东川地区酸雨污染特征及控制对策

东川地区酸雨污染特征及控制对策

安成花

(东川区环境监测站，昆明 东川 654100)

摘要：对东川酸雨污染的水平、变化特征、污染趋势、酸雨组成权重、与气象的关联性进行分析研究。结果显示：东川地区存在不同程度的酸雨污染，冶炼厂硫排放是造成该区域酸雨的主要成因。提出东川区酸雨控制的主要对策措施。

关键词：酸雨；污染；特征；成因；防治；措施；东川

收稿日期：2014-05-26

中图分类号：X517文献标识码： A

东川区位于云南高原昆明北部，地理坐标：东经102°48′～103°19′，北纬25°47′～26°33′。辖区地形陡峻，南高北低，属典型的河谷地带。南北长84.6km，东西宽51.2km。

受大气环流形势和地貌的影响，东川区气候具有垂直分带明显、降水集中等特点。东川区所处纬度较低，其地带气候属亚热带季风气候，11月至次年4月主要受西南风支流控制，天气晴朗，日照充足，降水少，降水仅占全年的12%左右，为干季；5至10月受来自印度洋、太平洋暖湿气流的影响，降雨集中，占全年降水量的80%左右，为雨季。雨季中又以6—8月降水更集中，3个月降水量占全年的54%～59%。 辖区全年年均降雨量656.2 mm。

酸雨[1]指pH值低于5.6的大气降水，包括酸雨、雪、雾和露。目前酸雨已成为全球性的环境问题[2]。我国南方地区酸雨发生的频率较高，主要集中在广西、四川及云南的一些区域。酸雨污染危害人群健康[3～4]，腐蚀建筑物，造成巨大的经济损失，已成为制约社会经济发展的重要因素之一。东川是全国著名的铜都，自汉代以来就开始开采冶炼铜矿。目前辖区内主要工业类型为有色冶金、化工及有色冶金矿的采选，有企业数十家，经调查每天有大量的含硫、含氮污染物向空气环境排放。本文以东川酸雨污染为研究对象，进行了酸雨成分和成因，酸雨污染的水平、变化特征、污染趋势，酸雨组成、权重、气象的关联性等分析研究。

1材料与方法

2污染源排放状况

“十一五”期间，东川的工业废气排放量不断增加，经统计2009年东川工业废气排放量增至894272万Nm3(表1)，二氧化硫、二氧化氮排放量分别为3848.88t、2105.56t，二氧化硫、二氧化氮较2007年快速增长，增长率高达400%以上。2007年东川区环境空气质量中二氧化硫日均值最高浓度为0.435mg/m3，年均值为0.067 mg/m3，年均值超GB3095-1996《环境空气质量标准》二级标准。

3酸雨污染现状分析

3.1降水量变化

东川为高原地区金沙江流域的干热河谷，区内年平均气温30℃以上，从图1可看出，东川区降水量最高值出现在2008年，为841.0 mm，降水量最低年份是2009年，为428.4mm，东川属少雨地区。

3.2酸雨年际变化

2006—2013年，东川区降水pH均值范围为4.42～6.51，其中2006年pH值最低为4.42，8年的pH均值为5.00，近5年pH均值为5.45，降雨酸度总体较强；酸雨频率为0%～48%，平均酸雨频率17%，近5年平均酸雨频率10%。酸雨量占总雨量的比例为0%～54%，仅有2011年、2013年东川区未出现酸雨(图2)。

表1　东川区2006—2010年工业废气排放与空气质量统计

3.3酸雨月变化

经分析统计，酸雨出现率最多的月份是2月，其次是9月，11月及12月尚未出现酸雨。降水酸度和酸雨频率的变化图显示(图3)，降水pH值较高时，酸雨出现频率较低。

3.4降水成分分析

表2　东川区2006—2013年降水离子组成　(mg/L)

3.5降水强度对酸度的影响分析

从酸雨的形成过程来看，雨水要经历云中酸化和云下洗脱酸化两个过程，降雨对致酸性污染气体以及颗粒物的吸收清除作用与降雨量、持续时间和强度有一定关联性。

为了了解降雨强度对酸度的影响，对2006—2013年466个样品出现的78个酸雨数据进行分类统计，将雨量分为5个等级：0～10、10～25、25～50、50～100mm/d，分别代表小雨、中雨、大雨、暴雨。酸度以pH值为5.6、5.0、4.5、4.0分类统计。统计结果表明(表3)，东川区大雨、中雨的酸雨发生概率要高于小雨酸雨发生率，大雨、中雨强酸度(pH值<4.5)降雨率10%，高于小雨强酸度(pH值<4.5)降雨率6%。

4降水酸度变化趋势分析

为了研究东川辖区酸雨的发展变化趋势，将近5年的酸雨监测数据应用spearman秩相关模型来定量分析辖区酸雨的变化与发展，当spearman秩相关系数Rs>临界值Wp时，表明变化趋势有显著意义，Rs为负值时，表明为有下降趋势。

式中：Di=Xi-Yi，Rs为秩相关系数；Xi为污染物从小到大的排列序号 ；Yi为时间排列序号；N为时间周期。

经统计分析，2006—2013年东川地区年均降水酸度数据的秩相关系数Rs=-0.095<0，|Rs|

表3　降水量与酸度监测结果统计表

5防治对策

酸雨的形成和发展是一个逐步积累和渐进的过程，当大气环境容量被消耗殆尽时，酸雨造成的生态危害就会显现出来。这些特点决定了控制酸雨污染必须采取预防为主、总量控制的对策。

随着地方经济的不断发展，人民的生活水平也在不断提高。当前东川区的居民生活用能主要以电能、较为清洁的液化气，替代了原来的燃煤，所以生活源对环境的影响几乎可以忽略。酸雨的主要污染来源为工业源。

5.1采取总量控制措施减少酸雨发生率

防治酸雨最根本的措施是减少致酸物质的排放[7]。应根据本区域大气中致酸物质的环境容量[8]，评估污染物排放对于本区域降水的影响和环境对酸沉降的敏感程度，来确定本区域致酸物质的排放总量，并对不同削减方案进行经济技术比较，筛选经济技术可行的削减方案，进而将其落实到主要污染源，以减少酸雨的发生率。

5.2加强环保监督管理，减少致酸物质的排放量

加强燃煤二氧化硫排放企业的监督管理[8]，促使企业积极采取新技术，安装除污、脱硫效果好的环保设施，对二氧化硫排放长期不达标的企业实行关、停、并、转、迁，确保二氧化硫稳定达标。对新、改、扩建项目，区环保局要严格把关，始终坚持“增产不增污、以新带老、总量控制”的原则，确保区域二氧化硫排放总量控制在允许指标范围内。

东川区二氧化硫大部分来源于有色金属冶炼业。“十二五”期间，东川区加大了环境执法力度，有效控制了工业源污染物的排放，污染减排工作取得了成效。2010年以来先后拆除了4家设备落后的冶炼炉，并对2家冶炼企业进行技改，这一系列整改项目的完成，使东川区环境空气质量得到了有效改善，东川区酸雨发生率也在逐步减少。

5.3完善致酸物质排放企业的监控体系

加强对大气污染的监测，建立大气及酸雨自动监测系统、酸备网络和数据库系统，使环境管理者能随时跟踪大气中的二氧化硫和氮氧化物浓度及时空分布情况，了解酸雨状况，以便采取相应措施。对未安装在线监测的二氧化硫年排放量达4t以上的排放源，应增大监督性监测频次，建立原料、燃料中硫含量监管制度，采用含硫量低的优质煤，推广型煤，重视新型燃烧技术。

6结语

(1)经分析统计，酸雨出现率最多在2月份，其次是在9月份，11月及12月份尚未出现酸雨，降水pH值较高时，酸雨出现频率较低。

(2)2006—2013年，东川区降水pH均值范围为4.42～6.51，其中2006年pH值最低为4.42。近5年pH均值为5.45，降雨酸度总体较强，酸雨频率为0%～48%，平均酸雨频率为17%。酸雨量占总雨量的比例为0%～54%，仅有2011年、2013年未出现酸雨，秩相关模型预测结果表明东川出现酸雨呈现减缓下降趋势。

(4)降水强度对雨水酸度的影响分析结果显示，东川区大雨、中雨的酸雨发生概率要高于小雨酸雨发生率，大雨、中雨强酸度(pH值<4.5)降雨率10%，高于小雨强酸度(pH值<4.5)降雨率6%。

(5)经分析，东川地区酸雨主要来源于周边冶金、化工企业的含硫污染物的排放。因此，控源减污是控制辖区大气酸雨发生的根本措施。根据本区域大气中致酸物质的环境容量，评估污染物排放对于本区域降水的影响和环境对酸沉降的敏感程度，来确定本区域致酸物质的排放总量，采取各种有效的技术方法和工程措施，加强监督管理，可有效控制酸雨的发生。

参考文献：

[1]张元东.珠江三角洲地区酸雨污染简析[J].环境科学，1999,12(3):31-34.

[2] 张凌,付朝阳 ,郑习键,等.广州市区大气污染特征与影响因子分析[J].生态环境，2007,16(2)：305-308.

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[6] 吴甫成，吴君维，王晓燕.湖南酸雨污染特征[J].环境科学学报，2000，20(6)：807-809.

[7] 郝吉明，卜天琪，徐康富.南宁酸雨综合防治的初步研究[J].环境科学, 1986，9(2)：12-17.

[8] 东川区人民政府.昆明市东川区环境保护规划[Z].2009.

Acid Rain and Its Control in Dongchuan

AN Cheng-hua

(Dongchuan Environmental Monitoring Station,Dongchuan Kunming 654100 China)

Abstract：The pollution level,changes,pollution trend,components weights,and the relationship with meteorology of acid rain in Dongchuan were studied.The results showed that acid rain pollution occurred in Dongchuan from time to time.Sulfur emissions from smelting plants were the major sources.The countermeasures were pointed out to control acid rain.

Key words： acid rain;pollution;characteristics;origin;control;countermeasures;Dongchuan