蘇州地區(qū)酸雨變化特征及趨勢(shì)分析

蘇明玉 楊倩

摘 要：利用2006-2015年期間降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了蘇州地區(qū)降水隨時(shí)間和季節(jié)的變化特征及趨勢(shì)，并且對(duì)致酸原因進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，2006-2015年期間蘇州地區(qū)酸雨污染程度在較高水平，冬春兩季較夏季的酸化程度明顯上升，頻率也相對(duì)較高；工業(yè)二氧化硫、汽車尾氣的排放是致酸的主要原因，化工、有色金屬冶煉產(chǎn)生的工業(yè)廢氣對(duì)酸雨的形成也起到了一定的作用。

關(guān)鍵詞：酸雨；變化趨勢(shì)；蘇州

中圖分類號(hào) X517 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）08-93-03

Abstract：Using the precipitation monitoring data during 2006-2015，analyzed the precipitation over time and seasonal variation characteristics and trends in Suzhou，discussed the reason to cause acid. The results showed that the pollution of acid rain in Suzhou during 2006-2015 at a higher level，the degree of acidification in winter and spring was more than in summer，and the frequency was relatively high；Industrial emissions of sulphur dioxide，automobile exhaust were the main reasons for acid. In addition，produced by the chemical industry，non-ferrous metal smelting industry waste gas has also played a role on the formation of acid rain.

Key words：Acid rain；Trend；Suzhou City

酸雨是指pH值小于5.6的雨水、凍雨、雪、雹、露等大氣降水。形成酸雨的原因主要有大量燃燒含硫量高的煤、各種機(jī)動(dòng)車尾氣的排放等。酸雨可導(dǎo)致土壤酸化，使土壤中大量的營(yíng)養(yǎng)元素被淋失，造成土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的嚴(yán)重不足，從而使土壤變得貧瘠；還能使非金屬建筑材料表面硬化水泥溶解，出現(xiàn)空洞和裂縫，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，從而使建筑物遭到損壞。近年來(lái)，我國(guó)一些地區(qū)成為了酸雨多發(fā)區(qū)，酸雨污染的范圍和程度已經(jīng)引起人們的密切關(guān)注。

蘇州地處溫帶，坐落于長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的地理中心，太湖之濱，長(zhǎng)江南岸的入海口處，春夏秋冬四季分明，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降水量1 100mm，雨量充沛。本文將結(jié)合蘇州市2006-2015年間的降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)酸雨變化特征及趨勢(shì)進(jìn)行分析，并討論形成酸雨的主要原因，為蘇州今后預(yù)防和控制酸雨提供客觀依據(jù)。

1 蘇州市酸雨變化特征

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及分析項(xiàng)目 蘇州市目前共有5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，覆蓋了全市各區(qū)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為pH值、電導(dǎo)率、NH4+、SO4-、NO3-、Cl-、F-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+，均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法分析，以降水pH值<5.6作為評(píng)價(jià)酸雨的標(biāo)準(zhǔn)，年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用余量加權(quán)平均計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。分析方法詳見(jiàn)表1。

1.2 隨時(shí)間變化的主要特征

1.2.1 年際變化 2006-2015年期間，蘇州市區(qū)降水的年際pH均值基本都低于5.0，2009年最低，pH均值為4.35，2015年最高，pH值為5.04；其中降水判定為酸雨的pH均值最低為4.26，出現(xiàn)在2009年，pH均值最高為4.78，出現(xiàn)在2015年，由此可見(jiàn)，蘇州長(zhǎng)年屬于酸雨較嚴(yán)重地區(qū)。從頻率來(lái)看，年際平均酸雨率為58.1%，最高值出現(xiàn)在2009年，為80.5%，最低值出現(xiàn)在2013年，為42.2%（表2）。

1.2.2 季節(jié)變化特征 根據(jù)2006-2015年各月份降水監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)每個(gè)月的酸雨發(fā)生率、降水pH均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制成圖1和圖2。由監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，月度pH均值呈現(xiàn)為冬春兩季低，夏季高的特點(diǎn)，其中最低點(diǎn)出現(xiàn)在3月，為4.70，最高值出現(xiàn)在7月，為5.28（圖1）；從酸雨發(fā)生率上來(lái)看，最高值出現(xiàn)在11月，為72.2%，最低值出現(xiàn)在7月，為40.1%，季節(jié)變化明顯呈現(xiàn)出夏季低、冬春高的特點(diǎn)（圖2）。

1.3 降水的化學(xué)組分特征 按照國(guó)標(biāo)方法，對(duì)降水當(dāng)中的化學(xué)組分進(jìn)行分析，分別分析了NH4+、SO4-、NO3-、Cl-、F-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+，共9種離子。根據(jù)2006-2015年降水中各離子的質(zhì)量濃度的年平均值計(jì)算各離子的當(dāng)量濃度百分比，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可以看出，降水中的化學(xué)組分：陰離子組分中，F(xiàn)-當(dāng)量濃度百分比呈逐年上升的趨勢(shì)，SO42-和Cl-在10a中呈逐年下降的趨勢(shì)，NO3-在2009年濃度最高，2010年后逐漸下降，但近幾年又有逐年增高的趨勢(shì)；陽(yáng)離子組分中，Ca2+、Mg2+的濃度呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)，而NH4+當(dāng)量百分比濃度則由高轉(zhuǎn)低，再在近幾年有所增高。

從表3還可以看出，起致酸作用的陰離子含量SO42->NO3->Cl->F-，由此可見(jiàn)二氧化硫仍是蘇州市降水酸化的主要因素，但是NO3-的致酸作用不容忽視。主要陽(yáng)離子中Ca2+的含量在2013年達(dá)到了一個(gè)最高值為36.7%，2006年-2014年陽(yáng)離子含量一直是Ca2+>NH4+>Na+>Mg2+>K+，到了2015年陽(yáng)離子含量百分比發(fā)生了變化，為NH4+>Ca2+>Na+>Mg2+>K+，銨離子超過(guò)了鈣離子的百分比，但堿性顆粒物中的銨離子和鈣離子仍然是對(duì)酸雨起中和作用最重要的物質(zhì)。

2 蘇州市酸雨形成的影響因素

2.1 工業(yè)SO2和機(jī)動(dòng)車尾氣的排放 對(duì)蘇州2006-2015年降水中的SO42-/NO3-進(jìn)行計(jì)算，變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3。趨勢(shì)檢驗(yàn)表明，SO42-/NO3-呈先高后低，顯著下降的趨勢(shì)，由2006年的2.90上升至2008年的5.43，后又逐年下降至2015年的1.81，而比值仍大于1，表明SO42的致酸作用雖為主導(dǎo)，但呈現(xiàn)出逐年弱化的趨勢(shì)，而NO3-的致酸作用逐年增強(qiáng)。該結(jié)果表明，工業(yè)SO2的排放得到控制，但機(jī)動(dòng)車保有量的增加帶來(lái)的尾氣排放導(dǎo)致了NOx排放逐年加強(qiáng)。

2.2 化工、有色金屬冶煉產(chǎn)生的工業(yè)廢氣 對(duì)蘇州2006-2015年降水中的Cl-/Na+進(jìn)行計(jì)算，變化趨勢(shì)見(jiàn)圖4。趨勢(shì)檢驗(yàn)表明，Cl-/Na+呈先高后低，顯著下降的趨勢(shì)，由2006年的0.95上升至2009年的2.11，后又逐年下降至2013年的0.48，在2015年達(dá)到0.97。Cl-和Na+通常被認(rèn)為是海洋性來(lái)源，其濃度比值應(yīng)為1，然而，化工、有色金屬冶煉產(chǎn)生的工業(yè)廢氣中常含有Cl2、HCl等污染物，對(duì)陸地降水中的Cl-產(chǎn)生影響。Cl-/Na+的比值大于1表明，工業(yè)廢氣中的Cl2、HCl等污染物含量增加。趨勢(shì)檢驗(yàn)表明，降水受到氯化物污染的狀況有所改善，但近年來(lái)仍有增加的趨勢(shì)。

3 結(jié)論

蘇州市常年屬于酸雨污染較重地區(qū)，從2006-2015年的變化趨勢(shì)上來(lái)看，呈現(xiàn)出pH均值緩慢上升的趨勢(shì)，但降雨的pH均值基本在5.0以下，酸雨污染嚴(yán)重。從季節(jié)變化特征上來(lái)看，月度pH均值呈現(xiàn)為冬春兩季低，夏季高的特點(diǎn)，而酸雨發(fā)生率則呈現(xiàn)出夏季低、冬春高的特點(diǎn)，表明蘇州地區(qū)的酸雨變化有明顯的季節(jié)特征。在形成酸雨的影響因素上來(lái)看，SO42-/NO3-呈先高后低、顯著下降的趨勢(shì)，表明工業(yè)SO2和機(jī)動(dòng)車尾氣的排放是致酸的主要原因，與此同時(shí)，Cl-/Na+呈先高后低、顯著下降的趨勢(shì)，表明化工、有色金屬冶煉產(chǎn)生的工業(yè)廢氣也是致酸的一個(gè)重要原因。

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（責(zé)編：張宏民）