楊曲文

（浙江蕭山中學(xué)，浙江杭州 311200）

酸雨通常是指pH值小于5.6的降水，包括酸性的雨、雪、霧或雹等。20世紀(jì)六十年代以來(lái)，全球先后出現(xiàn)三大酸雨區(qū)即歐洲、北美和我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)。研究表明，酸雨對(duì)建筑、農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)及人體健康有嚴(yán)重危害，影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。改革開(kāi)放以來(lái)，浙江省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展快速，其中蕭山區(qū)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)居浙江省縣(市、區(qū))級(jí)首位，煤炭、石油消耗量大，酸雨污染尤為嚴(yán)重。本研究以蕭山區(qū)2008—2017年降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和大氣污染物數(shù)據(jù)，分析蕭山區(qū)近10年來(lái)酸雨變化特征及其成因，為控制酸雨污染提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料來(lái)源

2 蕭山區(qū)酸雨變化特征

2.1 降水pH值與k值年際變化特征

由表2可知，2008—2017年蕭山區(qū)降水pH值年均值在4.44-5.71之間，平均值為4.91；k值年均值(電導(dǎo)率：降水中的總離子濃度)在0.98-5.38μS/cm之間，平均值為3.23μS/cm。由圖1可見(jiàn)，2008—2012年pH值從最大值5.71逐年下降到最小值4.44，2012—2017年pH值逐年上升到5.13；10年間，pH值先降后升且下降幅度大于上升幅度， pH值總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，降水酸性增強(qiáng)。2008年k值從4.29 μS/cm先降后升至2011年最大值5.38μS/cm，4年間k值總體呈上升趨勢(shì)；2011-2017年k值降升變化交替進(jìn)行，2016年下降到最小值0.98μS/cm后上升到2017年3.75μS/cm，6年間k值總體呈下降趨勢(shì)；10年間，k值降升過(guò)程交替進(jìn)行，總體呈下降趨勢(shì)，降水的總離子濃度總體減小。2008—2017年降水pH值與k值的總體變化趨勢(shì)一致，即總體上降水的k值減小時(shí)pH值下降，反之k值上升時(shí)pH值增大，但2011年和2016年除外。

2.2 酸雨頻率變化特征

由表2可知，2008—2017年蕭山區(qū)酸雨率在44.6%-100%之間，平均值為88.0%。由圖2可見(jiàn)，2008—2015年酸雨率從最小值44.6%開(kāi)始上升，8年間升降變化交替進(jìn)行總體呈上升趨勢(shì)，到2015年酸雨率上升到100%即逢雨必酸；2015-2017年，酸雨率從100%逐年下降到78.8%；10年間酸雨率升降變化交替進(jìn)行，總體呈上升趨勢(shì)。與降水的pH值變化特征比較分析可知，2008—2017年降水pH值總體呈下降趨勢(shì)而酸雨率總體呈上升趨勢(shì)，即總體上降水的pH值減小酸雨率升高，反之pH值增大則酸雨率降低，但2012年和2014年除外。

表1 酸雨污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2 蕭山區(qū)2008-2017年降水情況

表3 蕭山區(qū)2008-2017工業(yè)企業(yè)煤炭消耗量與機(jī)動(dòng)車擁有量情況

圖1 蕭山區(qū)2008～2017年降水pH值與k值年際變化

圖2 蕭山區(qū)2008～2017年酸雨年際變化特征

2.3 酸雨等級(jí)變化特征

由圖2可知，2008—2017年酸雨等級(jí)在Ⅲ級(jí)-Ⅴ級(jí)之間，隨著降水pH值總體減小與酸雨頻率總體降低，酸雨等級(jí)總體上升，酸雨污染日益嚴(yán)重，到2017年酸雨污染有所減輕。具體情況是：2008—2009年酸雨等級(jí)從Ⅲ級(jí)上升到Ⅴ級(jí)即蕭山區(qū)從中度酸雨區(qū)上升到重酸雨區(qū)，2011—2016年酸雨等級(jí)一直是Ⅴ級(jí)即蕭山區(qū)6年間一直處在重酸雨區(qū)；2017年隨著降水pH值的增大與酸雨頻率的降低，酸雨等級(jí)從Ⅴ級(jí)下降到Ⅳ級(jí)處于中度酸雨區(qū)，酸雨污染有所減輕。

2.4 酸雨類型變化特征

2.5 酸雨成分變化特征

圖3 蕭山區(qū)2008～2017年酸雨成分年際變化特征

3 酸雨成因分析

3.1 燃煤和機(jī)動(dòng)車對(duì)酸雨的影響

2008—2017年，蕭山區(qū)的酸雨主要屬燃煤和燃油引起的混合型酸雨，這與蕭山區(qū)的能源主要是煤炭和蕭山區(qū)機(jī)動(dòng)車使用量與日俱增密切相關(guān)(見(jiàn)表3)。

經(jīng)相關(guān)性分析，2008—2017年蕭山區(qū)降水pH值與工業(yè)企業(yè)燃煤量成負(fù)相關(guān)(r=-0.584，P=0.05)，與機(jī)動(dòng)車總量成極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.806，P=0.05)；即隨著燃煤和機(jī)動(dòng)車使用量上升，降水的pH值減小酸性增強(qiáng)，反之隨著燃煤和機(jī)動(dòng)車使用量下降，降水pH值增大酸性減弱，其中機(jī)動(dòng)車使用量的變化對(duì)降水pH值的變化影響更顯著。由表3可見(jiàn)，2008—2016年蕭山區(qū)燃煤量總體上升，燃煤排放的酸雨前體物二氧化硫和氮氧化物總體增多，引起降水中SO和NO的質(zhì)量年均值總體增大，降水的pH值減小酸性增強(qiáng)；2017年燃煤量大幅度下降，排放的二氧化硫和氮氧化物大幅度減少，降水中SO和NO的質(zhì)量年均值減小，降水的pH值增大酸性減弱。10年間蕭山區(qū)機(jī)動(dòng)車使用量總體上升，機(jī)動(dòng)車使用的燃油量總體增加，燃油排放的氮氧化物總體增多，引起降水NO的質(zhì)量年均值總體增大，降水的pH值減小酸性增強(qiáng)。

與此同時(shí)，通過(guò)采取一系列有效措施(燃燒低硫煤、加入固硫劑、使用天然氣和太陽(yáng)能等清潔能源、加強(qiáng)煙氣脫硫脫硝和汽車尾氣治理)，大力減少了二氧化硫和氮氧化物的排放量，到2017年蕭山區(qū)由重酸雨區(qū)轉(zhuǎn)為中度酸雨區(qū)，酸雨污染有所減輕。

3.2 降水對(duì)酸雨的影響

經(jīng)相關(guān)新分析，2008—2017年蕭山區(qū)降水pH值與降水量呈負(fù)相關(guān)((r=-0.369，P=0.05)，即隨著降雨量增加降水pH值降低，反之隨著降雨量減少降水pH值升高；10年間蕭山區(qū)降水量總體上增加，降水pH值總體上減小酸性增強(qiáng)，這與酸雨形成機(jī)制及大氣中污染物相關(guān)。酸雨由大氣中污染物通過(guò)“云內(nèi)清除”和“云下清除”作用進(jìn)入降水生成酸性物質(zhì)形成，“云下清除”過(guò)程中降水沖刷掉了懸浮于大氣中的顆粒物；研究表明蕭山區(qū)近地層建筑揚(yáng)塵等形成的懸浮顆粒物具有堿性特征，有一定的酸緩沖能力；2008—2017年蕭山區(qū)降水總體增多對(duì)顆粒物的沖刷和稀釋能力增強(qiáng)，大氣中顆粒物總體上減小對(duì)降水的酸緩沖能力減弱，兩者相互作用引起降水pH值總體上隨降雨量增加而降低酸性增強(qiáng)。

3.3 外來(lái)污染對(duì)酸雨的影響

蕭山區(qū)酸雨主要由燃燒煤炭和石油排放的二氧化硫和氮氧化物引起，同時(shí)該地區(qū)的酸雨也易受外來(lái)污染源的影響。蕭山區(qū)地勢(shì)南高北低，冷空氣易進(jìn)難出；當(dāng)秋冬季盛行的偏北風(fēng)來(lái)襲時(shí)， 將攜帶人口和工業(yè)密集的上海、嘉興等地空氣中的致酸物質(zhì)，進(jìn)入和停留在蕭山區(qū)上空，勢(shì)必引起降水的酸性物質(zhì)增多而酸度增大，加重蕭山區(qū)的酸雨污染。因此蕭山區(qū)的酸雨防治，除了繼續(xù)采取有效措施大力減少當(dāng)?shù)囟趸蚝偷趸锏呐欧磐猓贿€需通過(guò)長(zhǎng)三角地區(qū)大氣污染的聯(lián)防聯(lián)控，減少蕭山區(qū)酸雨的外來(lái)污染源。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）2008—2017年，蕭山區(qū)降水pH值和k值總體減小，酸雨頻率總體上升，酸雨污染日益嚴(yán)重，到2017年有所減輕；10年間，蕭山區(qū)酸雨2008年屬硫酸型，2009～2017屬混合型。

（2）蕭山區(qū)降水中陰離子質(zhì)量年均值總體上SO＞NO＞Cl＞F，陽(yáng)離子年均值總體上NH＞Ca＞K＞Na＞Mg，陰離子和陽(yáng)離子的年均值及兩者的差值在降升變化中總體呈下降趨勢(shì)，而降水酸性總體增強(qiáng)。

（3）蕭山區(qū)酸雨主要由當(dāng)?shù)厝紵禾亢褪团欧臩O和NO，通過(guò)云上和云下致酸作用形成，降水量的增加和外來(lái)污染源也會(huì)引起酸雨污染的加重。

（4）蕭山區(qū)的酸雨防治，除了繼續(xù)采取有效措施大力減少當(dāng)?shù)囟趸蚝偷趸锏呐欧磐猓贿€需通過(guò)長(zhǎng)三角地區(qū)大氣污染的聯(lián)防聯(lián)控，減少蕭山區(qū)酸雨的外來(lái)污染源。