曹娓薇
(潮州市环境保护监测站,广东潮州 521000)
浅谈近几年来潮州市区的酸雨趋势
曹娓薇
(潮州市环境保护监测站,广东潮州 521000)
酸雨是工业高度发展而出现的副产物,由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料,燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物,在大气中经过复杂的化学反应,形成硫酸或硝酸气溶胶,或为云、雨、雪、雾捕捉吸收,降到地面成为酸雨。近年来酸雨的发生频次、发生范围呈不断增长、扩大趋势。减少二氧化硫和氮氧化物的排放是防治大气污染、防治酸雨的根本途径。
潮州市 酸雨 预防措施
酸雨是指PH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。中国的酸雨主要因大量燃烧含硫量高的煤而形成的,多为硫酸雨,少为硝酸雨,此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。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。一年之内有许多次降水,有的是酸雨有的不是酸雨,因此一般称某地区的酸雨率为该地区酸雨次数与降雨的总次数的比值。其最低值为0%;最高值为100%。有时,一个降水过程可能持续几天,所以酸雨率应以一个降水全过程为单位,即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数的全年降水过程的总次数比值。除了年均降水pH之外,酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。
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离子的浓度比值将酸雨的类型分为三类,如下:
(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。
由此,可以根据一个地方的酸雨类型来初步判断酸雨的主要影响因素。当然,大多数地方的酸雨可能这三种类型都涵盖了,这就需要对每个时间段的酸雨影响因素作进一步分析了。
2006~2010年,潮州市区共收集降水样品426个,其实酸雨样品79个,采水量8327.8毫米,其中酸雨量1520.5毫米,酸雨占总降水量19.6%。2006~2010年,潮州市区降水pH均值范围在4.22~7.44之间,2008年最低,2007年最高,降水pH均值除了2008年、2009年外,其余均高于酸雨划分界限;五年降水pH均值5.80,大于5.6的酸雨划分界限。为了更好地分析潮州市区的酸雨趋势,特地选取2001~2010年的数据进行趋势分析,结果表面:硫酸根离子浓度与硝酸根离子浓度之比的变化呈不显著下降趋势,降水pH均值呈不显著下降趋势,酸雨频率呈不显著上升趋势,说明十年来二氧化硫对酸雨的作用有所减弱,但二氧化氮对酸雨的作用有所增强。潮州市区十年降水pH均值为5.82,说明潮州市区酸雨污染控制能得到比较好的控制(见表1-2所示、图1所示)。
表1 2001~2006年潮州市区降水质量变化趋势
表2 2007~2010年潮州市区降水质量变化趋势
(1)酸雨的危害:酸雨可导致土壤酸化。加速土壤矿物质营养元素的流失;改变土壤结构,导致土壤贫瘠化,影响植物正常发育;酸雨还能诱发植物病虫害,使农作物大幅度减产酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。在酸
············雨的作用下,土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会流失出来,并随着雨水被淋溶掉。所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失,造成土壤中营养元素的严重不足,从而使土壤变得贫瘠。酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖,降低酶活性,土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。(2)酸雨可对森林植物产生很大危害。酸雨还可使森林的病虫害明显增加。(3)酸雨能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化水泥溶解,出现空洞和裂缝,导致强度降低,从而损坏建筑物。建筑材料变脏,变黑,影响城市市容质量和城市景观,被人们称之为“黑壳”效应。(4)酸雨危害是多方面的,包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。酸雨可使儿童免疫功能下降,慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。
(1)原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%~60%的无机硫。(2)优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。(3)改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石,与二氧化硫发生反应,生成硫酸钙随灰渣排出。(4)对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法,可以除去烟气中85%~90%的二氧化硫气体。不过,脱硫效果虽好但十分费钱。例如,在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用,要达电厂总投资的25%之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。(5)开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等。减少酸雨主要是要减少烧煤排放的二氧化硫和汽车排放的氮氧化物。(6)处处节约用电(因为大部分的电厂是燃煤发的电);(7)支持公共交通 (减少车辆就可以减少汽车尾气排放);(8)购买包装简单的商品(因为生产豪华包装要消耗不少电能,而对消费者来说包装并没有任何实用价值);(9)支持废物回收再生(废物再生可以大量节省电能和少烧煤炭)。
如果酸雨频率、范围、酸性逐年增大,那么污染程度进一步加重,对人民群众健康和生态环境的危害更加严重,造成的经济损失更大。为此,我们应高度重视酸雨的危害,要尽力减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放,控制酸性污染物排放,采取新技术防治酸雨,从而控制酸雨恶化的趋势。
[1]罗益华,励珍.宁波市区近十年酸雨污染趋势分析[J].环境科学与技术,2011(S2).
[2]徐梅,祝青林,朱玉强,姚青.近20年天津市酸雨变化特征及趋势分析[J].气象,2016(4).
曹娓薇(1982—),女,广东潮州人,本科,毕业于华南师范大学,环境保护助理工程师,研究方向:环境保护。