大連市區(qū)酸雨特征分析
發(fā)布時(shí)間:2018-06-25 來(lái)源: 感恩親情 點(diǎn)擊:
摘要:隨著城市化發(fā)展的不斷加快,大連成為了我國(guó)北方酸雨影響較強(qiáng)的地區(qū)之一。利用大連酸雨觀測(cè)站2007-2016年觀測(cè)資料和氣象資料,對(duì)大連市酸雨的變化特征進(jìn)行了分析,得出了大連市大氣降水的酸度特征、導(dǎo)電性及相關(guān)離子來(lái)源,在研究分析的基礎(chǔ)上,提出了大連市酸雨控制的主要對(duì)策措施。
關(guān)鍵詞:酸雨;污染特征;氣象要素
中圖分類號(hào):X517文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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
酸雨的研究是從兩方面著手的,其一是研究某地區(qū)酸雨的特征與氣象條件的關(guān)系,其二是從微觀上研究酸雨化學(xué)成分與氣溶膠化學(xué)成分。在我國(guó)長(zhǎng)江以南的廣大地區(qū)以及北方的小范圍地區(qū)存在酸雨區(qū),并且北方的酸雨區(qū)正呈逐年增大的趨勢(shì)發(fā)展。大連市處于遼東半島的最南端,周圍環(huán)繞渤海、黃海、千山山脈,因而同時(shí)具備大陸性和海洋性的雙重氣候特征,作為東北重要的工業(yè)基地,我國(guó)重要的石油化工基地,冬季燃煤和汽車擁有量持續(xù)提升,直接導(dǎo)致酸性廢棄的排放量增加,形成酸雨,目前大連已經(jīng)成為我國(guó)酸雨危害較為嚴(yán)重的區(qū)域之一。
1 實(shí)驗(yàn)條件與研究方法
采樣與處理:常規(guī)的對(duì)酸性降水樣品進(jìn)行分析的步驟包括:降水pH值、電導(dǎo)率以及9項(xiàng)離子組分(F-、Cl-、SO42-、NO3-、Na+、NH4+、K+、Mg2+和Ca2+)濃度。pH值的分析方法是玻璃電極法;電導(dǎo)率分析方法是電導(dǎo)率儀法;9項(xiàng)離子使用的是離子色譜法進(jìn)行分析[1]。其中,pH值的測(cè)定使用的是METER F-21型pH計(jì),準(zhǔn)確度為0.01級(jí),測(cè)定所使用的pH值為4.00和6.86和9.18的緩沖液進(jìn)行三點(diǎn)校準(zhǔn)。電導(dǎo)率測(cè)定使用梅特勒FE30型電導(dǎo)率儀。每次測(cè)定樣品前使用0.1mol/L的氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定[2]。
一次降水后將樣品數(shù)據(jù)測(cè)出后進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,包括對(duì)氫離子濃度的計(jì)算、降水平均pH值計(jì)算、酸雨頻率計(jì)算、離子濃度包括電導(dǎo)率的計(jì)算。其中,根據(jù)中國(guó)氣象局發(fā)布的《酸雨觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范》,將pH值小于5.6、4.5和4.0的降水劃分為酸雨、較強(qiáng)酸雨和強(qiáng)酸雨的臨界指標(biāo)。
2 大連市降水酸度特征
降水pH值是判斷雨水酸性程度的直接指標(biāo),國(guó)內(nèi)統(tǒng)一采用的酸雨判斷標(biāo)準(zhǔn)為pH=5.6。大連作為老工業(yè)區(qū),酸雨成因較為復(fù)雜,污染物排放多并非導(dǎo)致酸雨污染嚴(yán)重的唯一因素,而是污染物影響降水的酸堿性,酸性氣體和緩沖物質(zhì)堿性氣體以及顆粒物共同作用的結(jié)果。
根據(jù)氣象觀測(cè)站的數(shù)據(jù),大連市全市5月份將會(huì)進(jìn)入酸性降水季節(jié),7、8月份降水的pH值都相對(duì)較低,春冬季節(jié)較高,這與夏季降水量較大有關(guān)。對(duì)于不同雨量的降水,酸雨的出現(xiàn)頻率也各不相同,酸雨出現(xiàn)在大雨量級(jí)的頻率為62.5%,中雨量級(jí)為51.9%暴雨量級(jí)為50.0%,小雨量級(jí)出現(xiàn)酸雨的頻率較低,為29.3%,另有研究指出,pH值在降水初期較高,降水發(fā)生一段時(shí)間后pH值開(kāi)始逐漸下降,降水終期pH值開(kāi)始反彈,又會(huì)有所升高[3]。形成這樣的降水過(guò)程是因?yàn)榇髿庵泻袑?duì)雨水酸性物質(zhì)起到抑制和緩沖的顆粒物,所以前期酸度較低,中期酸度較高,到后期由于雨水化學(xué)成分變少,蒸汽壓力變大,雨滴中的鹽酸和硝酸等揮發(fā)加快,從而致使雨水酸性下降。
3 大連市降水導(dǎo)電性研究
大氣中的各種氣體與人類活動(dòng)排放的污染物溶解于降水,使降水帶有一定的導(dǎo)電性,降水電導(dǎo)率的高低同時(shí)也反映出降水中的化學(xué)物質(zhì)的含量,也就是能夠反映出空氣污染的程度輕重不同季節(jié)降水導(dǎo)電率與降雨量呈負(fù)相關(guān),分析如下:根據(jù)大連的地理環(huán)境和氣候來(lái)判斷,冬季是全年降水量最少的季節(jié),大氣中的污染物排放量較高,風(fēng)速較慢,污染物容易積聚,降水形成的雨滴較小,這時(shí)污染物更容易進(jìn)入雨水,雨水中的離子濃度自然增加,因此冬季平均導(dǎo)電率達(dá)到全年最高的112.7ms/m。夏季為非采暖期,溫度高,污染物排放少,雨水豐富,稀釋了空氣中污染物,因而降水較為清潔。
大連市降水酸化屬于硫酸型污染,NO3-是導(dǎo)致雨水酸化的直接原因,大氣環(huán)境從側(cè)面表現(xiàn)出燃煤型污染向煤油混合型污染轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)[4]。大氣污染物濃度的高低并不能夠直接導(dǎo)致酸雨的強(qiáng)度,大連市降水中水溶性無(wú)機(jī)離子年均濃度大小順序?yàn)椋篠O42->Ca2+>NH4+>Cl->NO3->Na+>K+>Mg2+>H+>F-。陰離子中SO42-、C1-、 NO3-為主要成分,三者占到總陰離子成分的96.7%。陽(yáng)離子的主要成分是Ca2+、NH4+和Na+,三者占到總陽(yáng)離子成分的77.9% 。
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