放的變化則是降水質(zhì)量變化的根本原因。由于“十一五”二氧化硫減排措施的落實(shí)，降水中硫酸根離子濃度也相應(yīng)減低，但汽車保有量增長(zhǎng)迅猛，在汽車尾氣污染影響下降水中硝酸根離子濃度上升，降水硫酸、硝酸混合型特征逐漸突出，酸雨污染有所加重。

［1］宗英飛，張國(guó)林，蘇常新，等.2008年遼寧省酸雨時(shí)空分布特點(diǎn)分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（16）:7536 ～7537 .

［2］覃柳妹，黃奎賢，王 景，等.2005～2010年河池市酸雨變化趨勢(shì)和特征分析［J］.廣西科學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，27（2）:102～104.

［3］佛山市統(tǒng)計(jì)局.2006～2010佛山統(tǒng)計(jì)年鑒［R］.北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2006～2010.