枣庄市酸雨形势分析

王 瑜 刘 威 汤金树

摘要利用枣庄市2003~2009年的酸雨观测资料和气象资料,统计分析枣庄市降水pH值的年变化和月变化情况。通过对酸雨的变化特征分析表明:枣庄市降水酸性趋势越发明显,酸雨污染越来越重,并提出酸雨的防治措施。

关键词酸雨;化学组成;成因;危害;防治措施;山东枣庄

中图分类号X517文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)22-0271-02

大气是人类生存的重要环境,大气污染将最直接地影响人们的生活和工作。近年来,被称为“空中死神”的酸雨,就像无形的杀手,侵害着人类的身心健康,影响着人类的生活。

所谓酸雨,其正确的名称应为“酸性沉降”,可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类,前者指的是所有气状污染物或粒状污染物,随着雨、雪、雾或雹等降水形态而落到地面上;后者则是指在不下雨的情况下,从空中降下来的落尘所带来的酸性物质。由于大气中含有大量的CO2,故正常雨水本身略带酸性,pH值约为5.6。因此,一般把雨水中pH值小于5.6的称为酸雨。利用枣庄市2003~2008年的酸雨观测资料,分析枣庄市降水pH值的季节变化特征,对枣庄市酸雨形成原因进行初步分析。

1酸雨化学组成

一般酸雨化学组成中,较重要的物种包括H+、Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、K+、Na+、Ca2+及Mg2+等9种。其来源包括自然来源及人为来源,一般而言,NO3-及SO42-为主要的致酸物质,由硫氧化物与氮氧化物转化而来。在人为污染排放方面,Ca2+及NH4+为主要的中和(致碱)物质,SO42-与石化工业、火力电厂使用化石燃料燃烧含硫物质有关;Na+、Cl-、Mg2+主要源自海洋的海水飞沫;NO3-主要是工厂高温燃烧过程、交通工具尾气排放等造成的;Ca2+、K+来自飞尘;NH4+源于农药喷洒。雨水pH值高低与否,并不必然代表其中人为污染物的多少,因污染物中除了上述酸性离子外,亦存在碱性离子,以中和酸性,雨水酸碱值为众多离子平衡后计算得来。换言之,雨水中虽有高浓度的SO42-与NO3-,但因其有其他碱性离子中和,雨水未必呈现酸性反应(即低酸碱值),反之亦然。雨水酸碱值无疑可以作为一项先期指标,但更重要的是必须进一步进行雨水化学成分分析,了解其污染物来源,并计算随雨水沉降至地表的污染物通量(即所谓沉降量,以kg/hm2·a为单位),进而制定控制策略,加以改善。

2酸雨的变化特征分析

2.1降水pH值的年变化

2003年1月1日至2008年10月31日期间共进行酸雨观测246次。经测试,枣庄市降水pH值平均为6.79,其中2005年出现1次酸雨过程,2007年出现2次,2008年出现2次。枣庄市2003年(9月1日至12月31日)降水pH平均值为7.82,2004年为7.56,2005年为7.35,2006年为6.85,2007年为6.46,2008年为6.53,2009年(1月1日至9月30日)为6.42。可见,枣庄市的酸雨情况非常严峻,降水酸性和酸雨出现频率逐年加强。

2.2降水pH值的月变化

枣庄市降水日的平均pH值≤5.6的日期2005年为9月2日,降水pH值5.56;2007年为5月23日、6月19日、8月31日,降水pH值分别为5.14、5.60、5.33;2008年为8月20日、8月21日,降水pH值分别为5.24、5.17;2009年为3月21日、6月7日、7月10日、8月19日,降水pH值分别为5.11、4.79、5.42、4.85。可见,5~9月降水的pH值偏小,酸性较强,10月至次年4月pH值偏大,酸性较弱。

3酸雨成因和危害

3.1成因

枣庄市是一个老工业城市,主要依靠煤、水泥等作为主要能源,在观测站3km范围内有火力发电厂、化肥厂、水泥厂、垃圾处理厂等多个企业,导致枣庄市酸雨不断加剧。

3.2危害

(1)酸雨破坏水土环境,影响大面积的森林和农作物生长,造成经济损失。据报道,欧洲和北美一些国家的森林受酸雨危害率高达30%～50%。我国南方重酸区已出现一些严重的森林衰亡现象,如重庆市郊区50%的松树枯死;峨眉山金顶冷杉的死亡率达40%;浙江西天目山因酸雨的影响大片柳杉死亡;柳州市区和郊区的林木也出现较为严重的酸雨危害。植物对酸雨反应最敏感的器官是叶片,叶片受损后会出现坏死斑、萎蔫、叶绿素含量降低、叶色发黄、褪绿、光合作用降低,使林木生长缓慢或死亡,使农作物减产。同时,酸雨危害植物表皮及角质层,使植物的抗病虫害能力减弱。酸雨对水生生物也有很大危害,它使许多河湖水质酸化,导致许多对酸敏感的水生生物种群灭绝。当湖泊、河水的pH值降到5以下时,鱼、虾类的生长繁殖便会受到严重影响,加之湖河底泥中有毒金属遇酸溶解,更加速这些水生生物群的死亡。欧洲、北美的许多湖泊因酸雨危害已经变为死湖。另外,酸雨会使土壤酸化,土壤中的钙、镁等养分被酸溶解,导致土壤养分流失。酸化的土壤抑制土壤微生物的活性,破坏土壤微生物的正常生态群落,使有机物分解减缓,土壤贫瘠,病虫害猖獗。

(2)酸雨影响人和动物的身体健康,雨雾的酸性会对眼、咽喉和皮肤产生刺激,引起结膜炎、咽喉炎、皮炎等病症。

(3)酸雨对建筑物和金属材料的腐损也非常严重,许多城市刚落成或新装修的建筑物在一场酸雨过后,就会失去美丽的光泽,如本来光亮如镜的大理石经酸雨腐蚀后会变得暗淡无光,甚至层层剥落。

4酸雨防治措施

(1)减少污染,如减少 SO2的排放,可采用低硫的煤、石油、天燃气等燃料,以及加工制成低硫或脱硫的燃料;或开发新能源,如太阳能等。

(2)进行回收处理、综合利用。如硫酸厂的尾气可采用氨吸收法、石灰乳吸收法等进行回收;硝酸厂尾气可采用碳酸钠溶液吸收法、氢氧化钠溶液吸收法等。

5结语

气象环境与降水pH值关系密切,其中偏南气流与地面风速较小时易出现酸性降水。近几年在酸雨检测中不断有降水pH值小于5.6的现象出现,降水酸性越来越强,酸雨出现频率越来越多,呈逐年增大的趋势,应引起有关部门的高度重视。而枣庄市酸雨的产生与当地的环境污染和工业布局有很大关系。因此,控制酸雨,可限制高硫煤的开采与使用,要重点治理火力发电厂、化肥厂、水泥厂等行业生产过程中排放的SO2等污染物。

6参考文献

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