大连市区酸雨特征分析

　　摘要：随着城市化发展的不断加快，大连成为了我国北方酸雨影响较强的地区之一。利用大连酸雨观测站2007-2016年观测资料和气象资料，对大连市酸雨的变化特征进行了分析，得出了大连市大气降水的酸度特征、导电性及相关离子来源，在研究分析的基础上，提出了大连市酸雨控制的主要对策措施。
　　关键词：酸雨；污染特征；气象要素
　　中图分类号：X517文献标识码：A文章编号：2095-672X（2018）03-0187-01
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.111
　　Abstract： With the rapid development of urbanization， Dalian has become one of the regions with strong acid rain in the north of China. The use of acid rain in Dalian Observatory 2007-2016 observation data and meteorological data， the variation characteristics of acid rain in Dalian city are analyzed， the chemical composition of precipitation in Dalian， acidity characteristics and sources， on the basis of research and analysis， put forward the main measures to control acid rain in Dalian city.
　　Key words： Acid rain；Pollution characteristics；Meteorological elements
　　酸雨的研究是从两方面着手的，其一是研究某地区酸雨的特征与气象条件的关系，其二是从微观上研究酸雨化学成分与气溶胶化学成分。在我国长江以南的广大地区以及北方的小范围地区存在酸雨区，并且北方的酸雨区正呈逐年增大的趋势发展。大连市处于辽东半岛的最南端，周围环绕渤海、黄海、千山山脉，因而同时具备大陆性和海洋性的双重气候特征，作为东北重要的工业基地，我国重要的石油化工基地，冬季燃煤和汽车拥有量持续提升，直接导致酸性废弃的排放量增加，形成酸雨，目前大连已经成为我国酸雨危害较为严重的区域之一。
　　1 实验条件与研究方法
　　采样与处理：常规的对酸性降水样品进行分析的步骤包括：降水pH值、电导率以及9项离子组分（F-、Cl-、SO42-、NO3-、Na+、NH4+、K+、Mg2+和Ca2+）浓度。pH值的分析方法是玻璃电极法；电导率分析方法是電导率仪法；9项离子使用的是离子色谱法进行分析[1]。其中，pH值的测定使用的是METER F-21型pH计，准确度为0.01级，测定所使用的pH值为4.00和6.86和9.18的缓冲液进行三点校准。电导率测定使用梅特勒FE30型电导率仪。每次测定样品前使用0.1mol/L的氯化钾标准溶液进行标定[2]。
　　一次降水后将样品数据测出后进行相关的数据处理，包括对氢离子浓度的计算、降水平均pH值计算、酸雨频率计算、离子浓度包括电导率的计算。其中，根据中国气象局发布的《酸雨观测业务规范》，将pH值小于5.6、4.5和4.0的降水划分为酸雨、较强酸雨和强酸雨的临界指标。
　　2 大连市降水酸度特征
　　降水pH值是判断雨水酸性程度的直接指标，国内统一采用的酸雨判断标准为pH=5.6。大连作为老工业区，酸雨成因较为复杂，污染物排放多并非导致酸雨污染严重的唯一因素，而是污染物影响降水的酸碱性，酸性气体和缓冲物质碱性气体以及颗粒物共同作用的结果。
　　根据气象观测站的数据，大连市全市5月份将会进入酸性降水季节，7、8月份降水的pH值都相对较低，春冬季节较高，这与夏季降水量较大有关。对于不同雨量的降水，酸雨的出现频率也各不相同，酸雨出现在大雨量级的频率为62.5%，中雨量级为51.9%暴雨量级为50.0%，小雨量级出现酸雨的频率较低，为29.3%，另有研究指出，pH值在降水初期较高，降水发生一段时间后pH值开始逐渐下降，降水终期pH值开始反弹，又会有所升高[3]。形成这样的降水过程是因为大气中含有对雨水酸性物质起到抑制和缓冲的颗粒物，所以前期酸度较低，中期酸度较高，到后期由于雨水化学成分变少，蒸汽压力变大，雨滴中的盐酸和硝酸等挥发加快，从而致使雨水酸性下降。
　　3 大连市降水导电性研究
　　大气中的各种气体与人类活动排放的污染物溶解于降水，使降水带有一定的导电性，降水电导率的高低同时也反映出降水中的化学物质的含量，也就是能够反映出空气污染的程度轻重不同季节降水导电率与降雨量呈负相关，分析如下：根据大连的地理环境和气候来判断，冬季是全年降水量最少的季节，大气中的污染物排放量较高，风速较慢，污染物容易积聚，降水形成的雨滴较小，这时污染物更容易进入雨水，雨水中的离子浓度自然增加，因此冬季平均导电率达到全年最高的112.7ms/m。夏季为非采暖期，温度高，污染物排放少，雨水丰富，稀释了空气中污染物，因而降水较为清洁。
　　大连市降水酸化属于硫酸型污染，NO3-是导致雨水酸化的直接原因，大气环境从侧面表现出燃煤型污染向煤油混合型污染转变的趋势[4]。大气污染物浓度的高低并不能够直接导致酸雨的强度，大连市降水中水溶性无机离子年均浓度大小顺序为：SO42->Ca2+>NH4+>Cl->NO3->Na+>K+>Mg2+>H+>F-。阴离子中SO42-、C1-、 NO3-为主要成分，三者占到总阴离子成分的96.7%。阳离子的主要成分是Ca2+、NH4+和Na+，三者占到总阳离子成分的77.9% 。

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