2014—2015年新賓縣降水酸度特征分析

喬延艷　吳佳麗　胡玉

摘要 根據(jù)2014—2015年新賓縣國家基本氣象站的酸雨觀測資料，對新賓縣降水pH值的年、月、季變化以及與降水量的關(guān)系進行了分析。結(jié)果表明：新賓縣降水酸度呈現(xiàn)出夏季低，春、秋、冬季高的變化趨勢，酸雨頻率冬季最高，主要原因是居民燃煤導(dǎo)致空氣中硫化物的污染物增加，降水的pH值減??；而夏季降水多為陣性降水，強度大，有利于酸性污染物的稀釋，降水的pH值較大。另外，不同量級降水的pH值、酸雨的出現(xiàn)頻率與降水強度沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞 降水；pH值；酸雨；遼寧新賓；2014—2015年

中圖分類號 P426.6；X517 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）03-0194-02

降水酸度通常使用能夠代表溶液氫離子濃度指數(shù)的pH值來表示，降水的pH值是反映自然界降水特性的重要指標(biāo)之一，當(dāng)大氣降水（包括液態(tài)降水和固態(tài)降水）的pH值小于5.6時，被稱為酸雨[1]。自然災(zāi)害或人類活動等原因都可以造成區(qū)域性的降水pH值降低，遼寧省部分地區(qū)也時常發(fā)生酸雨[2]，為了了解新賓縣降水酸度特征及酸雨污染狀況，對2014—2015年新賓酸雨監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文使用2014—2015年新賓縣酸雨觀測資料。新賓縣酸雨監(jiān)測站位于新賓國家基本氣象站觀測場內(nèi)，是遼寧省現(xiàn)有的22個酸雨觀測站之一[3]。酸雨采樣桶的直徑為0.40 m、高0.45 m，上口沿保持水平距地1.2 m。當(dāng)日8：00至次日8：00為1個降水采樣日[4]。在1個降水采樣日內(nèi)出現(xiàn)降水，當(dāng)降水量不足1.0 mm時，棄樣；當(dāng)降水量達到1.0 mm時，降水樣品保留并測量其pH值。1個降水采樣日內(nèi)的1次連續(xù)降水過程，只采樣1次，若1個降水采樣日內(nèi)有多次降水過程，則進行多次采樣，并將其合并為1個降水樣品。

1.2 研究方法

為了保證采集的降水樣品的有效性和準(zhǔn)確性，降水樣品取回后，立即測降水樣品的pH值。年（季、月）平均降水pH值，采用氫離子濃度[H+]-降水量加權(quán)法，即將每次降水的pH值換算成氫離子濃度后，乘上相應(yīng)的降水量求得平均氫離子濃度，再取對數(shù)，即為年（季、月）平均降水pH值[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 降水酸度年變化

新賓縣是全國生態(tài)環(huán)境建設(shè)重點縣，森林覆蓋率64%（2014年統(tǒng)計資料），境內(nèi)鮮有污染性產(chǎn)業(yè)，空氣質(zhì)量好，酸雨頻率很低。由圖1可知，2014年新賓縣降水pH值范圍在4.78～7.60之間，僅有3次降水pH值低于5.6（n=61），達到酸雨量級。根據(jù)氣候特點，新賓縣四季劃分為春季3—6月、夏季（7—9月）、秋季（10—11月）、冬季（12月至次年2月），2014年新賓縣降水酸度大致呈現(xiàn)出夏季高，春、秋、冬低的變化趨勢，最大值pH=7.60出現(xiàn)在8月，最低值pH=4.78出現(xiàn)在6月。由圖2可知，新賓縣降水pH值范圍在4.62～7.16之間，有24次降水pH值低于5.6（n=85），主要變化規(guī)律如下：春、冬2季低，夏、秋2季高；最大值pH=7.16，出現(xiàn)在7月，最小值pH=4.62，出現(xiàn)在6月。主要原因是夏季降水以陣性為主、強度大，有利于酸性污染物的稀釋，降水的pH值較大，而冬季氣溫降低，居民燃煤取暖等人類活動導(dǎo)致空氣中SO2等酸性污染物增加，降水的pH值減小。

2.2 2014—2015年降水酸度及酸雨頻率月變化

2014年與2015年降水酸度變化趨勢不完全相同。由圖3可知，2014年月均降水pH值在5.35～6.66之間，pH最小值出現(xiàn)在6月，且達到酸雨量級，其他月份月均降水pH值都未達到酸雨量級。出現(xiàn)酸雨的月份為6月、11月和12月，其中酸雨頻率最高為12月。由圖4可知，2015年月均降水pH值范圍為4.99～6.65，月均降水pH<5.6的有1月、2月、4月、5月、6月、8月，最低值出現(xiàn)在4月，pH=4.99，酸雨頻率4月最高，F(xiàn)=83.3%。根據(jù)降水量等要素的統(tǒng)計分析得出，2015年酸雨頻率高的月份降水特點為持續(xù)時間長、降水量少，不利于酸性物質(zhì)的稀釋，導(dǎo)致其pH值降低。

由表1可知，月降水pH值4月最低，pH=5.04，9月最高，pH=6.27，逐月變化趨勢大致呈先減小再增大的變化趨勢（3月無酸雨，降水pH>5.6）。2014—2015年新賓縣酸雨頻率逐月變化表現(xiàn)出一定的季節(jié)變化，夏季相較于其他季節(jié)低。

2.3 pH值與降水量級的關(guān)系

按降水量大小進行劃分：1.0～9.9 mm為小雨，10.0～24.9 mm為中雨，25.0～49.9 mm為大雨，50.0 mm及以上為暴雨，酸雨情況與降水量級的關(guān)系統(tǒng)計結(jié)果見表2。可以看出，大雨量級的pH均值<5.60，其他各降水等級出現(xiàn)的pH均值均 >5.60，其中暴雨的pH均值最大，為6.63，小雨和中雨pH均值為5.7左右。各降水等級酸雨頻率大小為大雨（44.4%）>中雨（22.2%）>小雨（18.6%）>暴雨（0），各級降水的pH值、酸雨的出現(xiàn)頻率與降水強度沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系。

3 結(jié)論

2014—2015年新賓縣降水酸度變化趨勢存在較大差異，主要原因是2014年與2015年降水時段和降水量分布并不相同，2014年總降水次數(shù)少于2015年，但2014年短時強降水比2015年多（例如暴雨出現(xiàn)次數(shù)，2014年出現(xiàn)2次，2015年未出現(xiàn)暴雨），這是導(dǎo)致2014年酸雨頻率低于2015年的原因之一，因為短時強降水有利于稀釋酸性污染物，使降水pH值增大。

綜合分析2014年和2015年新賓縣降水酸度年變化、利用降水量加權(quán)法得到的逐月降水pH值變化和降水酸雨頻率變化得出，新賓縣2014—2015年降水酸度夏季低于其他季節(jié)，主要原因是夏季降水多以短時強降水為主，稀釋了降水中的酸性物質(zhì)。將不同量級降水條件下的pH值進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)各級降水的pH值、酸雨的出現(xiàn)頻率與降水強度沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系。

4 參考文獻

[1] GALLOWAY J N，LIKENS G E，EDGERTON E S.Acid precipitation in the northeastern United States：pH and acidity[J].Sciences，1976，194（4266）：722-724.

[2] 張新民，柴發(fā)合，王淑蘭，等.中國酸雨研究現(xiàn)狀[J].環(huán)境科學(xué)研究，2010（5）：527-532.

[3] 洪也，董德文，馬雁軍，等.2004—2008年遼寧酸雨時空分布特征研究[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2009，25（2）：28-32.

[4] 中國氣象局.酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范[M].北京：中國氣象出版社，2005.

[5] 陳彬彬，王宏，鄭秋萍，等.福建省區(qū)域酸雨特征及成因分析[J].氣象，2016，32（4）：70-76.

[6] 石敏.遼寧省近10年酸雨污染特征變化趨勢分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012，32（4）：166-168.