施莉莉 王微潔 蔣卡瑞 崔淑嫻

浙江省樂(lè)清市環(huán)境監(jiān)測(cè)站

酸雨是當(dāng)今世界普遍關(guān)注的環(huán)境公害之一，它對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞作用已越來(lái)越受到有關(guān)專家的重視[1]。酸雨對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響很大，可使淡水湖泊、河流酸化，湖水中魚(yú)類(lèi)減少，影響土壤特性、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及林木生長(zhǎng)，腐蝕建筑材料及金屬結(jié)構(gòu)，影響人體健康等[2]。隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)酸雨越來(lái)越關(guān)注。本文詳細(xì)分析了浙江省某縣級(jí)市近五年的酸雨特征，利用降水水質(zhì)分析結(jié)果對(duì)該縣級(jí)市降水水質(zhì)特征進(jìn)行研究。

一、酸雨概念

酸雨是指pH值小于5.60的大氣降水，大氣降水的形式包括：雨、雪、雹等[3]。發(fā)生降水天氣過(guò)程中，受到多種污染氣體、懸浮顆粒物可溶成分、二氧化碳等多種因素的影響，降水pH值往往會(huì)發(fā)生明顯變化。因此，使用降水pH值不僅能夠表現(xiàn)出自然降水的特征，還能有效地反映出人類(lèi)活動(dòng)對(duì)降水的影響。

二、酸雨研究概況

（一）布點(diǎn)

選擇該縣級(jí)市原環(huán)保局大樓樓頂為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，按照GB/13580.2-1992《大氣降水樣品的采集與保存》開(kāi)展降水的常規(guī)監(jiān)測(cè)。

（二）采樣與監(jiān)測(cè)

1.采樣

采用杭州恒達(dá)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司的降水自動(dòng)采樣儀進(jìn)行降水自動(dòng)采樣。做到“逢雨必測(cè)、正點(diǎn)及時(shí)”，在原則上，只要每次降水量大于5毫米就會(huì)取樣監(jiān)測(cè)(有時(shí)小于5毫米時(shí)也分析)，降雨量一般以每天上午的九點(diǎn)到第二天上午的九點(diǎn)為一個(gè)周期。

2.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括pH值、SO42-、NO3-、Cl-、F-、NH4+、Ca2+、Mg2+、Na+、K+和降水量共十一個(gè)項(xiàng)目。pH值和降雨量為必測(cè)項(xiàng)目。

3.計(jì)算方法

考慮到每次降水雨量的不同，本文采用的pH均值都采用雨量加權(quán)平均計(jì)算。pH值計(jì)算公式如下：

式中：[H+]i為第i次降水氫離子濃度(mol/L)：

Vi為第i次降水的實(shí)測(cè)降水量(mm)。

本文所有的離子濃度均值都采用雨量加權(quán)平均的辦法。某一時(shí)段降水中各離子(SO42-、N03-、Cl-、F-、NH4+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+)的平均值計(jì)算公式如下：

式中：X為某離子平均濃度值；

Xi為第i次降水中某離子濃度；

Vi為第i次降水的實(shí)測(cè)降水量(mm)[4]。

（三）降水酸度和頻率

表2-1 降水狀況年際變化

年份 2015 2016 2018 2019樣品數(shù)/個(gè) 67 61 76 74酸雨樣品數(shù)/個(gè) 60 59 51 49酸雨頻率/% 89.6 96.7 67.1 66.2 pH值范圍 4.08-6.40 3.87-5.83 4.07-6.30 4.39-6.39 pH均值 4.71 4.71 5.18 5.25

圖2-1 pH值、酸雨頻率年際變化

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，近五年來(lái)，該縣級(jí)市降水pH均值范圍在4.71-5.25之間，其中2014年和2015年的pH值相等，均為五年最低(4.71)，近五年的pH值總體呈上升趨勢(shì)，2019年pH值達(dá)到5.25。五年酸雨頻率在66.2%-98.3%之間，平均酸雨頻率為83.6%，2018年開(kāi)始酸雨率開(kāi)始下降，2019年為66.2%。

（四）降水的季節(jié)分布

圖2-2 降水酸雨率按季度分布圖

表2-2 降水pH值及酸雨率按季節(jié)分布

從圖2-2和表2-2統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，該縣級(jí)市降水酸雨率依次為：第四季度=第一季度＞第二季度＞第三季度，第一季度和第四季度酸雨率為90.1%，而第三季僅為80.0%，第四季度pH均值為4.83，第三季度則為4.97。

（五）降水的月分布

酸雨的形成受氣象因素的影響較大，主要?dú)庀笠蛩乇热顼L(fēng)向、風(fēng)速、云量、濕度、大氣穩(wěn)定度、日照強(qiáng)度等。在一年中各月的狀況都有不同，為了掌握降雨在相近氣象因素下的情況，本文對(duì)降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按月進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2-3。

表2-3 降水pH均值按月分布

圖2-3 降水pH均值和酸雨率按月統(tǒng)計(jì)圖

從表2-5和圖2-4可以明顯看出，酸雨主要出現(xiàn)在3,4,6,10月。其中3月份酸雨率最高，占總酸雨樣品數(shù)的96.9%，其次是7月份酸雨率最低，占總酸雨樣品數(shù)的53.8%。

（六）降水的離子組成概況

表2-4 2015-2019年樂(lè)清市降水的離子組成(單位：mg/L)

圖2-4 2015-2019年樂(lè)清市降水的離子組成

2015-2019年，降水離子濃度較為穩(wěn)定。K+、Mg+和F-濃度很低，對(duì)降水酸度的貢獻(xiàn)不是很大，影響降水酸度的主要離子為SO42-、N03-、Cl-、NH4+、Ca2+和Na+，降水中SO42-、N03-、Cl-離子濃度較高的年份出現(xiàn)在2016年，這與2016年的降水pH值為最低(4.77)是一致的。 此外，可以發(fā)現(xiàn)，從2018年開(kāi)始，對(duì)降水酸度影響最大的離子由SO42-變?yōu)镹03-。另外，在每年的春末和夏季等農(nóng)忙季節(jié)，一年中NH4+濃度最大，說(shuō)明期間農(nóng)田施肥后所溢出的氨氣對(duì)降水也有較突出的影響[5]。

三、結(jié)論與意見(jiàn)

本文通過(guò)近五年的研究，得出以下結(jié)論：

1.該縣級(jí)市酸雨污染五年間呈減輕趨勢(shì)，酸雨頻率下降。降水pH值由2015年的4.71上升到2019年的5.25，上升了0.54；酸雨頻率由2015年的89.6%下降到2019年的66.2%，下降了23.4%。

2.該縣級(jí)市一年四季均出現(xiàn)酸雨，但強(qiáng)度和頻度隨季節(jié)變化而變化。一年中降水的酸雨率順序?yàn)椋旱谒募径龋镜谝患径龋镜诙径龋镜谌径?，第四季度酸雨率?0.1%，而第三季僅為80.0%，第四季度pH均值為4.83，第三季則為4.97。

3.從時(shí)間分布上看，該縣級(jí)市一年中的三、四、五月份降水的pH低，其中五月為最低，七、八、九、十月份降水的pH高，其中七月為最高，按酸雨率，酸雨主要出現(xiàn)在 3,4,6,10月。其中3月份出現(xiàn)酸雨率最高，占總酸雨樣品數(shù)的96.9%，其次是7月份出現(xiàn)酸雨率最低，占總酸雨樣品數(shù)的 53.8%。

4.按降水離子濃度看，SO42-/N03-的比例在下降，說(shuō)明該縣級(jí)市硫酸型酸雨在減少，N03-對(duì)酸雨的貢獻(xiàn)在慢慢突出，間接反映該市的大氣污染類(lèi)型的轉(zhuǎn)變。