广安市城区2010年上半年酸雨频率较高的成因分析

余 恒，史 箴，全 利，魏 菱

四川省环境监测总站，四川 成都 610091

2010年7月26日，环境保护部新闻发言人向媒体通报了2010年上半年全国环境质量状况，提到全国8个城市(区)酸雨频率为100%，其中就包括四川省广安市。广安市城区酸雨污染属于燃煤型，表现在降水中主要阴离子以硫酸根离子(SO42－)为主，国内外研究成果普遍认为，致酸物质主要来源于火电及工业燃煤废气［1］。为查明酸雨频率高的原因，从历年的环境空气和大气降水监测资料入手，通过对广安市及周边地区污染源调查、自然条件分析、降水化学成分分析、广安电厂等3个大型污染源污染物排放与酸雨频率的相关分析，初步探明了火电厂排放污染物并不是酸雨频率高的主要原因。

1 调查

1.1 污染源调查情况

根据 2008—2011年四川统计局统计数据［2-5］，广安市规模以上工业企业 2007—2010年呈递增趋势，废气企业主要以水泥制造、火力发电为主，废水企业主要以化工为主，详见表1。广安市能源消耗以煤为主，截至2010年，原料煤年消耗量约6×104t标煤，燃料煤年消耗量约706×104t标煤，原煤含硫量平均为3.34%［6］。

表1 2007—2010年广安市规模以上工业企业数统计家

由于怀疑火电厂排污造成该市酸雨频率高，因此对广安市周边大型火电厂进行了特别调查。在广安市的东北方向有3个电厂:广安电厂、华蓥山电厂、达州电厂，距广安市城区分别约20、63、130 km，见图1。目前，广安电厂总装机2 400 MW(一期2×300 MW于2000年2月建成投运，配套脱硫系统于2004年12月建成投运;二期2×300 MW及其配套脱硫系统于2005年12月建成投运;三期2×600 MW及其配套脱硫系统于2007年6月建成投运);华蓥山发电厂总装机600 MW(一期2×50 MW 和二期2×100 MW于20世纪70年代初相继建成投运，一期于2007年4月关停，二期于2008年初关停，三期2×300 MW及其配套脱硫系统于2007年4月建成投运);达州电厂总装机600 MW(2×300 MW及其配套脱硫系统于2008年6月一起建成投运)。

1.2 自然条件状况

1.2.1 地形和地貌

如图1所示，广安市位于四川省东部，地处嘉陵江、渠江中游。西面、北面分别与遂宁、南充、达州为邻，东面、南面与重庆市相连。该市地形为低山丘陵，其东部为华蓥山、铜锣山、明月山平行山岭，呈“川”字状以东北-西南排列，海拔一般为800～1 000 m，以华蓥山脉上的高登山(海拔1 704 m)为最高峰，平行山岭间的槽谷地带海拔300～500 m，相对高差20～80 m，多属浑圆浅丘。华蓥山以西的地带为广布的丘陵，海拔300～700 m，一般北部较高，中部稍低［7］。

图1 3个电厂的地理位置示意图

1.2.2 地面局地气象条件

广安市全年以东北-北东北(NE-NNE)风为主导风向，频率为 25.3%，其次为西南-南西南(SW-SSW)风，频率为 11.9%;静风频率高达33.0%;年均风速为1.1 m/s。渠县全年以北西北(NNW)风为主导风向，频率10.8%，以西北(NW)风为次主导风向，频率10.3%;静风频率较高，为38.1%;年均风速为1.6～2.8 m/s。达州市全年以东北(NE)风为主导风向，频率为36.3%，以北东北(NNE)风为次主导风向，频率为14.0%;静风频率为17.8%。

2 相关性分析

2.1 广安市城区环境空气特征

“十一五”期间，广安市城区共设有4个环境空气监测点位和2个降水监测点位。城市环境空气监测采用24 h连续自动监测，降水逢雨必测。

通过对广安市城区环境空气3项主要污染物监测结果统计分析，“十一五”期间，该市二氧化硫、二氧化氮污染负荷系数呈逐年上升趋势。一般来说，单项污染物的污染负荷系数越大，其对综合污染指数的贡献越大，对空气污染程度的影响越大。截至“十一五”末，二氧化硫污染负荷系数为3项中最高，但是从贡献增长率来说，二氧化氮远远高于二氧化硫，见表2。

表2 “十一五”期间3项主要污染物的污染负荷系数统计 %

通过对降水的化学成分分析［6］，“十一五”期间，广安市城区降水中主要阴离子有硫酸根氟化物(F－)、氯化物(Cl－)和硝酸根等，其中 SO42－所占总阴离子比例一直最高，其比例呈波浪式上升趋势。比例变化趋势同，而F－、Cl－比例呈波浪式下降趋势。详见图2、图3。

图2 降水中主要阴离子占总阴离子比例

图3 降水中硫酸根和硝酸根占总阴离子比例变化趋势

通过对降雨量、雨水pH、二氧化硫浓度等监测结果统计分析后可知，“十一五”期间，广安市城区环境空气中二氧化硫年均值虽然达到国家二级标准，但从2008年明显增高，与降水 pH变化趋势有较好的相关性，即二氧化硫浓度越高，pH越低，详见图4。

图4 二氧化硫年均值与pH变化趋势图

2.2 工业污染源二氧化硫排放量

“十一五”期间，广安市规模以上工业企业数量呈递增趋势，但废气企业纳入监督性监测的却不多，截至2010年末，监测的企业数仅占规模以上家数的11%，详见表3。

根据2007—2010年重点污染源监督性监测结果［8-10］和历年环境统计数据，广安市工业企业废气中二氧化硫排放量呈波浪式上升趋势，2010年增长幅度最大，电力、热力的生产和供应业以及非金属矿物制品业这2类行业的二氧化硫排放量占全市75%以上。广安电厂2007、2008年二氧化硫排放量变化不大，2009年二氧化硫排放量较前2年增加近1倍，2010年广安电厂二氧化硫排放量占全市重点污染源排放量的90%左右。全市工业源二氧化硫排放总量通过物料衡算计算所得，与重点污染源监测结果比较，广安电厂二氧化硫排放量不到全市总量的10%，比生活源排放量低，90%是其他工业污染源所排放。经统计，广安市工业污染源以及广安电厂、华莹山电厂、达州电厂二氧化硫排放量，见表4。

表3 2007—2010年广安市监督性监测工业企业数统计家

表4 2007—2010年广安市工业源和3个电厂的二氧化硫排放量统计 104t

2.3 广安电厂污染物的排放与酸雨发生的关系

广安电厂是距离广安市城区最近的大型火电厂，总装机2 400 MW，疑其对城区酸雨的贡献最大，根据广安电厂各期项目建设时间分段统计了广安市城区的二氧化硫浓度、降水 pH［11］，见图5～图7。广安城区的酸雨状况没有因为电厂采取的脱硫措施而变好，也没有因为电厂装机容量增大而变差。

2008年广安电厂的发电量和广安市城区降水监测结果见表5、图8。在5、6、11月广安电厂停产的情况下，广安市的酸雨频率仍然为100%。

图5 2004年4月至2005年6月二氧化碳月均值与pH变化趋势图

图6 2005年6月至2006年6月二氧化碳月均值与pH变化趋势图

图7 2006年6月至2007年12月二氧化碳月均值与pH变化趋势图

表5 2008年广安电厂发电量与广安市城区降水pH统计表

可以看出，广安电厂污染物排放量对城区酸雨的影响不明显。因此，广安电厂的建设以及采取的脱硫措施与广安城区的酸雨变化关系不大，不是主要影响因素。

图8 2008年广安电厂发电量与降水pH变化趋势

2.4 远距离火电厂的排放与酸雨发生的关系

从地理位置可以看出，华蓥山山脉和铜锣山山脉把广安市、渠县和达州市隔开，广安电厂和华莹山电厂同位于华蓥山山脉的西面，为丘陵地形，达州电厂位于华莹山和铜锣山之间的槽谷，为浅丘地形，3个电厂海拔高度相差不大(图1)。

根据收集的相关资料分析，这3个电厂所有区域盛行风向虽然基本相同，但受地形的影响，达州电厂污染物排放在华莹山和铜锣山之间，再加上静风频率高的原因，在某种程度上其排放对广安市城区影响不大。

考虑到华莹山电厂和广安市同处华莹山山脉的西面，污染物有可能受到风的影响输运至下风向，因此，对华莹山电厂的二氧化硫排放量等资料进行统计、分析［10］。从统计结果可以看出，华莹山电厂截至2007年底关停老机组共计300 MW，2008年二氧化硫排放量不到2007年的十分之一，但是广安市城区2008年酸雨频率仍为100%。可见华莹山电厂污染物排放对广安市城区影响不大。

2.5 自然条件与酸雨发生的关系

广安、渠县、达县 3个地区风向均以东北(NE)风为主导风向，以北东北(NNE)风为次主导风向，静风频率均在30%以上。

广安市-达州市一线的气象条件差，风速小，静风频率高，酸性排放物在空中停留的时间长，不利于大气污染物的扩散与稀释，是加剧广安市城区酸雨发生频率的一个重要原因。

3 结论及对策建议

3.1 结论

造成广安市城区酸雨污染的主要影响因素有2个:一是广安市-达州市一线的气象条件，该线的静风频率高不利于大气污染物的扩散;二是工业污染源污染物排放的影响，广安市规模以上工业企业数呈递增趋势，工业企业废气中二氧化硫排放量同时呈波浪式上升趋势，2010年排放量最大，较2007年增长近1.5倍。

广安市城区降水中主要阴离子以SO2－4为主，国内外研究成果普遍认为，致酸物质主要来源于火电及工业燃煤废气。对此，对近距离的广安电厂和远距离的华莹山电厂、达州电厂的调查、分析表明，广安电厂的污染物排放虽然有影响，但并不是主要因素，因为该电厂的二氧化硫排放量仅占全市排放量的10%。另外，远距离的华莹山电厂、达州电厂的二氧化硫排放量更少，加上地形、气象条件的影响，导致远距离污染物传输对广安市城区酸雨污染影响不大。

3.2 对策建议

1)建立高分辨大气排放源清单。对辖区的规模以上重点污染源进行全面清理，建立高分辨大气排放源清单，更好地掌握大气污染排放特征，有针对性地制定区域控制对策，实现空气质量的改善。

2)进一步强化对酸雨污染控制的监测能力。综合考虑城市功能分区、污染源分布、主导风向及扩散特征、敏感区与背景区对比等因素，增加城市监测点位数量，全面掌握降水情况，准确分析酸雨污染状况。

3)进一步加强多专业部门联合研究工作。酸雨污染原因是复杂的，单方面的分析有欠缺性，因此联合科研院所、气象部门等结合本辖区的特点，有针对性地开展对酸雨污染的研究分析，为今后控制酸雨污染提供更可靠的决策依据。

4)进一步加强行政主管部门的责任。对重点污染源进行源头治理，深入实行污染物总量减排责任制，推动规模以上重点污染源采取烟气脱硫、脱硝等措施，关闭严重污染企业，实施一批重点治理项目;强化对污染源减排行动的监控，通过安装在线监测仪器、引进社会监督等措施，推动污染治理设施的持续稳定运行;同时，推广实用有效的机动车尾气和扬尘污染控制技术。

［1］史箴，魏菱，余恒.“十一五”四川省大气降水的现状、问题与对策［C］//罗毅.第十次全国环境监测学术论文集.北京:化学工业出版社，2011:756-759.

［2］四川省统计局，国家统计局四川调查总队.四川统计年鉴(2008)［M］.北京:中国统计出版社，2008.

［3］四川省统计局，国家统计局四川调查总队.四川统计年鉴(2009)［M］.北京:中国统计出版社，2009.

［4］四川省统计局，国家统计局四川调查总队.四川统计年鉴(2010)［M］.北京:中国统计出版社，2010.

［5］四川省统计局，国家统计局四川调查总队.四川统计年鉴(2011)［M］.北京:中国统计出版社，2011.

［6］广安市环境保护局.广安市“十一五”环境质量报告书［R］.广安:广安市环境保护局，2011.

［7］四川省测绘局.四川省地图集［M］.成都:成都地图出版社，2001:202.

［8］原四川省环境监测中心站.四川省省控重点污染源监督性监测报告［R］.成都:原四川省环境监测中心站，2008—2010.

［9］原四川省环境监测中心站.四川省国控重点污染源监督性监测报告［R］.成都:原四川省环境监测中心站，2008—2010.

［10］原四川省环境监测中心站.四川省装机容量300MW以上火电厂大气污染物监督性监测报告［R］.成都:原四川省环境监测中心站，2007—2010.

［11］原四川省环境监测中心站.四川省酸雨监测月报［R］.成都:原四川省环境监测中心站，2008.