武夷山國家旅游度假區酸雨現狀及成因分析

蘇彬彬

武夷山國家旅游度假區酸雨現狀及成因分析

蘇彬彬

福建省武夷山大氣背景值監測站

通過對2010年武夷山國家旅游度假區降水監測數據進行分析，了解度假區酸雨現狀，并結合酸雨現狀展開酸雨成因分析，得出結論：2010年武夷山國家旅游度假區降水pH均值4.66，電導率均值18.2us/cm，酸雨頻率84.8%；NH4+是主要的陽離子，SO42-是對酸雨貢獻最大的陰離子；降水的pH值、電導率、酸雨頻率、Ca2+、SO42-和NO3-濃度均有明顯的季節變化，NH4+濃度無明顯的季節變化規律；外來源的煤煙型污染溶入降水，較少的顆粒物參與中和作用且顆粒物的緩沖能力低，以及長年過大的濕度是武夷山國家旅游度假區酸雨形成的主要原因。

酸雨現狀 季節變化 空氣濕度 外來源 顆粒物中和作用

武夷山國家旅游度假區位于武夷山風景名勝區主景區東面，總面積12平方公里，是國務院1992年9月批準的全國首批11個國家級旅游度假區之一。它以旅游接待、休閑度假為主，周圍沒有大氣污染排放源，但歷年來的降水監測表明其酸雨出現的頻率較高，2006年～2010年酸雨頻率在41.4％～84.8％之間，5年平均酸雨頻率為67.5%。為了探討其酸雨形成原因，現對2010年的降水監測數據進行分析，得出酸雨污染現狀，并結合現狀，對酸雨形成原因進行分析。

1 概況

降水監測點位設在武夷山國家旅游度假區環保山莊內，由武夷山大氣背景值監測站開展監測，采用長沙湘藍APS-3A型降水采樣器進行采樣，逢雨必測雨量、pH值、電導率，對陰、陽離子組分也做到逢雨必測。

2 監測結果統計分析

對2010年降水監測數據進行統計，得出：2010年共采集武夷山市國家旅游度假區降水樣品105個，總降雨量為1925.9mm，pH范圍為3.69～6.51，均值為4.66，電導率均值為18.2us/cm，其中酸雨樣品數89個，酸雨頻率為84.8%，酸雨量為1619.5mm，占總降雨量的84.1%。

2.1 陰、陽離子組分監測結果分析

對2010年降水中陰、陽離子組分監測數據進行分析，各離子監測均值統計如下：Na+0.102 mg/L、NH4+0.571 mg/L、K+0.116 mg/L、Mg2+0.048mg/L、Ca2+0.260mg/L、F-0.078 mg/L、Cl-0.208 mg/L、NO3-1.45 mg/L、SO42-2.03 mg/L。NH4+是主要的陽離子，占陽離子總量的52.1％；其次是Ca2+，占陽離子總量的23.7％。SO42-是對酸雨貢獻最大的陰離子，占陰離子總量的53.9％，其次是NO3-，占陰離子總量的38.4％。陰、陽離子比例見圖1。

圖1 2010年降水中陰、陽離子組分比例圖

2.2 季節變化綜合分析

對2010年的降水監測數據進行季節變化統計分析，可見：降水的pH值、電導率、酸雨頻率、Ca2+、SO42-和NO3-濃度均有明顯的季節變化。第一季度pH均值最低、電導率最高，酸雨頻率最高，其次是第四季度、第二季度和第三季度；SO42-和NO3-濃度第四季度最高，其次是第一季度、第二季度和第三季度；Ca2+濃度第四季度最高，其次是第三季度、第二季度和第一季度；NH4+濃度無明顯的季節變化規律。各指標季變化趨勢見圖2、圖3。

圖2 2010年降水pH均值、電導率均值、酸雨頻率季變化趨勢圖

圖3 2010年降水中主要陰、陽離子組分季變化趨勢圖

3 酸雨成因分析

3.1 外來源影響

結合以上分析，可見：SO42-是對酸雨貢獻最大的陰離子，說明硫酸鹽仍為降水中的主要致酸物質，SO2是區內SO42-形成的主要原因，酸雨是典型的由燃煤引起的硫酸型酸雨。且從季節變化趨勢來看，在春、冬兩季，pH值較低，酸雨頻率較高，SO42-和NO3-濃度也較高。而武夷山國家旅游度假區是以旅游接待、休閑度假為主的功能小區，周圍沒有大氣污染排放源，且酸雨的出現頻率及酸度大小并不與旅游淡、旺季呈對應關系，筆者認為武夷山國家旅游度假區的致酸污染物大多來自長距離輸送，酸雨形成主要是受外來源的影響。春、冬兩季恰逢北方各省采暖季節，燃煤消耗量大，污染物排放集中、排放量大，隨著冷空氣的南下，大量污染物入侵福建省，造成春、冬兩季pH值較低，酸雨頻率較高，SO42-和NO3-濃度也較高。

3.2 顆粒物中和作用

大氣中的顆粒物對降水的化學性質具有重要的決定作用[1]。酸雨的形成在高空, 是各種酸堿物質相互作用中和的結果，如果酸堿物質同時排放量大，可能在高空雨云中，或在降雨的洗脫過程中，彼此中和，并未形成酸雨。三明市、龍巖市歷年來降塵年均值和月均值都超標，其降水離子組份中Ca2+的含量也高于福州市和泉州市，因此，雖然這兩個城市的SO2排放量較高，占全省的37％，但由于含堿性的大氣顆粒物濃度高，對酸性降水具有一定的緩沖能力，酸雨污染相對較輕，多數年份降水pH年均值高于5.6[2]。而武夷山國家旅游度假區，周圍無粉塵排放源，顆粒物濃度低，漂浮在空中的降塵含量少，參與中和作用的顆粒物少，陽離子Ca2+的含量也較低，年均值僅為0.260 mg/L，對降水酸化的緩沖能力很低。再加上南方土壤偏酸性，被風吹起的揚塵也偏酸性，使雨中酸性物質增加,會促成酸雨。

3.3 空氣濕度

據《武夷山志》記載，武夷山脈植被茂密，雨量充沛,是全省溫度最低、濕度最大的地區，年均相對濕度在70%～85%以上。而濕度大，潮濕的水汽易與經高空大氣傳輸的酸性微粒形成凝結核構成霧狀，使污染物粒子下沉積聚在低層大氣中，形成大面積的酸性降雨。在同樣受北方采暖季影響的春、冬二季，春季比冬季pH值低、電導率高、酸雨頻率也高，這也許和春季濕度較大有關，較大的空氣濕度也是武夷山國家旅游度假區酸雨形成的原因之一。

4 結論

4.1 2010年武夷山國家旅游度假區降水pH 范圍為3.69～6.51，均值為4.66，電導率均值為18.2us/cm，酸雨頻率為84.8%。

4.2 NH4+是主要的陽離子，占陽離子總量的52.1％；其次是Ca2+，占陽離子總量的23.7%。SO42-是對酸雨貢獻最大的陰離子，占陰離子總量的53.9%，其次是NO3-，占陰離子總量的38.4%。

4.3 降水的pH值、電導率、酸雨頻率、Ca2+、SO42-和NO3-濃度均有明顯的季節變化，春、冬兩季較夏、秋兩季的pH值低、電導率高、酸雨頻率高、SO42-和NO3-濃度也高。Ca2+濃度則是第四季度最高，其次是第三季度、第二季度和第一季度，NH4+濃度無明顯的季節變化規律。

4.4外來源的煤煙型污染溶入降水，較少的顆粒物參與中和作用且顆粒物的緩沖能力低，以及長年過大的濕度是武夷山國家旅游度假區酸雨形成的主要原因。

[1] 王瑋等．酸雨文集[M]．北京：中國環境科學出版社，1989.

[2] 趙衛紅等.福建省大氣致酸污染物變化趨勢分析[J].環境科學動態，2005，（2）：25-27.