（环境工程专业论文）乐山市酸雨形成影响因素及防控对策分析研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 本文在概述国内外酸雨研究现状的基础上，通过对乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年详细完整的大气降水监测分析数据进行统计分析，根据不同年份、月份市区的 降雨情况、降水中离子组成的情况，结合乐山市自然条件( 地形地貌、气象气候 土壤) 、环境空气质量、社会发展现状等，对乐山市区酸雨污染状况及酸雨的形 成影响因素等进行了综合分析研究，并通过回归分析建立了回归方程用于降水 p h 值的预测，最后有针对性的提出了乐山市酸雨污染的防控对策。主要结论如 下： l 、乐山市区的酸雨污染情况从2 0 0 6 年到2 0 1 0 年期间情况已有所减轻，酸 雨类型从硫酸型逐渐向硫酸硝酸混合型转变。一般在降雨量少的月份出现酸雨的 频率较高，一年中以1 月2 月的污染情况最严重，4 月、5 月酸雨污染情况最轻， 其余月份均有不同程度的污染。 2 、乐山市区的降水中，阴离子以s 0 4 2 一和n o ，一为主，阳离子则以c a2 + 和n h 。+ 为主。对降水中主要离子成分进行相关性分析发现，p h 值与氟离子以外的其他 各离子相关性不佳，而氟离子与其他阴离子的相关性较好，阳离子中钙、镁离子 与其他阴离子的相关性好，推断乐山市区的大气降水中的化合物可能有m g s o 。、 m g ( n 0 3 ) 2 、k n 0 3 、m g c t 2 等，降雨中主要相关的离子组分为s o 。2 - 、n 0 3 一、f 一、 c l 一、m g “、c a “。 3 、降水的酸度与环境空气质量的相关性不强，但区域的地形地貌、气候气 象条件、土壤、工业布局、交通状况等都对酸雨的形成有一定的影响。 4 、在防控对策方面，要做到以防为主，防治结合，通过优化产业结构，合 理工业布局，大力发展可替代的清洁能源利用和生产，抓好总量控制，从政策上 进行污染物排放的预防。治理方面要重视脱硫与氮氧化物污染治理，从根源上减 少酸雨污染的发生。 关键词酸雨乐山市离子组分防治 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a bs t r a c t w i t ht h ed e t a i l e dp r e c i p i t a t i o na n da t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n gd a t a o fl e s h a nc i t yd u r i n gt h ep e r i o df r o m2 0 0 6t o2 010 ，t h ea c i d i t yd e g r e ea n df u l li o n i c c o m p o n e n t sa r ea s s e s s e da n da n a l y z e d ，a n dt h ei n f l u e n c i n gf a c t o r ss u c ha sw e a t h e r , s o i l c o m p o s i t i o n ，s o c i a le c o n o m ya n ds oo na r ei n v e s t i g a t e di n t h et e r m so f f o r m u l a t i o nm e c h a n i s m b a s e do nr e g r e s s i o n a n a l y s i s ，ar e g r e s s i o ne q u a t i o ni s e s t a b l i s h e df o rp r e d i c t i o no fp r e c i p i t a t i o np hv a l u e i tc a n p r o v i d es c i e n t i f i cb a s ef o r t a k i n ge n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n tm e a s u r e s ，c o n t r o l l i n gt h eh a r m so fa c i dr a i n ，a n d i m p r o v i n gt h ee n v i r o n m e n to fc i t y t h er e s e a r c hi n d i c a t e st h a t ： 1 t h ea c i dr a i np o l l u t i o ni nl e s h a np e r i o df r o m2 0 0 6t o2 010h a s m i t i g a t e d ，a n d t h ea c i dr a i nt y p eh a sb e e nc h a n g e df r o ms u l p h u r i ca c i dt y p et ot h et y p eo f s u l p h u r i c a c i dm i x e dn i t r i ca c i d i ng e n e r a l ，t h ef r e q u e n c yo fa c i dr a i ni nt h el e s sr a i n f a l l m o n t h si sh i g h e r , a n dt h em o s ts e r i o u sa c i dr a i np o l l u t i o na l w a y s a p p e a r sf r o m j a n u a r yt of e b r u a r yi naw h o l ey e a r 2 i nl e s h a nc i t y sr a i n f a l l ，a n i o n i cw i t hs d 4 2 。a n d d 3 一a r e g i v e np r i 。r i t yt 。， c a t i o n i cc r i t e r i o nw i t hc a 2 + a n d 脚4 + a r eg i v e np r i o r i t yt o b a s e do nt h er e l e v a n t a n a l y s i so fi o n i cc o m p o n e n t s ，i tw a sf o u n dt h a tt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e np ha n df w a sg o o d ，a n dt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nf a n do t h e ra n i o nw a sg o o dt o o i n f e rt h a t t h ep r e c i p i t a t i o ni nl e s h a nc o m p o u n d s m a yh a v em g s d 4 、尥( d 3 ) 2 、k n 0 3 、m g c l 2 a n ds oo n ，a n dm a i nr e l a t e di o n sd i v i d e di n t 。g r o u p sa r es 0 4 2 一、n 0 3 一、f 一、c i 一、 尥2 +c 口2 + 3 t h er e l e v a n c eb e t w e e np r e c i p i t a t i o na c i d i t ya n de n v i r o n m e n t a la i rq u a l i t ya r e n o ts t r o n g ，b u tt h ea r e a sl a n d f o r m ，c l i m a t ew e a t h e r c o n d i t i o n s ，s o i l ，i n d u s t r i a ll a y o u t ， t h et r a 伍cc o n d i t i o n sa n ds oo na l lh a v ei n f l u e n c eo nt h ef o r m a t i o no f a c i dr a i n 4 t h es t r a t e g i e sa n dm e a s u r et ot h ea c i dt a i np r e v e n t i o na n dc o n t r o ls h o u l db e c o m p r e h e n s i v ea n dp r e v e n t i o nf i r s t s o u r e ca b a t e m e n ti so fh i g hp r i o r i t y k e yw o r d s ：a c i dr a i n ，l e s h a nc i t y , i o n i cc o m p o n e n t s ，p r e v e n t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 研究背景 人类社会、经济建设与自然环境，这三者之间是一种相互制约、相互促进同 时又相互依赖的关系。在发展生产的过程中，要想实现资源的持续利用和良性循 环，又保证经济社会的稳定协调发展，就只有既考虑经济效益，同时又考虑环境 的可持续发展 1 1 。而现在，随着经济全球化进程的加快，环境问题越来越突出， 人口增加、资源短缺、环境污染成为当今世界面临的主要问题，直接威胁到人类 的生存和繁衍 2 1 。 大气环境资源是环境资源中的一个重要组成部分。大气虽然有自净能力，但 这种能力是有限的，所以大气环境能容纳污染物的种类和数量也都是有限的。随 着生产的发展，人类制造并排放出越来越多的大气污染物。在大气环境污染、水 环境污染和土地环境污染中，大气污染的影响面最为广泛，污染所造成的影响也 最不可避免。目前，人类面临着三个全球性大气问题：酸雨加重和蔓延、平流层 臭氧破坏以及全球气候变暖 3 1 。并且中国已经成为继北美、欧洲之后的世界第 三大酸雨区，且酸雨面积仍呈加速发展的趋势。就目前而言，中国酸雨主要分布 在长江以南，青藏高原以东的广大地区及四川盆地。四川省由于其特殊的地形和 自然条件以及省内工业使用燃煤造成二氧化硫大量排放，导致四川省酸雨成为环 境污染引人注目的问题 4 】。我国环境保护局从1 9 9 5 年开始组织在全国范围内划 分酸雨控制区和二氧化硫控制区，简称“两控区”。1 9 9 8 年1 月，国务院批准了国 家环境保护局制订的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案，确定了我 国“两控区”的酸雨控制目标。四川省被列入了酸雨控制区的城市共有十三个， 分别为成都市、自贡市、攀枝花市、泸州市、德阳市、绵阳市、遂宁市、内江市、 乐山市、南充市、宜宾市、广安地区、眉山地区。 乐山市位于四川盆地西南，地理条件优越，交通便捷，为全国9 9 个国家级 历史文化名城和4 4 个对外开放城市之一。城市的发展应当走可持续发展的道路， 又好又快的发展，因此在今后相当长的时期内，乐山市酸雨污染状况发展趋势的 研究和酸雨污染的治理都将是当地环保部门密切关注的问题，也将成为今后环境 保护工作的重点之一。 1 2 研究意义 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 酸雨污染给环境带来的影响是多方面的，包括土壤、植物、水体、建筑物以 及人体健康等，且影响的严重程度不可一概而论。 对土壤而言，酸雨不仅会影响土壤中微生物的正常活动和繁殖，酸雨造成的 土壤酸化还会很大程度地影响植物对营养性阴离子利用的有效性，使得土壤对 s 0 4 2 的吸附能力增加，土壤板结。但由于土壤对酸性沉降物的侵蚀也具有一定 的缓冲能力，所以酸雨对土壤的破坏往往在若干年后才呈现出土壤酸化的现象。 这种变化不仅具有积累性，而且在自然力下是不可逆的。 对植物而言，酸雨会对植物的叶面产生直接影响，造成植物蜡质保护层损坏。 当大气降水的p h 3 时，植物叶面会被酸腐蚀而产生斑点甚至坏死，当大气降 水的p h 4 时，植物叶片的光合作用效率降低，影响植物正常生长，抑制植物 抗病虫害的能力，使病虫害迅速蔓延【5 】。酸雨对成熟林的生长和生产力也会产生 不利影响。我国的西南地区、四川盆地受酸雨危害的森林面积最大，约为2 7 5 6 万公顷，占林地面积的3 1 9 。四川盆地由于酸雨造成了森林生长量下降，木材 的经济损失每年达1 4 亿元，贵州的木材经济损失为o 5 亿元【6 j 。 对水体而言，酸雨不仅会降低水体的p h 值，同时会把一些有毒金属元素带 入水体，对水体造成污染，对水体中的生物造成直接伤害。当水体的p h 值降低 时，会造成鱼类骨骼中的钙流失，骨密度下降，影响鱼类的繁殖和生长。水体 p h 值降低到5 0 以下时，浮游生物、甲壳类动物、软体动物等小生物的生长和 繁衍会受到严重抑制。当水体的p h 值降到4 0 时，大多数鱼类和水生动物会死 亡。如果污染水体中的鱼类通过食物链进入人体，还会间接对人类健康产生不利 影响。 除了对生态环境的影响，酸雨对建筑、金属、材料等的腐蚀破坏作用也不容 小视。酸雨使材料表面的涂料先是失去光泽，继而很快变质脱落，材料一旦失去 涂料的保护，受到酸雨腐蚀的速度和程度都会大大增加。酸雨使光洁的大理石建 筑变成松软的石膏。碳钢、油漆、涂料镀锌钢等受酸雨的腐蚀后使用寿命大大降 低，由此造成的经济损失巨大。此外，酸雨还会影响混凝土的强度，降低混凝土 的预期寿命，可能会诱发一些意外的事故，造成生命财产的损失。 酸雨对人体健康的直接影响目前还暂无定论，但如果酸化水体中的鱼类、作 为饮用水的酸化地下水以及酸化土壤上生长的农作物作为食物进入人体，那它们 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 对人体的健康就都存在着潜在的威胁。 正是由于酸雨对生态环境和人类社会生活的影响是多方面的，涉及并深入到 了许多领域，其巨大的危害是不言而喻的，因此对酸雨的分析研究和防治工作也 就越来越重要。乐山市在2 0 0 4 年被命名为“国家绿化模范城市”，2 0 0 5 年1 0 月通过“国家园林城市 验收。2 0 0 8 年成功创建四川省环境保护模范城市。在 2 0 0 9 年的四川省城市环境质量评比中，按城市人均绿地面积，城市空气质量和 城市居民满意率综合指标排名，乐山峨眉山市取得排名第一的好成绩。研究乐山 市酸雨的形成原因及其主要影响因素，进而采取有针对性的的措施进行综合防 治，是当前一件极其紧要又十分具有意义的工作。 1 3 研究现状 1 3 1 国外酸雨研究现状 1 9 世纪4 0 年代，英国化学家罗伯特史密斯在英格兰开始了对酸沉降现象 最初的科学调查，并于1 8 7 2 年提出“酸雨”这一术语 7 1 。2 0 世纪4 0 年代，斯堪 的纳维亚半岛( 瑞典和挪威) 酸化问题给湖泊鱼类带来毁灭性危害后，酸沉降现 象才引起各国学者的普遍关注。2 0 世纪5 0 年代初，瑞典和挪威的渔业减产，造 成减产的原因到1 9 5 9 年才被挪威人揭示，正是酸雨。5 0 年代中期，美国生态学 家e 勒姆对土壤酸化、酸雨对湖泊水的影响进行了研究，并指出降水酸性是由 于燃料排出的酸性物造成。6 0 年代瑞典土壤学家s 奥登对湖沼学、农学和大气 化学进行了综合性研究，发现酸性降水是欧州大范围的现象，含硫和氮化物的酸 性降水在欧州跨国界地迁移、沉降，并有不断发展的趋势 8 】。直到1 9 7 2 年，联 合国在斯德哥尔摩召开的人类环境会议上，瑞典才第一次把酸雨作为国际性问题 提出，并阐述了酸雨及致酸物质的迁移【9 。美国和欧洲一些国家在7 0 年代末相 继发现森林的大面积退化与酸雨有着直接而密切的关系。瑞士联邦林业研究所 的波斯哈特总结了前人的研究成果后指出酸雨对植物叶子造成直接危害，而通 过酸化土壤造成间接危害 1 0 。国外许多学者从8 0 年代初期开始研究酸沉降对土 壤化学状况的影响，如土壤酸化与土壤化学状态、土壤缓冲性及缓冲速率的关系 【1 1 0 随着酸雨污染研究的发展，不少学者对大气降水的研究已转向主要内容包括 降水的化学组成、特征及来源分析的研究1 2 1 6 ；降水对不同粒径颗粒物去除机 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 制和效率的研究 1 7 ；降水成分的空间变化与排放源位置、地形条件、主导风向 等因素的关系的研究【1 8 】；气象条件变化对降水酸度的影响研究1 9 2 2 1 等等。近年 来，国外发达国家在研究酸雨来源和大气污染物迁移机理的同时，将更多的研究 目光放在了缔结国际性公约上，并将缓解环境酸化纳入了环保公约的统一战略 中。目前世界上一些国家对酸沉降采取的最新研究方法是计算机模拟技术，例如 美国己成功模拟了南部氮、硫化物的沉降对当地森林土壤的影响。 1 3 2 国内酸雨研究现状 我国对酸雨的研究最早可以追溯到2 0 世纪2 0 、3 0 年代，但直到5 0 、6 0 年 代才真正开始在理论上研究酸雨。 我国的酸雨研究大体分为三个阶段： 第一阶段属于探索性研究阶段。2 0 世纪7 0 年代末，中科院及地方环保科研 人员在北京、上海、重庆和贵阳等地开展酸雨监测，在掌握和分析大量监测数据 后，对我国西南、华南、上海三片区的酸雨格局有了一定的了解。为了掌握酸雨 分布现状，国家环保部门于1 9 8 2 年建立了包括1 8 9 个观测站、5 2 3 个降水采样 点的酸雨监测网，国家计委拔专款由国家环保局组织中国环境科学研究院、中国 环境监测总站等单位进行“我国酸雨来源、影响和控制对策的研究”【2 3 l 。 第二阶段为典型区域酸雨攻关研究阶段。1 9 8 3 年，国家“七五，科技攻关 重点项目第5 8 项大气污染防治技术研究项目，把酸雨研究列入该项目的五个课 题之一，选择西南、华南两个地形、大气污染各具特点，又有经济开发前景的酸 雨敏感区，开展了酸雨对生态系统、材料、经济损失、发展趋势等的深入研究【2 4 】。 国家“八五”期间，东南沿海及华中地区成为酸雨研究的主要区域，研究的主要 方向为酸雨的成因，来源以及致酸物质的输入输出关系。 第三阶段全国酸雨研究及防治阶段，这一阶段组织了三个不同层次的研究， 分别是我国酸雨及其生态环境影响的研究；沿海经济发展地区酸雨特征与防 治研究；重点地区酸雨综合控制示范研究2 5 1 。“十一五”期间，国家重点基础 研究发展计划( 9 7 3 计划) 的实施，对国家农业、能源、信息、资源环境、人口 与健康、材料、综合交叉与重要科学前沿等领域的科学研究起到了极大的推动作 用 2 6 1 。酸雨课题的研究也从机理研究转向输送态势和防控对策方向发展。 1 4 研究内容 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 4 1 研究目标 收集得到乐山市近5 年的酸雨监测数据，通过对数据统计分析，根据酸雨的 形成机理，分别从自然因素和社会因素两个大方面入手，对地形地貌特征、气象 气候条件、城市土壤特征、当地工业布局、工业废气排放以及交通情况等因素进 行分析，了解乐山市酸雨的成因及主要影响因素，结合国内外酸雨防治经验，因 地制宜地提出相应的酸雨污染防治措施和建议。 1 4 2 研究内容 ( 1 ) 降水数据收集统计 对乐山市2 0 0 6 年2 0 1 0 年5 年的降水监测数据进行统计分析，了解乐山市 区大气降水特征及酸雨现状。 ( 2 ) 降水组份分析 针对符合酸雨条件的降水数据进行酸雨化学组成成分离子分析，了解降水中 个离子组分对降水p h 值的影响。通过相关性分析和回归分析，掌握乐山市区酸 雨污染的主要影响成分。 ( 3 ) 酸雨成因分析 根据酸雨形成的化学机理，分析影响酸雨形成的自然条件因素，如地形地 貌特征、气象气候条件、城市土壤特征影响。 分析乐山市城市发展现状及发展趋势对当地酸雨污染形成的影响。主要从 工业布局、工业废气排放以及交通情况等方面来进行探讨。 ( 4 ) 防治建议 结合国内外酸雨防治经验，因地制宜地提出相应的酸雨污染防治措施和建 议。 1 5 研究方法 全面收集乐山市大气降水监测数据以及乐山市排放大气污染物的污染源数 据，查阅相关资料，结合乐山市自身城市自然特征和社会条件，深入分析探讨酸 雨形成与各种气象条件以及大气污染因子浓度的相关性，从地形地貌因素、气象 条件、工业布局、机动车尾气排放等多方面分析了乐山市大气酸性降水的成因及 其影响因素。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章乐山市区降雨及酸雨情况分析 2 1 数据来源 根据预期研究的内容和目标，收集整理了乐山市环境监测站2 0 0 6 年 2 0 垃 年的酸雨常规监测数据和大气监测数据。降水及大气监测点位分布见图2 1 ： 图2 一l 乐山市中心城区大气污染物及降水监测布点图 降水监测点有三个，分别为乐山造纸厂、市环境监测站及市人大，各点位取 样为逢雨必测，在降水量充足的情况下，对降水中的阴、阳离子进行全分析。酸 雨监测数据主要包含了降水的p h 值及s 0 4 2 、n 0 3 、n h 4 + 、k + 、c i 。、f 、c a 2 + 、 n 矿、m 9 2 + 等离子的浓度。乐山市中心城区共设置了四个监测点对空气日报监测 的三个项目( 二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物) 进行监测，监测点分别为乐 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 山大佛景区、牛咀桥、市第三水厂和市环境监测站，采取每日监测的方式，其中 乐山大佛景区监测点位为清洁对照点。降尘的六个监测点分别为大佛景区、肖公 嘴、市全华厂、市卫生局、市环监站、市城建局，监测频率为每月一次。硫酸盐 化速率的六个监测点位分别为就日峰、市卫生局、肖公嘴、牛嚼桥、市环监站、 部队，监测频率为每月一次。根据本文的研究内容及研究目的，选取的空气污染 物监测数据为空气日报监测点测得的s 0 2 、n 0 2 和p m l o 浓度数据。 2 2 乐山市区降雨监测情况分析 乐山市降水监测项目的分析方法见下表： 表2 1 降水监测项目分析方法 乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年降水监测数据统计情况见下表： 表2 2 降水数据统计 类别数值 、 4 7 8 4 8 3 1 7 2 9 数据来源年限跨度( 年) 降水样本总数( 个) 降水全分析样本个数( 个) 酸雨样本总数( 个) 酸雨全分析样本个数( 个) 注：数据来源年限为2 0 0 6 年至2 0 1 0 年。 乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年降水量统计情况见下表： 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 表2 - 32 0 0 6 年2 0 1 0 年乐山市区降水量 单位：毫米 2 0 0 6 年8 35 4 84 9 95 4 61 0 8 77 7 911 6 81 0 7 29 0 95 9 84 4 41 3 97 8 7 2 0 0 7 年2 0 28 82 1 8 7 7 01 3 2 99 5 21 2 6 72 6 9 17 6 75 2 32 5 11 3 29 1 9 2 0 0 8 年2 2 34 4 05 3 91 0 8 0 8 0 71 6 1 94 0 6 32 2 6 41 5 6 86 8 23 6 21 61 3 6 6 2 0 0 9 年 1 9 46 83 4 14 8 74 6 92 8 5 33 4 6 13 8 5 71 5 7 65 9 74 3 21 6 51 4 5 0 2 0 1 0 年2 77 05 0 05 2 97 1 71 4 3 94 8 7 12 8 3 42 0 1 05 4 37 51 9 31 3 8 1 均值1 4 62 4 34 1 96 8 28 8 21 5 2 8 2 9 6 6 2 5 4 41 3 6 65 8 9 3 1 3 1 2 91 1 8 1 从表2 3 可以看出，乐山市区全年的降雨量主要集中在4 月至1 0 月之间， 季节主要为夏秋两季，雨量充沛，其中6 月、7 月的雨量为全年最大。1 月、2 月和1 1 月、1 2 月四个月份的降雨量非常小，甚至出现降水量不能达到对其行离 子全分析的量。 2 3 乐山市区酸雨情况分析 2 3 1 酸雨的年分布情况 乐山市区酸雨出现频率统计分析： 表2 4 乐山市区酸雨频率 话南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 量_ i i 图2 - 2 乐山市2 0 0 6 年至2 0 1 0 年p h 年均值变化 图2 3 乐山市2 0 0 6 年2 0 1 0 年问酸雨频率图析 从以上图、表的统计情况分析可知，乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年五年间，降 水的p h 年均值范围在5 1 1 - 5 7 8 之间，2 0 1 0 年降水的p h 年均值己大于定义酸 雨的p h 值5 6 ，酸雨频率明显大幅下降，尤其从2 0 0 9 年开始，中心城区的酸雨 频率已降至百分之五十以下，乐山市区的酸雨污染情况出现好转趋势。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 究其原因，十一五期间，乐山市的工业污染治理工作取得了较好的成果。2 0 0 7 年，市政府制定的 2 0 0 7 年度工业污染源综合整治实施方案，确定了3 2 户重 点污染源限期整治项目，其中1 4 户被列为省级限期治理项目。据统计，2 0 0 7 年 乐山市完成电力行业工程治理项目1 个，实现二氧化硫新增减排量4 2 5 6 吨，非 电行业二氧化硫治理项目7 个，实现二氧化硫新增减排量5 0 6 1 3 吨，中心城区 煤改气实现二氧化硫新增减排量1 9 5 3 吨，完成其他治理项目1 7 个。2 0 0 9 年， 政府大力发展循环经济，推进清洁生产减排，对省控、国控和“双超、双有”企业 进行强制审核。实施重点小流域综合整治，推动燃煤电厂的二氧化硫治理，加强 非电力行业的二氧化硫整治，特别是沙湾德胜钢铁公司烧结脱硫工程的完成和实 施。2 0 0 9 年，乐山市中心城区已基本禁止使用燃煤，气化率已达9 5 以上，机 动车尾气进行了治理，城市公交车、出租车己完成油改气，全市主要污染物的减 排工作取得明显成效，全市环境质量得到较为明显的改善。2 0 0 9 年的城市环境 综合整治定量考核结果表明，乐山市2 0 0 9 年的环境质量得满分，空气污染指数 ( a p i ) 小于1 0 0 的天数占全年天数的比例为9 8 3 5 ，二氧化硫年均值好于2 0 0 8 年。正是由于乐山市政府对本市大气污染治理的重视，在空气环境质量得到改善 的同时，酸雨污染情况也得到明显改善。 2 3 2 酸雨的季分布情况 乐山市2 0 0 6 年至2 0 1 0 年间酸雨污染按季统计情况见以下图表： 表2 5 乐山市酸雨季分布情况统计 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 图2 4 乐山市2 0 0 6 年至2 0 1 0 年季均值分布情况 由统计情况分析可知，2 0 0 6 年至2 0 1 0 年间，除了2 0 1 0 年，乐山市区第一 季出现酸雨污染的频率达到1 0 0 ，且p h 季均值为四季中的最小值，酸雨污染 为四季中最严重的一季。原因在于第一季为春季，气温开始回升，大气污染物的 转化率上升，但该市的降水量在本季的降水量较小，导致降水中酸性污染物浓度 增大，酸雨污染相对严重。p h 均值曲线在第二季呈明显上扬走势，说明市区第 二季的酸雨污染情况最轻，表2 5 中的统计数据也显示，第二季出现酸雨污染的 频率最低，这些现状与第二季的气候条件不无关系。第二季为一年中的夏季，大 气污染物中的硫化物和氮氧化物在高温条件下氧化形成酸性物质进入大气降水， 降低了雨水的p h 值，但由于此季节雨量充沛，降雨日数多，雨水的酸度得到一 定的稀释，所以酸雨污染情况较其他季节有所缓解。第三季和第四季虽然降雨量 相对第二季有所减少，但随着气温的回落，大气中污染物的催化转化速率有所降 低，因此酸雨污染的程度仍然比第一季要小。 2 3 3 酸雨的月分布情况 由于一年中每个月的气象条件不同，影响酸雨形成的主要气象因素如风速、 风向、日照强度等都有一定的差异，因此，对酸雨污染数据进行按月统计分析有 助于了解相似气象条件下乐山市的酸雨污染现状。统计情况见下表： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 表2 - 6 乐山市酸雨月均值 淤 2 0 0 6 年2 0 0 7 年2 0 0 8 年 2 0 0 9 年2 0 1 0 年 月p 均h 值 酸雨率 从表2 - 6 可知，乐山市市区全年的酸雨频率以1 月、2 月最高，达1 0 0 ，1 月的p h 月均值4 6 3 达到全年最低。4 月、5 月酸雨污染情况最轻，五年的p h 月均值5 9 9 为全年最高。其余月份均有不同程度的酸雨污染情况。根据前面大 气降水量的统计情况，乐山市4 月至1 0 月的雨量较为充沛，6 月、7 月雨量为全 年最大，1 月、2 月和1 1 月、1 2 月四个月份的降雨量最小，同时结合上表中酸 雨频率的统计情况，虽然6 月、7 月雨量最大，但却不是酸雨污染情况最轻的月 份。9 月至1 2 月降水量逐渐减少，但降水的p h 月均值变化却不是非常明显。由 此分析可知，降水量的大小对降水酸度的大小具有较大的影响，但温度也对酸雨 的形成具有直接影响。乐山市全年的月平均温度中，6 月、7 月、8 月的月平均 温度相对较高，湿度大，对大气中二氧化硫、氮氧化物向硫酸盐、硝酸盐气溶胶 转化具有促进作用，而9 月至1 2 月随着温度的降低，大气污染物的光化学反应 速率降低，但随之出现的逆温现象会影响大气污染物的迁移扩散，因此9 月至 1 2 月的酸雨污染情况较6 月至8 月有所缓解，但酸雨频率仍然较大。 2 4 小结 通过收集整理乐山市市区三个大气降水监测点2 0 0 6 年2 0 1 0 年五年间的4 7 8 组降水监测数据，分别对降雨量、酸雨频率等数据按年份、四季、月份进行统计 分析，得出结论如下： 1 、乐山市全年的降水主要都集中在4 月至1 0 月之间，季节主要为夏秋两季， m溉 k k 0 o 0 0 0 0 0 0 0 o 9眦眦舳加加舳加鲫加妇踮铊醯鲫勰鳃钾乾钉的钧 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 一 一 乾够铝均 一 叭 一 一 6 5 5 5 7 5 5 6 6 6 鹕m踮乃跖叭舛眇盯 一 如 4 5 4 4 6 6 5 5 5 4 5 5 打加：2扒加”铊 一 4 4 4 5 5 4 4 5 5 5 6 5 跎弱筋稻体挖叭他加 一 一 嬲 4 4 5 6 6 5 5 5 5 5 一 5弱鼹弱舛博拍乾侈筋弘 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 月月月月月月月月月月月月年 l 2 3 4 5 6 7 8 9 m u 他全 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 雨量充沛，其中6 月、7 月的雨量为全年最大，最大月降水量近3 0 0 m m 。1 月、 2 月和1 1 月、1 2 月四个月份的降雨量非常小，甚至出现降水量不能达到对其行 离子全分析的量，最小月均值为1 2 9 m m 。 2 、乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年五年间，降水的p h 年均值范围在5 1 1 5 7 8 之间，2 0 1 0 年降水的p h 年均值已大于定义酸雨的p h 值5 6 ，酸雨频率明显大 幅下降，尤其从2 0 0 9 年开始，中心城区的酸雨频率已降至百分之五十以下，乐 山市区的酸雨污染情况出现好转趋势。究其原因，“十一五”期间乐山市的工业 污染治理工作取得了较好的成果，二氧化硫减排工作成果显著。至2 0 0 9 年，乐 山市2 0 0 9 年的环境质量得满分，空气污染指数( a p i ) 小于1 0 0 的天数占全年 天数的比例为9 8 3 5 ，二氧化硫年均值好于2 0 0 8 年，酸雨污染也得到一定的控 制。 3 、2 0 0 6 年至2 0 1 0 年间，除了2 0 1 0 年，乐山市区第一季出现酸雨污染的频 率达到1 0 0 ，且p h 季均值为四季中的最小值，酸雨污染为四季中最严重的一 季。p h 均值曲线在第二季呈明显上扬走势，说明市区第二季的酸雨污染情况最 轻，第二季出现酸雨污染的频率也最低。第三季和第四季虽然降雨量相对第二季 有所减少，但随着气温的回落，大气中污染物的催化转化速率有所降低，因此酸 雨污染的程度仍然比第一季要小。 4 、乐山市市区全年的酸雨频率以1 月、2 月最高，达1 0 0 ，1 月的p h 月 均值4 6 3 达到全年最低。4 月、5 月酸雨污染情况最轻，五年的p h 月均值5 9 9 为全年最高。其余月份均有不同程度的酸雨污染情况。结合全年降雨量情况分析， 降水量对酸雨的形成有一定影响，但风速、温度、湿度等其他气象条件的影响也 不容忽视。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 第3 章乐山市降雨化学组份分析 3 1 降水的离子组成概况 大气降水的p h 值是降水中所有酸性离子和碱性离子综合作用的结果，降水 中离子成分的组成及变化不仅可以表征当地大气污染物的含量，也是影响降水 p h 值的主要因素，因此，要从根本上了解乐山市区酸雨形成的主要因素，就需 要对降水中各种离子的含量极其变化特征进行深入分析。 乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年间降水主要离子组成情况见图3 1 ： 图3 1 乐山市区2 0 0 6 年2 0 1 0 年降水主要离子组成 乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年间降水主要离子浓度统计情况见表3 1 ： 表3 1 乐山市2 0 0 6 年2 0 1 0 年降水主要离子浓度 单位：m g l 由表3 1 可以看出，乐山市区的降水中，阴离予以硫酸根离子和硝酸根离子 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 为主，其中又以硫酸根离子偏多，它们主要来自于矿物燃料燃烧产生的二氧化硫 和氮氧化物。降水中的阳离子则以铵根离子和钙离子为主，它们的来源既有人为 因素，也有自然因素，但以自然因素为主。 3 2 降水中各离子浓度情况分析 表3 2 乐山市区2 0 0 6 年2 0 1 0 年降水离子浓度比统计 汪：- e + 指降水中阴离子与阳离子之比 一般而言，降水中阴离子和阳离子的浓度总和应该是大致相当的，而从表 3 2 中可以看出，阴离子总浓度与阳离子总浓度之比从2 0 0 8 年起出现大于1 2 0 以上的情况，说明乐山市区大气降水样本的离子平衡性不好。造成这种情况的原 因可能是降水中存在其他无机酸根离子( 如碳酸根离子) 或有机酸根离子而未对 其进行监测。同时，还有可能与s 0 4 2 。、n 0 3 浓度的增加以及n h 4 + 、c a 2 + 浓度 的减少有关。降水中的铵根离子、钙离子浓度的降低，与近年来市区大气中的扬 尘及土壤颗粒得到一定治理有密切关系。 m 3 3 弧 f c 1 4 麟 图3 - 2 降水中阴离子浓度比例图 s 0 4 2 - 5 5 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 n 1 9 2 + 1 3 k + 1 1 ， 3 1 n h 4 + 4 哇 图3 3 降水中阳离子浓度比例图 从以上图分析可知，2 0 0 6 年至2 0 1 0 年降水主要离子浓度年均值中，硫酸根 离子占到阴离子组份的一半以上，达5 5 。s 0 4 2 - 与n 0 3 的比值在五年间呈缓慢 增大的趋势，说明乐山市目前的酸雨类型以硫酸型为主，硫酸根离子为影响该市 降水p h 值的主要物质，但硝酸根离子在降水阴离子组份中的比例正在增高，氮 氧化物对酸雨的贡献值有所增加，酸雨类型正在从硫酸型向硫酸硝酸混合型转 变。 3 3 典型月份降水离子组份情况分析 由前章对乐山市区降水情况的分析可知，乐山市区全年的降雨量主要集中在 4 月至1 0 月之间，其中6 月、7 月的雨量为全年最大。1 月、2 月和1 1 月、1 2 月四个月份的降雨量则非常小。而市区全年的酸雨频率以1 月、2 月最高，4 月、 5 月酸雨污染情况最轻，9 月至1 2 月的酸雨污染情况较6 月至8 月有所缓解，但 酸雨频率仍然较大。因此，本章选取2 月，7 月、l o 月的降水数据对其离子成分 进行深入分析以了解不同月份降水离子含量的差异。 乐山市区2 0 0 6 年至2 0 1 0 年各典型月份离子成分统计情况如下： 西南交通大学硕士研究生学位论文 表3 - 32 月降水离子成分( 单位：m g l ) 第1 7 页 s 0 4 2 n 0 3 f 。c l - n h 4 + c a 2 + m 9 2 + n a +k +一+ s 0 4 1 - n 0 3 2 0 0 6 正16 5 2 3 0 05 7 4 4 0 00 4 1 3 0 01 1 6 3 0 04 0 9 1 0 01 9 7 7 0 00 3 5 9 0 01 9 2 9 0 01 1 1 2 0 02 5 1 8 32 8 7 6 6 2 0 0 7 缸l2 5 8 7 0 05 1 3 1 0 00 4 8 5 0 01 1 9 9 0 03 9 6 7 0 02 8 7 6 0 00 2 3 3 0 00 7 3 1 0 00 5 8 6 0 02 3 1 1 72 4 5 3 l 2 0 0 8 焦 l7 3 6 8 0 010 2 4 0 0 01 2 8 2 0 01 9 4 8 0 01 4 3 6 0 05 3 5 0 0 00 3 7 8 0 00 8 5 1 0 00 8 8 0 0 0 3 4 6 6 9 1 6 9 6 l 2 0 0 9 生 17 4 9 8 0 013 5 9 0 0 01 6 5 0 0 02 4 6 0 0 013 8 0 0 0 02 2 9 3 0 00 3 8 4 0 01 4 4 7 0 01 5 3 3 0 01 8 0 9 01 2 8 7 6 均值1 5 9 9 4 08 6 7 6 30 9 5 7 51 6 9 2 55 8 2 3 5 3 1 2 4 0 o 3 3 8 51 2 3 9 51 0 2 7 82 5 2 6 52 0 7 8 4 表3 - 47 月降水离子成分( 单位：m g l ) s 0 4 2 n 0 3 f c l n h 4 + c a 2 + m 9 2 + n a +k + 一+s 0 4 2 - n 0 3 。 2 0 0 6 年 6 0 5 1 0 0 2 8 4 6 0 0 0 6 5 4 0 01 0 2 2 0 01 5 6 2 0 01 5 7 8 0 00 1 4 3 0 00 8 3 7 0 00 5 2 7 0 0 2 2 7 5 2 2 1 2 6 l 2 0 0 7 年 13 7 5 6 0 0 9 2 9 0 0 00 7 3 4 0 01 6 1 0 0 03 2 6 3 0 0 3 6 4 1 0 0 0 4 0 7 0 00 5 2 5 0 01 2 0 9 0 02 8 0 7 l 1 4 8 0 7 2 0 0 8 在16 3 2 8 0 09 4 7 0 0 01 8 0 4 0 01 7 7 0 0 04 3 8 5 0 03 1 6 5 0 00 4 1 9 0 01 7 9 6 0 01 6 8 0 0 02 5 6 6 41 7 2 4 2 2 0 0 9 笠8 1 8 5 3 75 3 4 5 8 80 7 4 3 3 20 8 5 4 0 01 9 9 1 3 01 4 6 4 9 l0 1 5 2 0 70 7 9 0 8 80 6 9 2 6 42 9 7 1 21 5 3 1 2 2 0 1 0 年 4 4 7 7 1 32 9 4 5 0 60 1 6 3 0 80 2 9 3 7 12 0 2 0 2 91 4 3 0 4 40 1 3 8 2 90 4 6 4 4 60 5 8 5 7 01 6 9 8 41 5 2 0 2 均值 1 1 0 8 0 16 7 3 8 00 9 8 3 81 3 1 4 02 8 0 0 32 4 6 2 20 2 8 0 30 9 8 7 21 0 2 7 22 6 5 5 01 7 1 5 6 表3 - 51 0 月降水离子成分( 单位：m g l ) s 0 4 2 n 0 3 。 f 。c 1 n h 4 + c a 2 + m 9 2 + n a +k + 一+ s 0 4 2 - n 0 3 。 2 0 0 6 年6 3 0 3 0 02 0 9 4 0 00 4 4 3 0 00 9 4 4 0 03 9 9 7 0 02 2 9 0 0 00 1 9 8 0 00 7 1 4 0 00 4 4 9 0 01 2 7 9 33 0 1 0 0 2 0 0 7 定15 4 5 6 0 01 1 0 7 8 0 00 9 7 0 0 01 7 7 8 0 02 8 8 1 0 06 2 6 3 0 00 3 0 6 0 00 6 3 5 0 0o 7 l 1 0 02 7 1 2 31 3 9 5 2 2 0 0 8 薤5 4 2 4 3 016 0 7 4 0 09 6 4 8 0 01 4 3 2 0 02 0 6 6 0 03 2 1 5 0 02 0 0 5 0 00 1 3 3 1 0 01 5 1 0 0 03 5 6 9 4o 3 3 7 5 2 0 0 9 缸4 8 9 0 0 01 1 5 7 0 0 08 8 0 6 0 01 1 3 0 0 01 5 0 6 0 03 1 8 2 0 01 3 7 8 0 00 1 7 4 0 00 5 6 5 0 03 3 5 8 l o 1