淺析重慶市酸雨分布特征

李靈付琴

（1重慶市環(huán)境監(jiān)測中心 重慶401147 2重慶市環(huán)境科學院 重慶 401147）

1 酸雨定義及判別

19世紀40年代，英國化學家史密斯就對降水布點監(jiān)測，開始連續(xù)觀察研究。通過研究發(fā)現(xiàn)，他首次提出“酸雨”一詞[1]。從廣義上講，酸雨更準確的說法是酸沉降，所謂酸沉降是指排放到大氣中的各種物質(zhì)變酸,然后酸性物質(zhì)從大氣中沉降到地表面的整個過程[2]。酸沉降分為濕沉降和干沉降兩大類，前者指的是所有氣狀污染物或粒狀污染物，隨著雨、雪、霧或雹等降水型態(tài)而落到地面者，而pH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水則習慣性稱為“酸雨”。

其實關于“pH值小于5.6的降水為酸雨”這一說法一直存在著爭議[3]。一些學者提出，未被污染的天然雨水背景值（pH為5.6）即為是否為酸雨的判定值；但許多的學者認為pH值小于5.6作為降水是否“酸雨”的判定不夠嚴謹。他們根據(jù)自己的研究提出了不同的觀點。他們作了大量的監(jiān)測研究[4]，選取一些未被人為污染的區(qū)域作為背景點，布設監(jiān)測點位監(jiān)測其降水pH值（見表1）。根據(jù)其監(jiān)測數(shù)據(jù)，提出區(qū)域降水是否為酸雨的判定標準，應與該區(qū)域的降水背景點pH值密切相關。他們認為在熱帶雨林中，由于樹木排放的甲酸和乙酸等有機酸可能使pH值低至5.0，但這屬于天然源，所以應將“pH值小于5.0”作為該地區(qū)降水是否為酸雨的判定值；對于海洋區(qū)域來說，其降水中的硫酸根是怎么也削減不了的，而硫酸根是影響pH值大小的重要指標，所以在界定海域區(qū)域降水是否為酸雨時，還應考慮硫酸根對海洋天然源的貢獻占多少[5-6]。而有些學者認為將“pH值小于5.6”作為降水是否為酸雨的判定，太過籠統(tǒng)。他們認為在一些城市中，因為受到堿性離子（主要來自于空氣中的顆粒物）的中和，其pH值往往高于5.6，但并不能就此斷定，其降水沒有被污染。相對而言，遠離城市的遠郊地區(qū)，降水pH值小于5.6，并不能斷定其降水被污染。

目前我國判定降水是否為酸雨時，其標準仍然是以降水pH<5.6作為依據(jù)。因此本文也以降水pH<5.6作為酸雨判定依據(jù)。

表1 內(nèi)陸與海洋降水pH背景值[4]

2 重慶市酸雨污染時空分布

2.1 重慶市酸雨污染空間分布特征

酸雨頻率和降水pH值是評價酸雨污染的兩個重要指標。為規(guī)律性地研究重慶市酸雨時空分布，筆者查閱統(tǒng)計了2006～2010年共5年的全市酸雨監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過統(tǒng)計匯總得到，5年全市各個區(qū)縣環(huán)境監(jiān)測站共采集雨樣9384個，其中酸雨樣4744個，酸雨頻率48.2%。降水pH均值為4.79（見表2）。分析統(tǒng)計降水pH值可知，5年中降水pH最低值為3.03（2009年4月在大足縣監(jiān)測點監(jiān)測到）；降水pH最高值為8.50（2006年6月在江北區(qū)監(jiān)測點監(jiān)測到）。

表2 2006—2010年全市降水監(jiān)測結(jié)果

利用降雨量加權平均法[7]，可以計算出全市各區(qū)縣5年的降水pH年均值。通常習慣將降水pH值小于4.5的區(qū)域，稱為重酸雨區(qū)。全市共有5個區(qū)縣的降水pH年均值小于4.5，屬于重酸雨區(qū)。從空間分布看，重酸雨區(qū)分別為巴南區(qū)、銅梁縣、榮昌縣、大足縣和萬盛區(qū)。降水pH值在4.5～5.0之間為中度酸雨區(qū)，全市共有16個區(qū)縣的降水pH年均值在4.5～5.0之間，屬于中度酸雨區(qū)。從空間分布看，中度酸雨區(qū)分別為石柱縣、江北區(qū)、城口縣、南川區(qū)、武隆縣、江津區(qū)、潼南縣、萬州區(qū)、北碚區(qū)、開縣、涪陵區(qū)、沙坪壩區(qū)、渝中區(qū)、豐都縣、渝北區(qū)和忠縣。降水pH值在5.0～5.6之間為輕酸雨區(qū)，全市共有5個區(qū)縣的降水pH年均值在5.0～5.6之間，屬于輕酸雨區(qū)。從空間分布看，輕酸雨區(qū)為綦江縣、大渡口區(qū)、云陽縣、長壽區(qū)和永川區(qū)。還有13個區(qū)縣的降水pH年均值大于5.6，不屬于酸雨區(qū)。（見圖1）。

圖1 2006～2010年重慶市降水pH均值空間分布

從酸雨頻率空間分布來看，南川區(qū)、萬盛區(qū)和渝北區(qū)等3個區(qū)域酸雨頻率偏高（>90%）；南岸區(qū)、城口縣、璧山縣、永川區(qū)、綦江縣、墊江縣、奉節(jié)縣、九龍坡區(qū)、梁平縣、秀山縣、酉陽縣、黔江區(qū)、巫山縣、石柱縣、巫溪縣和彭水縣等16個區(qū)縣酸雨頻率較低（<30%）(見圖 2)。

圖2 2006～2010年重慶市降水酸雨頻率空間分布

2.2 重慶市酸雨污染季節(jié)分布特征

為研究重慶市酸雨污染的時間分布特征，筆者特選取“十一五”中的2010年春、夏、秋和冬季四個季節(jié)作為時間樣本。查詢匯總這四個季節(jié)的酸雨監(jiān)測數(shù)據(jù)，將酸雨頻率和降水pH值作為分析指標?？傮w結(jié)果顯示，冬季降水pH值最低（為4.46），相對應的是冬季酸雨頻率最高（為57.2%）。可見，2010年我市冬季酸雨污染最重；夏季降水pH值最高（為4.92），相對應的是夏季酸雨頻率最低（44.9%）?？梢?，2010年我市夏季酸雨污染最輕（見表3）。

表3 2010年四季降水pH均值和酸雨頻率變化

2.2.1 春季分布狀況

2010年春季，全市降水pH最高值為7.04，最低值為4.07，降水pH季均值為4.87。全市重酸雨、中度酸雨和輕酸雨區(qū)域分別有9、9和8個。全市共有8個區(qū)縣酸雨頻率為0.0%；共有9個區(qū)縣酸雨頻率范圍為80～100%。

2.2.2 夏季分布狀況

2010年夏季，全市降水pH最高值為7.08，最低值為4.06，降水pH季均值為4.92。全市重酸雨、中度酸雨和輕酸雨區(qū)域分別有6個、9個和8個。全市共有12個區(qū)縣酸雨頻率為0.0%；共有11個區(qū)縣酸雨頻率范圍為80～100%。

2.2.3 秋季分布狀況

2010年秋季，全市降水pH最高值為7.09，最低值為3.97，降水pH季均值為4.81。全市重酸雨、中度酸雨和輕酸雨區(qū)域分別有6個、8個和9個。全市共有11個區(qū)縣酸雨頻率為0.0%；15個區(qū)縣酸雨頻率范圍為80～100%。

2.2.4 冬季分布狀況

2010年冬季，全市降水pH最高值為7.56，最低值為3.58，降水pH季均值為4.46。全市重酸雨區(qū)、中度酸雨和輕酸雨區(qū)域分別有8個、6個和6個。全市共有10個區(qū)縣酸雨頻率為0.0%；12個區(qū)縣酸雨頻率范圍為80～100%。

3 結(jié)語

通過查閱匯總2006～2010年共5年的全市酸雨監(jiān)測數(shù)據(jù)和2010年四個季節(jié)的酸雨監(jiān)測數(shù)據(jù)，對重慶市酸雨污染的空間分布和時間分布做了初步分析，得出以下結(jié)果：

3.1 從降水pH空間分布看，全市5年里的重酸雨區(qū)分別為巴南區(qū)、銅梁縣、榮昌縣、大足縣和萬盛區(qū)；全市共有16個區(qū)縣屬于中度酸雨區(qū)；全市共有5個區(qū)縣屬于輕酸雨區(qū)。

3.2 從酸雨頻率空間分布來看，南川區(qū)、萬盛區(qū)和渝北區(qū)等3個區(qū)域酸雨頻率偏高（>90%）；而南岸區(qū)、城口縣、璧山縣、永川區(qū)、綦江縣、墊江縣、奉節(jié)縣、九龍坡區(qū)、梁平縣、秀山縣、酉陽縣、黔江區(qū)、巫山縣、石柱縣、巫溪縣和彭水縣等16個區(qū)縣酸雨頻率較低（<30%）。

3.3 從季節(jié)時間分布看，冬季降水pH值最低，酸雨頻率最高，酸雨污染最重。夏季降水pH值最高，酸雨頻率最低，酸雨污染最輕。

[1]Parkin，G.F.，and DagueR.R.Optimal Design ofWastewater Treatment Systems by Enumeration.Journal of the Sanitary Engineering Division ASCE，1972，98，(SA6):883-851.

[2]曹磊.全球十大環(huán)境問題[J].環(huán)境科學,1995,16(4):86-88.

[3]譚潔艷，吳天龍.關于酸雨的新理解[J].環(huán)境科學動態(tài)，2003，3:13-14.

[4]劉嘉麒.降水背景值與酸雨定義研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測,1996,12(5):5-9.

[5]劉嘉麒，W.C.肯尼,霍義強，等.背景降水[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,1995,6-7,30-44.

[6]Gallow ay JN.The composition ofprecipitation in rem ote areasof the w orld[J].GeophysicalRes,1982,87(11):8711-8786.

[7]HJ/T165-2004.酸沉降監(jiān)測技術規(guī)范[S].