2012年丰都县酸雨特征及其相关分析

2014-12-01郭小路

环境科学导刊 2014年1期

郭小路

（丰都县环境监测站，重庆丰都408200）

丰都县位于重庆市版图中心，东经107°28′03″～108°12′37″，北纬29°33′18″～30°16′25″，呈西北—东南走向分布。全县属亚热带季风气候，降水充沛，四季分明，季风明显，立体气候明显。近年来，伴随着经济的快速发展，日益严重的酸雨污染已引起人们广泛关注。本文根据丰都县环境监测站2012全年的降水监测数据，对其降水pH值的特征及其雨水成分相关性进行分析。

1 降水监测概况

选择丰都县环保局7楼顶楼为降水采样点，通过雨水采集器采集雨样。取样后储于4℃冰箱内，样品在分析前用0.45μm的微孔滤膜过滤，在实验室进行pH值、电导率和各种化学组成成分分析。其中，降水的pH值采用新加坡Eutech pH700型酸度计测定，电导率采用德国WTW公司cond3110型电导率仪测定，阴离子（F－、Cl－、N、S）用美国DIONEX（戴安）公司生产的ICS－900离子色谱分析。

2 结果与分析

2.1 pH值的变化特征

根据中国气象局的有关规定，降水的pH值分为三个等级：pH＜4.5为强酸降水样本；4.5≤pH＜5.6为弱酸降水样本；pH≥5.6为非酸性降水样本［1］。

根据降水的pH值等级划分，在2012年1月至12月所采集的76个降水样本中，pH值＜5.6的酸性样本68个，占89.5%，非酸性样本8个，占10.5%。在酸性降水中，强酸性降水出现了18次，占总降水样本数的23.7%。

降水pH值的月际变化表明（图1），降水月均pH值范围在4.14～5.71，pH值的最低值出现在1月，最高值出现在8月。酸雨频率的月际变化表明（图2），各月的酸雨频率（pH＜5.6）均在90%以上，较强酸雨频率（pH＜4.5）总体为夏季低冬季高，其中以12月最高，为93.3%。这与重庆地区降水酸性的季节变化规律相同［2］。

2.2 电导率

电导率是度量降水纯度和总离子浓度及大气污染程度的一个重要指标［3］。电导率值越低，表示雨水污染的程度越小；电导率越高，则污染程度越大，其降水的离子总量浓度也越高。丰都县2012年全年的76次降水电导率日变化如图3所示，可以看出其日变化较大，其中以50μs／cm～150μs／cm范围为多。跟日本的雨水（电导率10μs／cm～50μs／cm）［4］和广州的雨水（32.1μs／cm～93.8μs／cm）［5］相比较，丰都县雨水中含有较多的污染物。同时，其变化幅度表明雨水中所含污染物的日变化较大。

2.3 降雨化学成分分析

一个地区的降雨酸度跟该区的能源结构和排放源及其特征等因素密切相关［6］。从表1可知，降雨中阴离子含量大小依次为S＞N＞Cl－＞F－，主要成分是S，占阴离子总量的68.1%～76.1%，其含量远远大于排名第二的N含量。丰都县酸雨的致酸因子是S和N，且主要是受到了SO2的影响，这与重庆地区的高硫煤为主的能源结构的大环境有关［7］。S虽然是降雨中阴离子的主要成分，但S和N是影响大气酸度的重要成分，S／NO3－的比值常被用来表征酸雨的类型［8］，丰都县2012年单次降雨的S／N在2.9～17.05，年均比值为7.68，因此可称硫酸型酸雨。但根据同一地点5a前的监测结果，S与N的当量比值在逐渐减小，这又与重庆市近些年推进清洁生产，改变燃料方式和能源结构的大环境密不可分。同时城市交通的不断发展导致汽车尾气污染加重，使得N对降雨的酸性贡献作用在不断加强。

表1 丰都县2012年1～12月月均降雨化学离子浓度（mg／L）

2.4 降雨离子间的相关性分析

通过SPSS软件输入4种阴离子的数据，采用pearson积距相关系数法对S、N、Cl－、F－之间的相关性进行分析。在相关矩阵中显示S、N、F－离子在0.01水平（双侧检验），明显相关。分析得出S、F－均源于燃煤而N主要由交通污染带入［9］，表明这3种离子的来源有较强的同一性。Cl－主要是反映海洋源的贡献［10］，而丰都县居于西南地区受到海洋影响较小。其散点图如图4所示。

2.5 降雨量和降雨时间对pH值的影响

降雨的pH值与降雨量和降雨的时间都存在一定的关系，对2012年丰都县的降雨数据进行统计分析，发现对于不连续降雨（时间间隔＞24h）和连续降雨（时间间隔＜24h）的过程，随着降水时间的延长，出现酸性降水的频率都在逐渐增大；图5的散点图明显可看出：随着降雨量的增大，酸性降水的频率也越来越大。这与沈箐等人研究一致［11］。