上海市松江區“十二五”期間降水的變化特征分析

周　焱

(上海市松江區環境監測站，上海　201600)

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上海市松江區“十二五”期間降水的變化特征分析

周焱

(上海市松江區環境監測站，上海201600)

本文通過分析上海市松江區 “十二五”期間降水pH值、酸雨頻率及化學組分和濃度變化趨勢，得出“十二五”期間松江區酸雨由硫酸型向硫酸-硝酸混合型演變的趨勢，且降水酸化仍在繼續，并對其主要成因進行了分析。建議松江區“十三五”期間在鞏固控硫成果的基礎上，加大對氮氧化物的控制力度。

“十二五”；pH值；酸雨頻率；變化特征

1　研究方法

1.1采樣點位

2011年至2015年，在松江區環境監測站頂樓設置了一個降水樣品采集點位(東經121°15′59″，北緯31°03′06″)，樓層高度為5層。周邊為中山街道工業園區，東南面為G60滬昆高速，直線距離約為2km。

1.2采樣方法

樣品的采集方法[2]參照《酸沉降監測技術規范》(HJ/T 165-2004)，采用ZJC-I型智能降水采樣器進行采樣，用聚乙烯塑料桶收集樣品。采樣頻次為逢雨必測(毛毛雨除外，毛毛雨是指24小時降雨強度小于2 mm的降雨)。下雨時，每 24h采樣一次；若一天中有幾次降水，可合并為一個樣品測定。若遇連續幾天降雨(雪)，則將上午9：00至次日上午9：00的降雨(雪)視為一個樣品。

1.3分析方法

2　結果與討論

2.1降雨量的變化特征

松江區“十二五”的年降雨量和月均降雨量變化情況如表1和圖1、圖2所示。由圖1可知，松江區“十二五”期間年降雨量基本成周期性的波動，并呈增長趨勢。這五年中降雨量最低出現在2013年，為786.0 mm，降雨量最高出現在2015年，為1362.6 mm，五年的年均降雨量為1078.6 mm。由圖2可知，除2013年降雨量全年較為平均外，其余年份降水主要集中在6-8月，2011、2012、2014和2015年6-8月的降雨量分別占全年降雨量的66.0%、32.1%、57.0%和40.1%，這與松江地處亞熱帶季風氣候地區降雨主要集中在夏季的特征相符。

圖1　2011-2015年降雨量變化圖

圖2　2011-2015年月均降雨量變化圖

2.2降水pH值和酸雨頻率的變化特征

2011-2015年松江區降水pH值和酸雨頻率年變化情況如圖3所示。“十二五”期間，各年度pH年均值均低于5.60的界限，從酸雨頻率來看，2011-2015年酸雨頻率分別為：30.4%、84.5%、52.1%、63.6%和59.5%，其中2012年酸雨頻率最高，pH值最低，雨水酸化情況較為嚴重，之后三年酸雨污染情況有所改善。

圖3　2011-2015年松江區降水pH值和酸雨頻率年變化

2.3降水的化學組成變化特征[3，4]

2.3.1離子濃度變化

“十二五”期間，松江區降水中的主要離子濃度均呈下降趨勢，如圖4和5所示。硫酸根、硝酸根、氯離子、氟離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、鈣離子和銨離子濃度分別較2011年下降65.3%、61.7%、62.0%、 32.0%、76.6%、55.0%、73.8%、30.4%和62.0%。

圖4　2011-2015年降水中陰離子濃度變化

圖5　2011-2015年降水中陽離子濃度變化

采用Spearman秩相關系數法[5，6]進行趨勢分析，結果表明，“十二五”期間，降水中各離子濃度變化的秩相關系數均為負值，其中硫酸根、硝酸根、氟離子、鉀離子和鎂離子的絕對值均≥0.7，表明這5個離子濃度均在0.05可信度水平上呈顯著下降趨勢。其余離子濃度經過秩相關系數法進行趨勢分析，未發現明顯的相關性。

2.3.2離子構成變化

圖6中，硫酸根所占比例基本持平，維持在33%～38%之間；硝酸根所占比例則呈緩慢上升趨勢，2015年末，占比為26%，是繼硫酸根之后所占比例第二高的離子；氯離子、氟離子、鎂離子、鉀離子、鈉離子和銨離子所占比例均有不同程度的下降；鈣離子比例略有上升，維持在10%左右。

圖6　2011-2015年降水中陰離子濃度占比變化圖

降水酸化主要是降水中各種離子綜合作用的結果，由于大氣中酸性物質的增加，而堿性物質濃度降低而導致雨水酸化。降水中硝酸根濃度的變化特征和所占比例的上升趨勢可以從側面反映流動源尤其是機動車尾氣排放對環境空氣的影響。

2.4降水pH值與主要空氣質量指標的關系

松江區2011-2015年年均SO2、NO2濃度的變化如圖7所示，經過分析得出，降水年均pH值與SO2濃度呈現明顯的線性相關性(R=0.8)，與NO2濃度無線性相關性。

圖7　降水pH和環境空氣質量指標的線性關系

3　結論與建議

3.1結論

(1)“十二五”期間，年降雨量基本成周期性的波動，并呈增長趨勢，除2013年降雨量全年較為平均外，其余年份降水主要集中在6-8月。2012年酸雨頻率最高，pH值最低，雨水酸化情況較為嚴重，之后三年酸雨污染情況有所改善。

(2)“十二五”期間，松江區降水中的硫酸根離子濃度呈下降趨勢，而硝酸根離子則呈緩慢上升趨勢，且

硝酸根離子的占比有較大幅度的上升，表明本地區的酸雨已由硫酸型開始向硫酸-硝酸混合型演變。

(3)“十二五”期間，降水年均pH值與SO2濃度呈現明顯的線性相關性，與NO2濃度無線性相關性。

3.2建議

由于“十二五”期間松江區實施并大力推進污染企業清拆整治和清潔能源替代工作[6]，能源結構發生了較大的轉變。機動車保有量的大幅增加，氮氧化物的排放量也不斷增加，使得硝酸根對酸雨的貢獻增加，成為大氣中一種重要的致酸物質。建議繼續開展清潔能源改造，加強對機動車尾氣排放的管理，加大高污染車輛淘汰力度，控制主要污染排放總量，實現污染物持續減排。

[1]王文興，許鵬舉.中國大氣降水化學研究進展[M].化學進展.2009，2l(2/3)：266-280.

[2]中華人民共和國環境保護行業標準.酸沉降監測技術規范(HJ/T 165-2004)[S].2004.

[3]黃銀芝，張明旭，鄭曉紅.上海市近16年濕沉降化學特征分析[J].城市環境與城市生態，2008，21(6)：1-3.

[4]徐虹.畢曉輝.林豐妹.杭州市大氣降雨化學組成特征及來源分析[J].環境污染與防治，2010，32(7)：75.81.

[5]黃嫣旻.上海市“十一五”期間酸雨狀況與成因分析[J].環境監控與預警，2013，5(4)：32-35

[6]楊龍譽，于興娜.常州市酸雨化學特征及其與大氣污染物的關系[J].城市環境與城市生態，2010，23(5)：30-33.

The Analysis of Acid Rain Characteristics during “Twelfth Five-Year” Period in Songjiang District of Shanghai

ZHOU Yan

(Shanghai Songjiang Environmental Monitoring Station，Shanghai 201600)

In this paper，according to analyzing the acid rain pH，acid rain frequency and the change of the chemical composition and concentration in Songjiang District of Shanghai during “twelfth five-year” period，it is concluded that the acid rain evolved from sulfuric acid type to mixed acid type of nitric acid and sulphuric acid，and the precipitation acidification continuously happened . Also，the main causes of these phenomena were further analysed. Finally，it is suggested to strengthen nitrogen oxide control based on the effect of sulfur control during “thirteenth five-year” period.

twelfth five-year；pH；acid rain frequency；acid rain characteristics

周焱，工程師，碩士，從事環境監測和環境科學研究

X51

A

1673-288X(2016)05-0193-03

引用文獻格式：周焱.上海市松江區“十二五”期間降水的變化特征分析[J].環境與可持續發展，2016，41(5)：193-195.