酸雨pH值监测统计分析

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随着全球经济的快速发展，酸雨对生态环境的影响日趋严重，已成为备受全世界关注的环境污染问题之一。酸雨属于空气污染，是指ph值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。酸雨主要是人为地向大气中排放大量酸性物质造成的，雨水被大气中存在的酸性气体污染。我国是酸雨危害较严重的国家，我国的酸雨主要是大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，少为硝酸雨，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。近年来，我国一些地区已成为酸雨多发区，酸雨污染的范围和程度已引起人们的密切关注。龙口国家基准气候站自2007年开展酸雨观测以来，积累了大量酸雨观测资料，通过这些资料更好地分析近些年龙口市区域酸雨年月分布情况及发展趋势，供人们借鉴，以达到趋利避害合理发展的目的。

1资料来源和方法

龙口市位于胶东半岛西北部，渤海湾南岸，境内东南部为低山丘陵区，西北部为滨海平原。地势东南高，西北低。境域属北温带季风型大陆性半湿润气候，年平均气温12.8℃，年极端最高气温39.2℃，年最低气温-17.1℃，年降水量583.4mm，年主导风向为南风，占各风向频率的18%，年平均风速3.4m/s。龙口酸雨观测站位于龙口市西北部滨海（120°20′E，37°38′N，海拔4.8m），观测站的北边分布着煤矿、电厂，南边是经济开发区，开发区有各类工业企业及化工厂。降水的pH值是研究降水化学性质的一个重要指标，pH值表示降水的酸碱性质。在降水的形成过程中，由于受到大气中二氧化硫和其他污染气体以及大气中悬浮颗粒物的影响，降水的pH值会发生明显的变化，因此，降水的pH值能作为反映自然界降水特性及人类活动影响的重要指标。参照中国气象局制定的《酸雨业务观测规范》。大气降水的酸碱度用pH值表示，pH值的定义为氢离子浓度的负对数，系无量纲量。pH=-lg[H＋]；[H＋]为氢离子的体积摩尔浓度，单位为mol/L。根据《酸雨业务观测规范》中的规定，当日08:00至次日08:0024h降水量达到1.0mm时，需采集一个降水样品进行观测，使用上海雷磁仪器厂生产的PHS-3E型pH计测出pH值。酸雨资料来自龙口酸雨观测站（归属中国气象局），年限为2007—2015年。观测要素为时段降水量、平均pH值、定时2min风速、风向等。根据酸雨危害程度，将大气降水划分为三个等级：pH≤4.5为强酸雨，4.5＜pH≤5.6为弱酸雨，pH＞5.6正常[1-2]。数据统计方法通过统计2007—2015年各月、年及各季节的平均pH值来分析这些年龙口区域酸雨年月分布情况及发展趋势[3]。降水的年、月酸度由对应年、月的降水pH值求取平均值所得，即pH年、月=∑pH/N，N为年、月降水酸度监测样本数；年、月酸雨频率为pH＜5.6的酸雨样本出现的频率求取平均值，即∑n/N×100%，n为年、月酸雨pH＜5.6的样本数，N为年、月酸雨总样本数[4]。

2结果与分析

2.1降水酸度的年变化特征

统计龙口市2007—2015年有效酸雨降水（08:00—08:00≥1.0mm）观测样本。2007—2015年的pH值变化幅度不是很大，最小年平均pH值出现在2009年，年平均pH值为5.40，最大年平均pH值出现在2015年，年平均pH值为6.23。从整体来看，除2009年降水酸度呈酸性外（pH＜5.6），即为弱酸雨，其余年份的降水酸度都属正常（5.6＜pH＜7.0）。从2007年开始，除了2009年的降水年平均pH值短暂减小外，总的趋势在缓慢增加，即酸度减小，向中性趋近，总体降水酸度在自然降水酸度变化范围内。

2.2降水酸度的月、季变化特征

从2007—2015年各月平均pH值数据，统计出各月的pH值在5.57～7.03，3月的平均pH值最大为7.03，10月的平均pH值最小为5.57，9月的平均pH值次小为5.58，9月、10月的降水酸度达到了弱酸雨标准，其他月份的降水酸度正常，且变化不大。9—10月的弱酸雨污染状况主要与这个时节降水较少有关。降水酸度的季节变化特征，春季（12月—次年2月）的平均pH值最大为6.24，主要与龙口市春季大风天气较多有关，大风有利于大气中各类污染物的扩散。秋季的平均pH值最小为5.64，主要与秋季降水稀少有关。夏季的平均pH值为5.82，比秋季大一些，这与夏季的降水较多有关，强降水对大气污染物有一定的稀释作用，污染比秋季较轻。冬季的平均pH值为6.06，虽然龙口市冬季取暖以燃煤为主，空气污染比其他季节严重，但是龙口市冬季降水主要受冷空气影响，冷空气过境，大风、降雪天气较多，有利于大气中各类污染物的扩散和净化。总体来看，降水酸度的季节变化较平稳，变化特征不明显。

2.3降水酸雨频率的年、月变化特征

总体来看，9年酸雨出现频率呈下降走势，2008年酸雨出现频率最高为57.7%，2015年酸雨出现频率最低为29.1%，这充分显示龙口市大气环境近些年是逐年向好的。降水酸雨频率的月变化特征，9月酸雨出现频率最高为52.1%，2月酸雨出现频率次高为47.6%，3月酸雨出现频率最低为4.2%，4月酸雨出现频率次低为11.1%。

3结语

从2007—2015年龙口区域酸雨监测统计分析来看，龙口区域受酸雨危害较小，除2009年的降水酸度呈弱酸雨外，其他年份降水酸度呈正常状态，酸度变化不大，且酸度逐年减小，向中性趋近。从降水酸度的月变化特征来看，9—10月达到了酸雨标准，主要与这两个月降水稀少、空气干燥、颗粒物较多有关。从年酸雨频率变化可以看出，酸雨出现频率是逐年减小的，这与降水酸度年变化趋势是一致的。通过对这九年的酸雨观测资料的统计分析，可以判定龙口市整体环境空气质量较好，并且持续向好，受酸雨危害不大，降水酸度呈弱酸性。酸雨污染与局地排放源关系密切，建议减少二氧化硫和氮氧化物的排放，利用科技手段加大资金投入力度对污染企业排放进行技术改造和综合治理，尽最大能力减少对环境的污染，使龙口市的环境空气质量越来越好，远离酸雨的危害。

作者:邹斌 单位:山东省龙口市气象局

参考文献

[1]王位泰,黄斌,姚玉璧,等.陇东黄土高原城市酸雨特征监测统计分析[J].干旱气象,2005,(23)2:44-49.

[2]刘庆华,姜月清.河池市城区酸雨的统计特征分析及对策探讨[J].贵州气象,2006年S1期:23-25.

[3]中国气象局.酸雨观测业务规范[M].北京:气象出版社,2005.

[4]王苗,刘敏,王凯,等.2007-2014年湖北省酸雨变化时空特征分析[J].气象,2016,42(7):857-864.