重庆地区酸雨污染现状

张 灿，孟小星，张关丽

(1.重庆市环境监测中心，重庆 401147；2.城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆 401147)

1 引言

酸雨是目前主要的大气环境问题之一。酸雨给生态环境、 经济社会发展和公众健康带来极大的影响[1]。我国的酸雨主要在位于长江以南，以西南、华南地区较为突出，20世纪90年代开始进一步向长江以北蔓延，重庆是我国西南地区酸雨的中心地带，全市40个区、县属于国家酸雨控制区的区、县达到22个[2]。重庆市从1979年就开始了酸雨监测工作，随着产业结构的调整和污染治理，与上世纪相比，酸雨污染程度已经有较大减缓。2013年以来，重庆市认真落实“大气十条”，通过实施“蓝天行动”，推动了重污染企业环保搬迁、燃煤锅炉清洁改造、黄标车淘汰、餐饮油烟整治、高污染燃料禁燃区建设、扬尘示范工程等具体措施，二氧化硫(SO2)浓度从2013年的32 μg/m3下降到2017年的12 μg/m3，细颗粒物(PM2.5)浓度从2013年的70 μg/m3下降到2017年的45 μg/m3，但二氧化氮(NO2)浓度却从2013年的38 μg/m3上升至2017年的46 μg/m3，污染物结构发生了变化，但目前酸雨状况如何，缺乏相应报道。本文通过对2017年重庆城区、远郊区降水监测数据进行时空分布和组分特征分析，并与2013年酸雨数据进行对比，用以评估近年来大气污染防治措施的效果以及分析酸雨最新状况。

2 材料与方法

2.1 样品采集和分析

本次研究的两个监测点分别位于重庆市区照母山脚下海扶医院楼上(29.6250N，106.5094E，以下简称海扶)、以及位于重庆市区西南部的江津区四面山思齐园宾馆楼上(28.6506N，106.4089E，以下简称四面山)，分别代表城区和远郊，(HJ/T165-2004)，如图1所示。布点采样依据《酸沉降监测技术规范》。

图1酸雨监测点位分布

2017年1～12月采用浙江恒达仪器仪表有限公司ZJC-V 系列智能酸沉降采样器进行样品采集，降雨(雪)24 h采样一次，若一天中有几次降雨(雪)过程，合并为一个样品测定；若连续降雨(雪)，则以每天的上午9:00到次日9:00的降雨(雪)为一次雨样。采用无色聚乙烯塑料瓶保存降水样品，取下的样品首先称重，然后取一部分测定pH值(酸碱度)，其余的采用美国PALL 0.45 μm的有机微孔滤膜过滤后，在冰箱5 ℃保存以备测定离子组分。

2.2 样品分析和数据处理

3 结果与讨论

3.1 酸雨概况

从点位来看，2017年降水量略高于2013年，远郊四面山降水量略高于城区海扶。但从酸雨量和酸雨频率看，2017年无论是城区还是远郊，都有大幅度降低，尤其是城区点，下降幅度大于远郊点，从2013年的75.6%下降到9.6%，见图2。说明全市酸雨污染大幅减缓，尤其是城区。

图2 降雨总量、酸雨雨量和平均酸雨频率对比

当降水pH值小于5.6 时称为酸雨，小于4.5时称为强酸雨，介于4.5～5.6之间称为弱酸雨，大于等于5.6时称为非酸雨[3]。20世纪80、90年代，而主城区“十雨九酸”，降雨pH值平均在4左右[4，5]，2013年降水pH值与上世纪相比，没有明显改善，具体见表1。2017年海扶降水平均pH值为6.32，酸雨pH值为4.96；四面山降水平均pH值为5.60，酸雨pH值为4.94。降水pH值与酸雨pH值均较2013年有较大升高。海扶降水pH值高于四面山，酸雨pH值两个点差别不大。海扶强酸雨频率由52.6%下降到15.4%，四面山强酸雨频率由56.5%下降到22.1%。这说明重庆市环保部门大气污染防治措施成效明显。

表1 两个测点降水和酸雨pH值

注：强酸雨频率为强酸雨次数与酸雨次数的比值

与其他城市酸雨情况的比较见表2，重庆城区酸雨pH高于比南方福建省、杭州市等地区；低于受沙尘影响较大的西北城市固原。

表2 重庆酸雨与其他城市的比较

3.2 酸雨月分布

从图3可以看出，重庆市5～9月份降水量较高，1～2月份，11～12月份较低；而酸雨频率则相反，降水量越大，酸雨频率越低。可看出，冬季酸雨频率高，说明冬季酸雨污染相对严重。与2013年相比，2017年酸雨频率大幅降低，尤其是海扶，2017年4～7月份未出现酸雨。2017年海扶仅在11月和12月各出现一次强酸雨。2013年，除了3月、6月、7月之外，每个月都出现强酸雨，其中比较多的是，10月份 9次，9月份7次，12月份6次。

整体看，pH值在冬春季较低，夏秋季较高，全年呈由低到高再到低趋势；这说明春冬季节降雨酸度和频率均要高于夏秋季节，春冬季节酸雨污染较严重。这一规律与福州、厦门市[3]、南宁[1]、浙江省[9]的研究结果一致。而北方的三门峡市[10]和太原市[11]研究发现，夏季和秋季为酸雨较严重，春季冬季较轻。济南市也发现，秋季降水酸度最强、酸雨频率最大[12]。广州春季酸雨污染严重，夏、秋季次之，而冬季酸雨污染相对较轻[13].大气本底站临安降水pH值各月均值均小于4.5，与夏季降水pH值相比，秋冬季节的酸雨污染状况比较严重[14]。以上结果说明，酸雨污染存在地域性特征，南北方有一定差异，北方土壤的碱性物质含量高，大气颗粒物中的碱性物质浓度也高于酸性物质，在降雨中这些大气颗粒物对酸性降水具有较大的中和缓冲能力，冬、春季沙尘天气较多，因此酸雨频率并不高，酸度也不强。相反，南方大气颗粒物中碱性物质浓度低，其缓冲能力低于北方，这也导致了中国酸雨主要发生在碱性物质含量低，土壤pH值较低的南方地区。

从2017年结果看，两个测点全年的pH值变化不如2013年剧烈，尤其是海扶，12个月的平均pH值趋于平稳，反映了酸雨污染的减弱，降水pH值稳定在一定水平。

图3 两个测点酸雨月分布

另外，pH变化也和降水量的变化趋势有一定关系，降水量越大，洗脱的颗粒物速度越快，酸性颗粒物被洗脱后pH值明显上升，酸雨频率越小，见图4；降水量越小，酸雨频率越大，酸雨污染越严重，也反应了春冬季节相比夏秋季更容易出现酸雨。

3.3 离子组分

图4 pH与降雨量变化

浓度/(mg/L)年份SO2-4NO-3F-Cl-NH+4Ca2+Mg2+Na+K+海扶201310.244.610.120.472.542.800.200.170.46海扶20178.396.570.110.593.773.820.190.210.50四面山20137.143.140.100.511.831.270.120.230.33四面山20175.714.950.090.582.003.000.160.270.39

4 结论

(1)2017年降水pH值与酸雨pH值均较2013年有较大升高，城区海扶降水平均pH值、酸雨pH值分别为6.32和4.96；远郊四面山降水平均pH值和酸雨pH值分别为5.60和4.94。酸雨污染明显减缓。城区强酸雨频率由52.6%下降到15.4%，远郊区强酸雨频率由56.5%下降到22.1%。

(2)降雨量越大，pH值越高，酸雨频率越低。春冬季节酸雨污染较夏秋季严重。