长春市酸雨变化特征分析

邢丽元　张海涛　付雷　张明

摘 要：利用2008—2018年长春基准气象站酸雨观测资料，计算了近11a酸雨的年、季、月的平均pH值、K值和酸雨频率，分析了酸雨特征和变化规律。结果表明：2008—2018年长春市pH值平均值有逐年上升趋势，除2013—2015年外，酸雨污染逐年减轻，尤其是2016—2018年酸雨出现较少，大气污染治理成效显著。长春市供暖期1月、10—12月酸雨污染严重，非供暖期8月、9月酸雨污染较轻。酸雨出现频率秋季最大，酸雨污染冬季最重，夏季较轻。酸雨与地面烟、霾视程障碍现象关系不大，而受高空逆温的影响很大。

关键词：酸雨;pH值;K值;变化特征

中图分类号：S16

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190715062

酸雨是pH<5.60的大气降水（雨、雪、雹等）。人类生产、生活大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，煤的燃烧、冶炼金属、化工生产、工厂废气、汽车尾气等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，为降水捕捉吸收，降到地面成为酸雨。

酸雨是世界性环境污染问题，已被我国列为气象灾害之一。酸雨会破坏生态平衡，影响植物正常生长发育，使作物减产，土壤贫瘠，森林退化，使水体酸化，导致水生生物减少甚至绝迹。酸雨会腐蚀建筑材料、文物古迹，破坏交通工具及仪器设备的保护涂层，造成重大的经济损失。酸雨会污染水体与土壤，使铅、汞等有毒的重金属进入食物链，影响人体健康。酸雨能降低儿童的免疫能力，导致老年性痴呆症，还能诱发呼吸系统疾病和癌症。我国在20世纪80年代被列入世界第3大酸雨区。近年来政府不断采取措施控酸雨发展，预计未来几十年内，酸雨将成为历史。长春市作为东北老工业基地的省会城市之一，酸雨的特征分析具有一定代表性。

1 资料与方法

1.1 资料来源

长春国家基准气候站（N43°54″，E125°13″，海拔高度236.8m）于1990年开展酸雨观测业务，是国家级酸雨观测站。本文采用2008—2018年的酸雨观测资料、地面观测资料、探空观测资料。空气质量数据来源于长春市环境状况公报。

1.2 分析方法

根据《酸雨观测规范GB/T19117-2017》及中华人民共和国气象行业标准《酸雨和酸雨区等级QX/T372-2017》规定的计算方法。

大气降水的pH值：大气降水中氢离子活度的负对数 pH=-lg[H+]

平均降水pH值：对某一时段（月、季、年）内所有的日降水pH值和对应的日降水量进行氢离子浓度—雨量加权法计算

酸雨频率等级划分原则，按照单站某一时段（月、季、年）内酸雨频率，酸雨偶发F≤5%，酸雨少发5%80%。

大气降水电导率：大气降水导电能力的度量，是电导测量池中通过大气降水样品的电流密度与施加其上的电场强度之比。

2 结果分析

2.1 酸雨特征年变化

长春市2008—2018年总降水量8335.7mm，酸性降水2342.2mm，共有1105次降水过程，酸雨出现次数223次，酸雨出现频率为20.2%。

由图1可见2008—2018年长春市降水pH平均值呈逐年上升趋势，2008年平均pH值最小为4.90，2016年最大为6.14。除了2012年以外，2008—2015年平均pH值均小于5.6。电导率K值可以反映出大气降水的洁净程度，电导率越小，表明降水的杂质越少，越洁净。年平均K值2016年最小为29.1微西门子每厘米，2014年最大为63.7微西门子每厘米。2013—2015年平均K值均大于50.0微西门子每厘米。由图2中空气中PM10含量可见，2013—2015年大气中颗粒物增多。因为2013年开始长春市“两横三纵”快速路工程，地铁一号线和二号线等大规模工程建设，施工中产生大量扬尘，使空氣质量变差。2016—2018年平均pH值明显上升，年平均K值明显下降，表明酸雨污染减轻，空气质量变好。由图3可见，根据酸雨频率等级划分原则，2008—2015年为酸雨多发;2016年为酸雨偶发;2017年为酸雨少发;2018年为酸雨偶发。2015年酸雨频率最大为36.7%，2018年最小为1.9%。2009—2013年酸雨频率、弱酸雨频率、强酸雨频率、特强酸雨频率呈下降趋势，2013—2015年酸雨频率、较弱酸雨频率、弱酸雨频率呈上升趋势，这与图2中长春市SO2、NO2年平均值趋势一致。2013—2015年NO2年均值连续3a超过《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中年平均二级标准的要求。SO2、NO2排放量增加导致酸雨污染加重。2016—2018年酸雨频率、较弱酸雨频率、弱酸雨频率显著下降。特强酸雨仅2008年出现，频率为1.8%。由表1可见，pH值最小出现在2008年，最大出现在2018年;K值最小出现在2016年，最大出现在2018年。

“十五”以来，全国酸雨污染防治工作取得了一定进展。2008年国务院环保总局公布《国家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”规划》。2013年国务院印发《大气污染防治行动计划》。近几年，长春市政府高度重视大气污染防治工作，出台多项举措，淘汰燃煤小锅炉，整治黄标车。2008—2018年观测数据分析表明，长春市酸雨污染逐年减轻，尤其是近3a，大气环境治理工作成效显著，城市空气变好，环境得到逐步改善。

2.2 酸雨特征月变化

2008—2018年酸雨月变化见图4。因为长春市降水比较集中，一般主要出现在6—8月，所以统计酸雨月发生频率更能直观反映污染程度。酸雨月发生频率为8.3%～35.3%，其中10月酸雨发生频率最高为35.3%，11月次之为31.2%，1月酸雨发生频率最低为8.3%，4—8月酸雨发生频率均低于20%。统计后得到特强酸雨仅9月、11月各出现过1次;强酸雨出现频率1月最高为6.25%，6月次之为3.07%，2月、3月没出现;弱酸雨出现频率11月最高为12.99%，10月次之为10.29%，1月没出现。