遂宁市酸雨特征及降水化学组成分析

唐红军，张　凯，杨永安，许肖云，余全智，王　洁

(遂宁市环境监测中心站，四川 遂宁 629000)

遂宁市酸雨特征及降水化学组成分析

唐红军，张凯，杨永安，许肖云，余全智，王洁

(遂宁市环境监测中心站，四川 遂宁 629000)

摘要：根据遂宁市2006—2013年降水监测数据，对该地区的酸雨特征和降水化学组成进行了研究，并与周边地区降水监测结果进行了横向比较。结果表明：遂宁市2011年和2012年存在酸雨污染现象，其年均pH值分别为5.60和5.62，达到和接近轻酸雨区等级划分标准；遂宁市降水中pH的变化趋势与周边地区一致，呈现出一定的区域性污染特征；降雨成分中的SO42-是主要的致酸物质；遂宁市降水中的主要致酸物质有硫酸盐型向硝酸盐型转化的趋势。

关键词：酸雨；酸雨特征；降水化学组成；致酸物质；遂宁

酸雨指pH<5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水，它是因人类活动或自然灾害等原因导致区域降水酸化的一种污染现象。我国年均降水pH值低于5.6的地区已达全国面积的40%左右，每年给人们的生命财产造成巨大影响和损失。酸雨已成为我们当今面临的极为显著的空气质量问题之一[1-23]。我国的酸雨区主要在长江以南，其中以西南、华南地区较为突出[4,5]。遂宁市位于成渝经济区的中心位置，距成都和重庆均不足150 km，成渝地区经济的高速发展，使得及时了解遂宁市的降水质量、科学分析降水质量变化原因、摸清降水质量变化趋势变得愈加重要和紧迫。本文结合2006—2013年遂宁市降水常规监测数据，参照国内外资料，结合遂宁市实际，对酸雨污染特征和降水化学组成进行了科学分析和研究，以期为政府决策提供参考。

1遂宁市概况

1.1自然条件

遂宁市位于四川盆地中部、涪江中游，东邻重庆、广安、南充，西连成都，南接内江、资阳，北靠德阳、绵阳。东西宽90.3km，南北长108.9km，总面积5300km2。截止2012年，全市人口共383.9万，市建成区人口43万。遂宁市属四川盆地亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量充沛，四季分明。冬暖春旱，无霜期长。夏季炎热，雨热同季，旱涝交错。秋多绵雨，冬多云雾，日照较少，湿度较大。气温月季变化显著，常年降雨量950mm左右，盛夏(7—8月)降雨集中，雨量占全年的35%。空气湿度较大，风少，平均风速多在2.0m/s以下。

1.2社会经济概况

遂宁市的主要产业为电子、石油、化工、化肥、食品、水泥、轻纺等。近年来遂宁市委市政府加大招商引资力度，经济发展迅速，能源特别是煤的消耗增加迅猛，工业排放的废气量逐渐增加；另外，随着人民生活水平的日益提高，机动车保有量快速增加，机动车尾气排放造成的空气污染正呈上升趋势。这些因素为酸雨的形成提供了有利的条件。

2研究方法

2.1采样点位与频率

遂宁市共设两个监测点，一个是位于上风向的石溪浩监测点位；另一个是下风向的监测站点位。监测点均按照国家环保局《环境监测技术规范》要求进行采样监测，降水监测实行逢雨必测，降雨量达到10mm时对规定项目进行全分析。降水监测项目为降雨量和降水中的pH、电导率、SO42-、NO3-、NH4+、Cl-、Ca2+、Na+、K+、Mg2+、F-共11个项目。

2.2分析方法

所有离子均采用国家标准分析方法，其中pH用玻璃电极法测定；电导率用电导率仪法测定；SO42-、NO3-、Cl-、F-采用离子色谱法测定；NH4+采用纳氏试剂比色法测定；Ca2+、Na+、K+、Mg2+采用原子吸收光谱法测定。

3结果与分析

3.1酸雨特征分析

如表1所示，2006—2013年共收集635个降水样品，降水样品中最低pH值为3.38，pH值范围为3.38~8.26，平均pH值为6.56。在收集的635个降水样品中，酸雨样品31个，占全部降水样品的4.9%。出现酸雨的年份为2011和2012年，这两年收集的酸雨样品个数分别是17和14个，酸雨频率分别为17.7%和16.7%。

表1　遂宁市2006—2013年酸雨监测结果统计

3.2酸雨污染评价和年际变化趋势

评级一个地区酸雨污染的程度，通常考察酸雨频率和降水酸度这两个指标。结合表1数据和酸雨污染程度等级(表2)可知[6,7]，2006—2013年，除2011年和2012年外，遂宁市没有发生酸雨污染现象，酸雨污染等级为Ⅰ级，属于非酸雨区。2011年和2012年酸雨污染程度明显加重，已经达到或接近Ⅱ级，即轻酸雨区。

表2　酸雨污染程度等级

在考察遂宁市年均pH值的变化趋势时发现，如图1所示，2006—2013年，除2011年和2012年外，年均pH值变化不太显著，其范围维持在6.65～7.03。

为了进一步考察2011年和2012年这两年降水中pH显著下降的原因，统计并分析了遂宁市周边地区2010—2013年降水的年均pH值变化情况，参与统计的地区包括遂宁市及其周边的成都市、德阳市、绵阳市、南充市、达州市、自贡市、泸州市、雅安市和重庆市[8-12]。如图2所示，在上述的10个地区中，2011年和2012年降水的年均pH值明显低于之前2010年和之后2013年的地区有泸州市、自贡市、南充市、遂宁市、德阳市和重庆市；2011年降水的年均pH值明显低于之前2010年和之后2013年的地区有绵阳市和雅安市；2012年降水的年均pH值明显低于之前2010年和之后2013年的地区有成都市和德阳市。以上分析说明了遂宁市2011年和2012年降水中年均pH较2010年和2013年的下降程度与周边地区的同期相比基本一致，这表明遂宁市2011年和2012年的酸雨污染呈现一定的区域性特征。

3.3降水化学组成分析

遂宁市降水样品总离子平均浓度为932μmol/L，其中阴离子平均浓度为393μmol/L，阳离子平均浓度为539μmol/L。两者之间的比值为0.729，阴阳离子间的比值<1，说明分析结果中有少量阴离子缺失，造成这种情况的可能原因是未对甲酸、乙酸、已二酸等有机酸进行测定。这些有机酸对降水酸化具有与无机酸同样的作用[13]，因此，在以后监测和研究过程中需增加对有机酸的分析。

分析2006—2013年的降水中主要阴阳离子当量分担率发现，按照当量浓度大小，顺序依次为：SO42->Ca2+>Na+> NO3-> NH4+>Mg2+>K+>F->Cl-，其中SO42-和Ca2+的平均浓度分别为393μmol/L和176μmol/L，它们是降水中的主要阴阳离子，占离子总当量的65.51%，二者在阴阳离子中总的相对含量分别为82.70%和44.78%，这说明SO42-是遂宁市降水中的主要致酸物质，钙离子是降水酸度的主要中和因子，这与其它内陆地区降水组成一致[14-16]。2013年SO42-浓度值与这8年的平均浓度相比低76.8%，而Ca2+的浓度值高出78.4%，表明了遂宁市主要致酸物质的组成在发生着变化。

通过分析SO42-和NO3-近8年的浓度变化发现，2006—2013年，这两种主要阴离子的浓度整体上呈现出下降趋势，但是通过比较NO3-/SO42-的比值发现(图3)，2006—2013年，该比值整体呈现增加趋势，这与环境空气中NO2/SO2的年均浓度比值的变化趋势一致。统计表明，2006—2013年，大气中SO2年均值在0.026~0.044 mg/m3，总体呈下降趋势，说明SO2污染情况正在好转；NO2年均值0.016~0.030 mg/m3，其浓度变化不大，但有上升趋势。

表3　遂宁市降水中离子成分年均值　(μmol/L)

自2005年起，遂宁市以创建国家环境保护模范城市为契机，采取了优化产业结构和调整布局、加大工业污染源和机动车尾气治理力度、严格控制城市扬尘污染以及大力推广清洁能源等措施，使得SO2的排放浓度得到有效遏制，其对降水的制酸作用在下降。但随着人们生活水平的不断升高，机动车保有量逐渐增加(图4)，从而使得NO3-/SO42-的比值发生了变化。尽管SO42-仍然是目前最主要的致酸因子，但硫酸型降雨正在削弱，而硝酸型降雨有增强的趋势。

4结论

根据2006—2013年遂宁市降水监测数据，开展了该地区的酸雨特征和降水化学组成研究。研究结果显示：遂宁市除2011年和2012年外，其它年份降水中pH值变化不大，其范围维持在6.65~7.03。2011年和2012年存在酸雨污染现象，其年均pH值分别为5.60和5.62，达到和接近轻酸雨区。通过与周边9个地区同期年均pH变化进行对比，发现遂宁市2011年和2012年酸雨污染呈现出一定的区域性特征。降雨成分中主要阴阳离子分别是SO42-和Ca2+，SO42-是主要的致酸物质。通过分析降水中NO3-/SO42-比值的变化，发现该比值有增大趋势，说明遂宁市主要致酸物质有硫酸盐型向硝酸盐型转化的趋势。

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Characteristics of Acid Rain and Analysis of the Chemical Composition of

Precipitation in Suining City

TANG Hong-jun，ZHANG Kai，YANG Yong-an，XU Xiao-yun，YU Quan-zhi，WANG Jie

(Suining Environmental Monitoring Center, Suining Sichuan 629000 ,China)

Abstract：The characteristics of acid rain and the chemical composition of precipitation in Suining were studied based on the monitoring data from 2006 to 2013. The results showed that the acid rain in Suining appeared in 2011 and 2012 with the annual average pH of 5.60 and 5.62 respectively. The degree of contamination has nearly reached the grade standard of light acid rain district. There was no significant change in the average pH value in the rest of six years with the range at 6.65 ~ 7.03. The same trend of pH in Suining and surrounding areas was foundshowing the regional pollution characteristics. The SO42-in precipitation was the major acid material. Based on the analysis of the change of NO3-/SO42-ratio in precipitation, the phenomena wad found that the major acid material in the precipitation of Suinig was changing from sulfate to nitrate.

Key words：acid rain; characteristics; chemical composition; analysis

中图分类号：X517

文献标志码：A

文章编号：1673-9655(2015)04-0053-04