宁德市中心城区酸雨变化趋势及成因浅析

2016-02-09宁德市环境监测站

海峡科学 2016年11期

宁德市环境监测站陆杰

宁德市中心城区酸雨变化趋势及成因浅析

宁德市环境监测站陆杰

根据2011—2015年宁德市环境监测站降水监测资料，对宁德市中心城区降雨变化趋势及酸雨成因进行分析。结果表明，2011—2015年，总体酸雨频率为26.2%。酸雨pH值从2011年开始呈下降趋势，到2015年有一定程度的回升；酸雨频率从2011年开始呈上升趋势，到2015年有一定程度的下降；影响宁德市降水的主要阴离子是SO2- 4和NO- 3，宁德市酸雨类型主要为混合型；酸雨的成因与地形、气象条件、二氧化硫及氮氧化物的排放、外来源等多种因素有关。

酸雨变化趋势成因宁德市

酸雨是指pH值小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水，酸雨又被称为“空中死神”[1]，它是大气受污染的一种表现。大量的环境监测资料明，这样的降水现象已经逐年增多，如不加控制，酸雨区的面积将继续扩大，将会严重影响人类赖以生存的环境及人类本身。本文根据2011—2015年宁德市环境监测站的降雨监测数据，对宁德市中心城区酸雨的变化趋势及致酸污染物的成因进行初步探讨、分析，为今后进一步开展全市酸雨研究提供科学依据和研究基础。

1 资料来源和分析方法

数据资料全部来源于2011—2015年宁德市环境监测站降水监测资料。区域内共设置了2个监测点，分别是宁德市金涵水库管理处（测点编码：900601），宁德市环境监测站（测点编码：900602）。设置符合《空气和废气监测分析方法(第四版)》和《酸沉降监测技术规范》(HJ/T165 －2004) 的要求。降水的分析项目为 pH 值、降水量和电导率以及SO2- 4，NO- 3，Cl-，NH+ 4，F-，K+，Na+，Ca2+，Mg2+9项离子，分析方法、分析用水等均按照 HJ/T165－2004 的要求执行。降水 pH 值＜5.6 为酸雨，pH 值＜4.5 为强酸雨。酸雨出现率是指酸雨出现次数占降水总出现次数的百分比。降水pH 平均值采用下列公式计算：

其中，为酸雨监测期间的降水量，单位为 mm。

2 结果与分析

2.1 pH值和酸雨频率变化趋势

2011—2015年共收集到有效降水样品1000个，其中酸雨样品262个，总体酸雨频率为26.2%。从表1和图1可以看出，酸雨pH值范围在3.40~7.72之间，最大值出现在2011年，最小值出现在2014年；从2011年开始，pH值呈下降趋势，到2015年有一定程度的回升。酸雨频率最高年份为2014年，酸雨频率为57.8%；酸雨频率最低的年份是2011年，酸雨频率仅为13.5%；酸雨频率的变化趋势则相反，从2011年开始呈上升趋势，到2015年有一定程度的下降。

表1 2011—2015年宁德市中心城区降水基本信息统计结果

图1 宁德市中心城区酸雨pH值和酸雨频率年际变化

2.2 离子特性组成

从表2可以看出，影响宁德市降水的主要阴离子是SO2- 4和NO- 3，SO2- 4和NO- 3比值范围在1.16~1.37之间，表明宁德市酸雨类型主要为混合型。降水中的阳离子主要是NH+ 4、Ca2+、Na+，其他阳离子所占比重相对较小。

表2 2011~2015年宁德市降水各离子浓度统计结果（单位：mg/L）

2.3 酸雨成因分析

酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象，与地形、气象条件、工业发展、致酸物质的浓度等多种因素有关。

2.3.1地形和气象条件的影响

宁德市位于中国海岸线和太平洋西岸中点，地处闽东山地北部，区内山脉、丘陵、山间盆地、河谷平原、滨海平原相见交错。区内地势自西向东依次构成西、北、南三面高，东部低的地势特征，地势呈三级阶梯下降，阶梯开头为向西半弧形，总体地形如口小腹大的土箕形状。宁德常年主导风向为东南风，这种地形与盛行风向不利于大气污染物向外扩散，降水时易形成酸雨。

2.3.2二氧化硫与氮氧化物排放的影响

酸雨的形成普遍被认为是向大气排放的二氧化硫和氮氧化物逐年增加的结果，二氧化硫和氮氧化物在云滴、雨滴内或在大气中被氧化吸收，而使降水呈现较大的酸性[2]。

宁德市中心城区二氧化硫和氮氧化物排放总量年际变化见图2，可以看出，随着社会经济的发展，2011—2014年二氧化硫排放量比较平稳，2015年有一定程度的增加；氮氧化物排放量2011—2014年呈上升趋势，2015年有一定程度的减少。