摘 要：遼寧省是我國(guó)的燃煤大省，二氧化硫排放強(qiáng)度位居全國(guó)前列，這為境內(nèi)酸雨的形成提供了充足的前體物來(lái)源。但酸雨現(xiàn)象是大氣化學(xué)過(guò)程和大氣物理過(guò)程的綜合效應(yīng)，其過(guò)程受多種因素的影響。本文對(duì)遼寧省主要污染物排放與酸雨形成的相關(guān)性進(jìn)行了分析，研究結(jié)果表明，遼寧省大部分地區(qū)降雨pH值與當(dāng)?shù)匚廴驹吹闹滤嵝晕廴疚铩?二氧化硫和氮氧化物排放量之間存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明遼寧省酸雨的形成受本地污染源致酸性污染物排放量的影響較大。但在局部地區(qū)，酸性物質(zhì)排放量與降雨pH值之間負(fù)相關(guān)關(guān)系不明顯，堿性顆粒物的排放、氣候、地形等因素可能是影響這些地區(qū)酸雨成因的重要因子。

關(guān)鍵詞：酸雨 污染源 二氧化硫

中圖分類(lèi)號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（b）-0158-03

許多監(jiān)測(cè)工作表明，我國(guó)酸性降水中SO42-和NO4-是酸性的主要貢獻(xiàn)者，SO42-/NO4-一般在5～l0之間，故我國(guó)酸雨是硫酸型的，又由于我國(guó)排放大氣中的硫主要來(lái)自煤的燃燒，其酸雨也可以稱為煤煙型的酸雨[1]。但酸雨的形成不僅受大氣中酸性物質(zhì)含量的影響，還受大氣中堿性物質(zhì)含量、降水、風(fēng)向、風(fēng)力、刮風(fēng)的天數(shù)、城市所處地形等多種因素的影響[2]。如大氣中的NH3對(duì)酸雨形成也是非常重要的，由于NH3易溶于水，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸起中和作用，從而降低了雨水的酸度。酸雨還與大氣中顆粒物的性質(zhì)有關(guān)，已有研究表明，降水pH值決定于硫酸、硝酸與NH3以及堿性塵粒的相互關(guān)系。同時(shí)，如果氣象條件和地形有利于污染物的擴(kuò)散，則大氣中污染物濃度降低，酸雨就減弱，反之則加重。因此，在對(duì)酸雨問(wèn)題的研究時(shí)，應(yīng)該考慮自然因素的影響，同時(shí)不應(yīng)忽視干沉降的研究。目前我國(guó)大氣顆粒物的濃度普遍很高，為國(guó)外的幾倍至幾十倍，在酸雨的研究中是不能忽視的[3]。

遼寧省是我國(guó)的燃煤大省，二氧化硫排放強(qiáng)度居全國(guó)前列，這為酸雨的形成提供了充足的前體物來(lái)源，但由于遼寧省內(nèi)各地的氣候、地形等自然特征存在很大差異，同時(shí)堿性物質(zhì)的排放也會(huì)影響酸雨的形成，可能導(dǎo)致酸雨的空間分布并不完全取決于酸性物質(zhì)的排放量，本文通過(guò)對(duì)污染物排放與酸雨形成相關(guān)性的研究，探討了遼寧省酸雨形成的原因。

1 研究區(qū)概況

遼寧省位于我國(guó)東北地區(qū)南部，地處東亞大陸東岸，地處東經(jīng)118°53′～125°46′，北緯38°43′～43°26′之間，屬中高緯度地區(qū)，西南與河北省臨界，西北與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗鄰，東北與吉林省接壤，東南以鴨綠江為界與朝鮮民主主義共和國(guó)相望，南瀕黃海與渤海。全省共有6個(gè)沿海城市，分別為丹東、大連、營(yíng)口、盤(pán)錦、錦州和葫蘆島。遼寧省地勢(shì)大體為北高南低，自東、西兩側(cè)向中部?jī)A斜，山地和丘陵大致分列于東西兩廂，面積約占全省土地面積的2/3。遼東為山地，遼西為丘陵山地，遼北為低丘，中部為東北向西南緩傾的長(zhǎng)方形平原，面積約占全省土地面積的1/3。西部地區(qū)呈大陸性氣候比較明顯，東部和中部地區(qū)受季風(fēng)影響呈溫帶大陸性季風(fēng)氣候。但由于地形較為復(fù)雜，所以省內(nèi)各地氣候不盡相同?？偟臍夂蛱攸c(diǎn)是：寒冷期長(zhǎng)、平原風(fēng)大、東濕西干、雨量集中、日照充足、四季分明。

3qdXc3/1kUctW/9Rh2ov2sASvvQid3pOQrTG9UeaXs4=2 研究方法

通過(guò)實(shí)地測(cè)量獲得2006年至2008年遼寧省內(nèi)11個(gè)酸雨監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的降水pH值監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)環(huán)境統(tǒng)計(jì)獲取2006年至2008年遼寧省重點(diǎn)污染源的主要污染物排放量，應(yīng)用GIS軟件的空間分析功能分析污染物排放和酸雨形成的空間分布特征，在SPSS軟件中應(yīng)用皮爾森相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行污染物排放量與降水pH值的相關(guān)性分析。

3 研究結(jié)果

3.1 遼寧省污染源的空間分布狀況

2006年至2008年被納入環(huán)境統(tǒng)計(jì)的企業(yè)共有5297家，其中國(guó)控廢氣污染源數(shù)量在150家左右，包括了所有廢氣污染物排放量較大的企業(yè)，二氧化硫排放總量占全省65%以上，因此可以通過(guò)分析國(guó)控廢氣污染源的空間分布狀況來(lái)把握全省大氣污染物排放的空間分布狀況。2007年全省國(guó)控廢氣污染源的數(shù)量為164家，排放量總量占全省的67%，圖1為2007年全省國(guó)控廢氣污染源的分布狀況。

根據(jù)2007年全省國(guó)控廢氣污染源分布圖來(lái)看，二氧化硫與氮氧化物排放的空間分布特征基本一致（圖1a，b）。遼寧省中部城市群即鐵嶺-沈陽(yáng)-撫順-本溪-遼陽(yáng)-鞍山-營(yíng)口這一帶是全省污染源分布最密集的地區(qū)，也是二氧化硫和氮氧化物排放最集中的地帶。其中鐵嶺-沈陽(yáng)-撫順段污染物排放主要來(lái)源于空間上分布比較密集的電力企業(yè)；本溪-遼陽(yáng)-鞍山段以鞍鋼和本鋼為中心，分布著全省最大的二氧化硫和氮氧化物排放源，排放非常集中；營(yíng)口段企業(yè)數(shù)量較多，但大污染源較少。

遼西地區(qū)的污染源數(shù)量較多，但受城市空間布局的限制，整體上分布較分散，但也形成了以單個(gè)城市為中心的污染源聚集群。葫蘆島、錦州、阜新、朝陽(yáng)都分布有較大的污染源，其中沿海城市葫蘆島和錦州市區(qū)距離較近，在渤海灣的西北岸形成了一個(gè)污染源聚集群；只有盤(pán)錦市污染源的數(shù)量很少，排放量也不大，是全省二氧化硫和氮氧化物排放量最小的地區(qū)。

遼東山區(qū)污染源數(shù)量較少，丹東境內(nèi)污染源稍多，但布局稀疏。在遼東半島的東南緣集中分布著大連市幾乎所有的國(guó)控廢氣污染源，由于污染源數(shù)量多、排放量較大，這里形成了遼寧省的又一個(gè)二氧化硫排放源聚集群。

國(guó)控污染源煙塵排放的空間分布特征與二氧化硫和氮氧化物稍有不同（圖1c），煙塵排放量較大的污染源主要分布在鐵嶺、沈陽(yáng)、鞍山、本溪和錦州等地，葫蘆島、大連等地二氧化硫、氮氧化物排放量較大的企業(yè)煙塵排放量卻很小。

3.2 污染源排放對(duì)遼寧省酸雨形成的影響

3.2.1 二氧化硫排放量對(duì)酸雨形成的影響分析

環(huán)境質(zhì)量月監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，2007年酸雨點(diǎn)位出現(xiàn)在鐵嶺、沈陽(yáng)、撫順、錦州、葫蘆島、丹東、大連等市，其中酸雨頻率最高的城市是丹東和大連（圖2）。

將2007年酸雨點(diǎn)位分布圖與國(guó)控廢氣污染源分布圖進(jìn)行疊加分析，結(jié)果顯示，作為全省二氧化硫排放比較集中的鐵嶺、沈陽(yáng)、撫順、錦州、葫蘆島、大連等二氧化硫和氮氧化物排放量較大的城市均出現(xiàn)了酸雨，但全省二氧化硫和氮氧化物排放最大的本溪-鞍山一帶并未出現(xiàn)酸雨，而污染源數(shù)量少、排放量較小的丹東市卻出現(xiàn)了高頻率的酸雨。

鞍山和本溪兩市二氧化硫排放量與其它城市相比在全省比較靠前，但無(wú)酸雨出現(xiàn)，這可能和鞍山、本溪的行業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)，以鞍鋼集團(tuán)和本鋼集團(tuán)為代表，鐵礦生產(chǎn)及加工是這一地帶的主要行業(yè)，其排放的大量煙塵對(duì)酸雨具有中和作用，從而導(dǎo)致這一地區(qū)酸雨不明顯；丹東地形以山地和丘陵為主，屬暖溫帶亞濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，是東北地區(qū)最溫暖濕潤(rùn)的地方，降水量占遼寧省降水量70%，上述地形和氣候條件都不利于致酸性氣體的擴(kuò)散，很可能是丹東市酸雨頻率較高的原因之一。

將鞍山、本溪、丹東以外的其他城市2006年至2008年的二氧化硫排放量與降雨pH年均值進(jìn)行皮爾森相關(guān)分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。顯著性系數(shù)P值小于0.01，降雨pH年均值與二氧化硫排放量呈極顯著相關(guān)關(guān)系；相關(guān)系數(shù)為-0.591，降雨pH年均值與二氧化硫排放量呈較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系（表1）。即二氧化硫排放量越大，降降雨pH年均值越低，說(shuō)明遼寧省內(nèi)大部分地區(qū)酸雨的形成受局地源的影響是很明顯的。

3.2.2 本地源氮氧化物排放量對(duì)酸雨形成的影響分析

將全省鞍山、本溪、丹東3個(gè)城市以外的其他城市2006年至2008年氮氧化物與降雨pH年均值進(jìn)行皮爾森相關(guān)分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2。顯著性系數(shù)P值小于0.05，說(shuō)明氮氧化物排放量與降雨pH年均值顯著性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.443，即氮氧化物排放量越大，降雨pH年均值越低。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合上述分析，遼寧省大部分地區(qū)降雨pH值與當(dāng)?shù)匚廴驹吹闹滤嵝晕廴疚铩趸蚝偷趸锱欧帕恐g存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明遼寧省酸雨的形成受本地污染源致酸性污染物排放量的影響較大。在煙塵排放集中的地區(qū)（鞍山、本溪），以及氣候濕潤(rùn)的丘陵地區(qū)（丹東），酸性物質(zhì)排放量與降雨pH值之間負(fù)相關(guān)關(guān)系不明顯，說(shuō)明在以上地區(qū)其它因素的影響要大于污染源排放的影響，比如堿性顆粒物的排放、濕潤(rùn)的氣候、氣流不容易擴(kuò)散的山地地形等因素則可能是影響這些地區(qū)酸雨成因的重要因子。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文興，張婉華，石泉，等.影響我國(guó)降水酸性因素的研究[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1993，13（6）：401～407.

[2] 李民峰，劉銳.常德市酸雨形成原因探討[J].湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，18（1）：38～41.

[3] 張昕，孫臘梅，周淑梅.從酸雨到酸沉降-關(guān)于對(duì)酸雨的認(rèn)識(shí)[J].生物學(xué)通報(bào)，2006，41（8）：22～23.