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(河南省郑州市气象局,河南 郑州 450005)
摘要:郑州市国家基准站从1996年开始进行酸雨观测工作,已经积累了每场降水的酸碱度和电导率的资料。本文利用在工作中观测到的所有资料,对1996 ~ 2010年的酸雨资料分析研究了郑州市酸雨的变化。从1996年至今,查询翻阅了历年的资料,统计出历年来共测酸雨过817次,达到酸雨标准236次,还有历年的pH值的平均值,从资料上看,酸雨是越来越严重。
关键词:酸雨;pH值;变化规律
中图分类号:X517 文献标识码:A
酸雨是pH值小于5.6的降水。包括雨、雪在内,其酸性成分主要是硫酸,也有硝酸和盐酸等。酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体,经过复杂的大气化学反应,被雨水吸收溶解而成。
1酸雨是如何形成的
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。如果形成酸性物质时没有云雨,则酸性物质会以重力沉降等形式逐渐降落在地面上,这叫做干性沉降,以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。干性沉降物在地面遇水时复合成酸。酸云和酸雾中的酸性由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释,因此它们的酸性要比酸雨强得多。高山区由于经常有云雾缭绕,因此酸雨区高山上森林受害最重,首先成片死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分,约占总酸量的90%以上,我国酸雨中硫酸和硝酸的比例约为10∶1。
2酸雨的危害
(1)酸雨可使土壤酸化,对农作物大为不利。
(2)酸雨是我们当今面临的、更为显着的空气质量问题之一。交通运输,如汽车尾气。尾气中的氮氧化物浓度要高。
(3)此外,城市云量增多的结果,使城区日照时数和太阳辐射量均有减少。
(4)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,从而建筑物损坏。许多古代遗迹也容易受腐蚀。
(5)酸雨不但给人类的生产和生活带来一定的危害,甚至危及大气圈、生物圈、土壤圈、水圈、岩石圈。并且其危害属人为原因造成。要减少其危害,必须从污染源的排放抓起。酸雨的污染源主要是燃料、工业生产过程释放的废气及交通工具排放的尾气。要减少污染源,就要对其排放加以控制,主观上,我们人类要有危机感,提高环保意识。客观上加强对新能源的开发和利用,逐步增加太阳能、风能等无污染能源的利用。
我站是把降水量大于等于1.0mm的降水作为检测样本进行酸雨观测,测量其pH值和电导率,pH值的大小反映大气降水的酸碱程度。一年之内降水若干次,有的是酸雨,有的不是酸雨,因此把1996~2010年的酸雨观测资料进行统计分析一下,见表1。
表1 1996~2010年酸雨统计表
年份 pH值范围 酸雨次数 降水次数 酸雨频率/% 酸雨量/mm 降水量/mm 酸雨量/降水量/%
2001 7.81-4.43 5 42 11.9 35.7 395.1 9
2002 8.02-4.60 15 50 30 295.4 590 50.1
2003 7.79-4.02 21 64 32.8 437.1 926.4 47.2
2004 7.99-3.99 16 56 28.6 294.4 756.2 38.9
2005 7.49-4.03 19 45 42.2 295.8 739.1 40
2006 7.95-3.90 20 50 40.0 269.9 683.4 39
2007 8.02-4.03 48 139 34.5 897.7 1361.7 66.7
2008 7.62-3.78 15 53 28.3 159.2 654.9 24.3
2009 7.94-3.72 28 51 54.9 482.5 751.1 64.2
2010 7.34-3.98 17 42 40.4 275.2 583.6 47.2
从表1可以看出,年年都有酸雨出现,酸雨频率为28.9%;总降水量10451.6mm,酸雨量4241.5mm,占总降水量的40.6%。从表中还可以看出酸雨出现的频率有逐渐增加的趋势,最大频率可达66.7%.
1996~2010年pH值的年变幅在4~8之间,变化不是太大。pH值最大出现在2000年9月3日,值为8.20,电导率为271.0 μs /cm,云为高积云,天气现象为间歇性降水,降水量1.0mm,平均风速2m/s ;此次降水导电率大,pH值也大,说明矿物质污染较重,且碱性物质存在较多。最小值出现在2009年9月8日,pH值为3.72,云为高层云,天气现象为雨、降水量1.2 m m,平均风速2.5m/s,此次为明显的强酸性降水,同时2003年、2004年、2006年、2008和2009年也都出现了强酸性降水。
降水的月pH值平均可以看出,变化范围为7.79-4.12,幅度为3.67。1996-2010年每年出现pH值低于5.60的月份1996年有1个月,1997年、1999年、2000年、2001年各2个月,1998年有6个月,2002年到2005年分别有5个月、8个月、7个月、7个月,最多出现在2003年,既有8个月降水为酸雨。最严重的是2006年3月和11月,2007年5月,2008年12月,还有2010年11月全月为酸雨,概率为100%。从1996-2010年郑州市降水pH值变化图也可很直观地看到这15年降水的pH值的趋势是在降低,2009年是最低点。这都说明郑州市的酸雨污染程度在增大。
3结论
(1)郑州市的酸雨近几年有逐年增强的趋势。
(2)酸雨的季节分布是冬秋比春夏强。
(3)酸雨增强的主要原因是煤炭的高消耗,造成排放的SO2量较大,再者是机动车废气排放增加而造成的。另外气候条件也影响着酸雨的形成。
参考文献
[1]中国气象局.酸雨观测业务规范[M].气象出版社,2005.
作者简介:王红兴(1970-),女,汉族,新密市人,本科学历,从事地面观测工作。