仪征市区“十二五”期间酸雨特征及成因分析

吴灿灿

（仪征市环境监测站江苏仪征211400）

仪征市区“十二五”期间酸雨特征及成因分析

吴灿灿

（仪征市环境监测站江苏仪征211400）

研究了仪征市城区2011年至2015年的酸雨监测数据，降雨化学组成及其成因分析。结果表明，“十二五”期间仪征市区酸雨污染逐渐好转，SO42-/NO3-比值逐渐下降，一年中冬季酸雨频率高，pH值较低。化工企业和汽车制造企业的存在是导致酸雨形成的最主要原因。同时经过五年的防治，仪征市区已经从较重酸雨区转为了非酸雨区。

仪征市区；“十二五”；pH值；酸雨；原因

1　引言

酸雨是指pH值小于5.6的降水，包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等。它能通过对湖泊、土壤和河流的酸化，使生态系统受害；还能腐蚀建筑材料、金属结构和油漆等；而且对人类的健康构成严重威胁。

酸雨问题是当今中国乃至世界的重大环境问题，中国从二十世纪70年代末开始监测研究酸雨，酸雨主要发生在南方，以上海、南京、杭州、青岛、福州和厦门为代表的沿海地区成为我国主要的酸雨区。而仪征与南京交界，且有大量石油化工企业，因此，通过对仪征城区“十二五”期间酸雨状况的综合分析，为仪征酸雨污染的防止提供科学依据。

2　酸雨区的评价标准

我们一般将某地区酸雨出现次数除以降雨的总次数称为该地区的酸雨出现频率。如果是降雪（冰、雹），以降雨视之。除此之外，酸雨出现频率也是判别某地区是否为酸雨区的一个重要指标。

通过观察某地区降水的pH年均值可以判断该地区是否为酸雨区，当年均降水pH＞5.60，酸雨出现频率为0%～20%，表现为非酸雨区；当5.30＜pH＜5.60，酸雨出现频率10%～40%，表现为轻酸雨区；当5.00＜pH＜5.30，酸雨出现频率为30%～60%，表现为中度酸雨区；在4.70＜pH＜5.00，酸雨出现频率为50%～80%，表现为较重酸雨区；pH＜4.70，酸雨出现频率为70%～100%，表现为重酸雨区。

酸雨中的阴离子主要是SO42-和NO3-，根据两者在酸雨样品中的浓度可以判定降水主要是受二氧化硫还是氮氧化物影响。二氧化硫主要来源于矿物燃料（如煤）的燃烧，氮氧化物主要来源于汽车尾气等污染源。根据SO42-和NO3-的浓度比值将酸雨的类型分为三类：硫酸型（燃煤型）：比值＞3；混合型：0.5≤比值≤3；硝酸型（或燃油型）：比值≤0.5。

3　仪征市区“十二五”期间酸雨特征分析

3.1酸雨现状评价

由图1可以看出，“十二五”期间仪征城区降雨pH年均值在4.88%～6.71，平均为5.39；酸雨频率在0%～51.1%，平均为31.5%。仪征城区的降雨酸度从2011年开始逐渐降低，且变化明显。从2011年酸雨频率为51.1%，属于较重酸雨区，到2015年酸雨频率达到了0，属于非酸雨区。

3.2酸雨季节变化特征

“十二五”期间，仪征城区pH月度监测结果统计见表1，由表1可以看出，“十二五”期间仪征城区降水pH月均值在4.09～7.76，pH月均值最小值为4.09，出现在2011年4月。2011年至2014年仪征城区降水pH年均值均小于5.60。但是到2015年，pH年均值达到了6.71，这已经达到了非酸雨区的标准。

图1　仪征城区降水月度pH值监测结果统计

而表1是降水中酸雨出现频率统计，从中可以看出，仪征城区“十二五”期间仪征城区各季节的酸雨发生频率大小排序依次为：冬季＞秋季＞春季＞夏季，冬季频率最高，为41.9%，夏季频率最低，为21.8%。这可能与仪征部分地区的冬季暖气供暖有一定的关系。

表1　仪征城区降水中酸雨发生频率统计

4　仪征城区降雨化学组成

对“十二五”期间仪征城区降水中主要阴、阳离子进行分析，从监测结果分析来看，“十二五”期间仪征城区阴离子组份比例由小到大依次为：氟离子（F-）＜氯离子（Cl-）＜硝酸根（NO3-）＜硫酸根（SO42-），降水中起酸性中和作用的阳离子含量由小到大依次为：镁离子（Mg2+）＜钾离子（K+）＜钙离子（Ca2+）＜钠离子（Na+）＜铵离子（NH4+）。在降水阴离子组成中，最主要的是硫酸根（SO42-）离子，其次是硝酸根（NO3-）离子，硫酸根与硝酸根离子的浓度比值为2.56，即0.5≤比值≤3，这充分说明仪征城区酸雨主要是由燃煤型和燃油型混合空气污染造成的，酸雨类型属于混合型。

5　讨论

5.1酸雨与气象的关系

由上述分析可以看出，2011年至2014年仪征城区冬季的酸雨发生频率均高于其他季节，2013年冬季的酸雨发生频率高达75%。由于仪征城区冬季出现逆温的机会远远大于其他季节，大气低层垂直对流活动相对比较弱，有利于逆温的形成，抑制大气低层污染物的水平和垂直方向的扩散，加之仪征的低层大气污染物的化学性质呈现为酸性，对降水酸度的缓冲能力弱，这可能就是冬季酸雨较其他季节严重的原因之一。

5.2酸雨与能源消耗的关系

众所周知，酸雨的形成与大气中的二氧化硫浓度密切相关。酸雨产生的重要原因就是由于二氧化硫含量的增高。而影响二氧化硫转化速率的因素主要包括二氧化硫的起始浓度、相对湿度和太阳光强等，其中太阳光照越强，二氧化硫转化速率越快，还有湿度越重也越有利于液滴表面对空气中二氧化硫的吸收。仪征市冬季湿度较大，有利于二氧化硫的转化，这也是冬季酸雨较其他季节严重的原因。

仪征市拥有“两园一区”：扬州化学工业园、汽车工业园和经济开发区，三大园区内有两家大型燃煤电厂，一家著名化纤企业，其工业生产过程中大量燃烧含硫量高的煤，释放大量含硫工业废气，这也是仪征酸雨形成的重要原因。“十二五”期间，随着总量控制与节能减排工作力度的加大，其二氧化硫排放量逐年下降，至2015年未出现酸雨。

[1]国家环境保护总局.空气和废气监测分析方法编委会.空气和废气监测分析方法:第四版增补版[M].北京:中国环境科学出版社, 2007.

[2]洪也,等.2004-2008年辽宁酸雨时空分布特征研究[J].气象与环境学报,2009,4:28-32.

[3]杨东贞.酸雨与气象条件的关系.酸雨文集,中国环境科学出版社,1989.

[4]仪征市环境保护局.仪征市质量报告书2011-2014年.

吴灿灿（1978—），女，本科，工程师，从事环境监测管理工作。