江山市酸雨现状及防治探讨

2013-04-11 01:52王建花
绿色科技 2013年4期
关键词:硫酸根江山市酸雨

王建花

(浙江省江山市环境保护局,浙江 江山324100)

1 酸雨的形成及危害

酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他方式形成的大气降水(雾、霜)。近年来,我国一些地区已经成为酸雨多发区,酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。浙江省江山市属于我国四大酸雨区之一的华东酸雨区,酸雨频率及酸度仅次于华中酸雨区。

酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸,还有少量灰尘。工业生产和民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫、燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物,经过“云内成雨过程”,即水气凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。酸雨危害人类健康,破坏生态系统、损害建筑,不仅对金属、石料、木料、水泥等材料有很强的腐蚀作用,还直接危害电线、铁轨、桥梁、车船和房屋等,特别对古建筑和石雕艺术等古文化遗产有不可估量的剥蚀破坏作用,给人类造成大范围和多方面的危害[1]。

2 江山市降水酸度及酸雨频率分析

2.1 江山市降水酸度分析

江山市在环保局大楼顶部设立酸雨监测点,本文酸雨数据来自江山市环境监测站监测资料[2]。2003~2011年江山市降水年平均pH值及最低酸度随年际分布情况如图1、图2所示。

结论:根据对酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的划分中,年均pH值在5.6以上被列为非酸雨区,年均pH值在5.0~5.6之间的城市被列为轻酸雨区,年均pH值在4.5~5.0之间的城市被列为中酸雨区,年均pH值4.5以下的城市被列为重酸雨区。从图1知,2003~2007年江山市尚属于中酸雨区,从2008年开始江山市已跨入重酸雨区的行列。从图2知,近年来酸雨最小酸度也逐年下降,至2011年最小酸度仅3.70。

图1 酸度年平均值随年际分布情况

图2 最小酸度随年际分布情况

2.2 江山市酸雨频率分析

2001~2011年江山市酸雨频率随年际分布情况如图3所示。

图3 酸雨频率随年际分布情况

结论:从图3知,2004年以来,江山市酸雨频率一直在80%上下波动,特别是2009~2010年连续两年酸雨频率均在90%以上,几乎逢雨必酸。

3 江山市酸雨类型分析

酸雨中的阴离子主要是硝酸根和硫酸根离子,根据两者在酸雨样品中的浓度可以判定降水的主要影响因素是二氧化硫还是氮氧化物。二氧化硫主要是来自于矿物燃料(如煤)的燃烧,氮氧化物主要是来自于汽车尾气等污染源。相关的文献中,通过硫酸根和硝酸根或硝酸根离子的浓度比值将酸雨的类型分为3类:

(1)硫酸型或燃煤型:硫酸根/硝酸根>3;

(2)混合型:0.5<硫酸根/硝酸根<=3;

(3)硝酸型或燃油型:硫酸根/硝酸根<=0.5。

根据江山市环境保护监测站酸雨监测数据,近年来酸雨中硫酸根/硝酸根>3,属于硫酸型酸雨。然而,近年来硫酸根/硝酸根的比值有着明显的下降趋势,另外根据江山市环境保护监测站环境空气分析资料:2005年之前,环境空气中首要污染物均为PM10,从2006年10月首要污染物出现二氧化硫,2007年1月首要污染物出现氮氧化物,此后,二氧化硫和氮氧化物以首要污染物出现的频率呈不断上升趋势。根据多年大气质量监测结果与降水中离子组份比较,明显地看出大气中二氧化硫浓度与降水中SO2-4离子成相应的正比关系[3],环境空气中污染物种类和浓度的变化直接影响酸雨中各种离子浓度,可以推断,江山市酸雨类型正处于硫酸型向混合型过渡期。

4 江山市酸雨成因分析及防治对策

4.1 江山市酸雨成因分析

(1)多山地丘陵的地形地貌,不便于大气污染物扩散。江山市地处浙闽赣三省交界,是浙江省西南门户和钱江源头之一,区域面积2019km2,总人口60.13万人。江山市属浙江省西南山地丘陵区,全市地形呈东南山区、西北低山丘陵、中部河谷平原,以中低山为主(占全市面积的45.0%),平坂面积只占10.0%。多山地丘陵的地形地貌,不便于大气污染物的扩散。

(2)温和湿润的气候,促进SO2向SO3及H2SO4转化。江山市属亚热带季风性湿润气候,由于冬季受大陆气团控制,夏季受海洋气团影响,四季分明,降雨充沛。这种温和湿润的气候气象条件大大促进了空气中SO2向SO3的转化,SO3极易吸收空气中的水分形成H2SO4,从而凝结成酸性雨滴等大气降水。

(3)高煤耗的传统产业,使得二氧化硫的排放总量居高不下。江山市是浙江省老工业基地,目前已形成以机电、电光源、木业加工、消防器材及高新技术等“4+X”特色产业和建材、化工两个传统产业为主要支撑的产业体系以及“一体两翼、一区多园”的工业平台开发体系。其中两大传统产业所创造的GDP占全市GDP总量的50%以上,而以水泥行业为代表的建材产业和以江山化工为代表的煤化工产业均属高煤耗产业,年耗煤量相当可观,这就使得二氧化硫的年排放总量居高不下。(4)机动车保有量的急剧增加,使得氮氧化物的排放量急剧增加。从2005年开始,江山汽车市场进入了平稳增长阶段。根据江山市车管所统计,截至2011年底,江山市汽车保有量已突破40000辆,机动车保有量的急剧增加,使得汽车尾气排放产生的氮氧化物也逐渐成为酸雨形成的重要污染因子。

4.2 江山市酸雨防治对策

根据江山市酸雨现状及酸雨形成的原因分析,江山市要减缓和扭转酸雨日益严重的趋势,必须做到以下几点。

(1)进一步调整和优化产业结构,严格环境准入制度。进一步调整和优化产业结构,逐步降低高煤耗产业在全市GDP中的比例,严格执行环境影响评价制度,对于新建项目必须严格执行“三同时”,按照“先评价、后建设”、“技术起点要高”的要求,充分评价建设项目对大气环境的影响并满足大气质量的要求,确保控制SO2污染的投资。

(2)使用燃煤脱硫技术,减少二氧化硫的排放。在加快产业结构调整的同时,应针对两大传统产业高煤耗的现状进行燃煤脱硫技术改造,包括对煤燃烧过程中进行脱硫和对排放的尾气进行脱硫处理,控制二氧化硫的排放总量。

(3)控制机动车数量的增长速度,减少氮氧化物的排放。控制氮氧化物排放总量,必须控制机动车保有量的增长速度。其次,改进汽车发动机技术,安装尾气净化装置,推广使用清洁燃料,也是目前控制NOX排放总量的有效途径。

(4)加强环境管理和宣传,提高公众对酸雨的认识。近年来,酸雨对人类社会产生的危害越来越明显。政府部门要加强对酸雨的防治工作,一方面必须严格控制二氧化硫及氮氧化物的排放总量;另一方面,必须加强环保知识的普及,提高市民对酸雨危害及酸雨成因的认识。只有全体市民参与进来,才能做好酸雨的防治工作。

5 结语

(1)2007年以前江山市尚属于中酸雨区,从2008年开始江山市已跨入重酸雨区的行列,且最小酸度也逐年下降;2004年以来,江山市酸雨频率一直在80%上下波动,特别是2009~2010年连续两年酸雨频率均在90%以上,几乎逢雨必酸。

(2)目前江山市酸雨类型仍为硫酸型,酸性物质主要来自煤炭燃烧和汽车尾气排放。随着产业结构的不断优化及机动车数量的急剧增加,酸雨中硫酸根/硝酸根的比值呈下降趋势,酸雨类型逐渐从硫酸型向混合型过渡。

(3)江山市煤炭型能源结构及机动车保有量的急剧增加是酸雨形成的根源。要减缓和扭转酸雨日益严重的趋势,一要政府监管和全民参与相结合,二要源头控制和现状治理相结合。

[1]舒代宁.乐山市城市酸雨污染及防治对策[J].西南民族学院学报,1998,24(3):288~292.

[2]浙江省江山市环境保护局.浙江省江山市环境监测年鉴(2007~2011)[R].江山:浙江省江山市环境保护局,2011.

[3]钱永泉.长江沿线城市酸雨现状及分析[J].环境科学与技术,1998(1):22~23.

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