维普资讯20O5年第31卷第 3期 March20o5工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvirmunentalProtection·39 ·武汉市酸雨分布规律及其成 因分析廖洁 朱志超 侯祺棕(1．武汉理工大学资源与环境工程学院 武汉 430070；2．武汉市环境监测中心站 武汉 430015)摘 要 综合了近几年武汉市酸雨 以及大气环境的监测结果，对该市的酸雨污染现状进行了分析。武汉市的酸雨主要发生在偏西南方向，降水 pH值由西向东和由南向北逐渐增大。武汉市的降水具有硫酸型特征，形成酸雨的主要致酸物质为so：。由于大气稳定度的影响，武汉市的酸雨多出现在冬季。关键词 酸雨 分布规律 成因分析TheDistributionRegulationandCauseAn~ysisonAcidRain inWuhanCityLi80Jid ZhuZhichao2 HouQiz0I1gI(1．&hodof融 l，∞ andEm,qronmentalEngineering，WuhanUniversityofTedmology Wuhan430070)Abstract Themonitoringresultsofacidrainand砒r envirmunentofWuhancityinrecentyearsaresynthesizedandthepresentsta—tusisanalyzed．TheacidraininWuhancitymainlyexistsinsouthwestandpHvalueofrainfallgraduallyrises nwesttoeastandsouthto6 6 5 5north．TherainfallinWuhancityissulfuricacidtypeandthemaincauseforacidrainisso2．BecallS@oftheinfluenceofthestabilityofat—2 0 8 6rrlosphere．~interisthemainseas0nforthehappeningofacidrain．Key~ rds acidrain distributionre ar analysisoncause酸雨是指 pH值低于 5．6的降水，是空气中的so2等酸芝 性气体与空气中的水相结合，降落到地面造成危害，包括酸要 性雪、酸性雨、酸性雾和酸性露。
酸雨中含有各种致病致癌塞 因素武汉风速分布，能破坏人体皮肤、黏膜和肺部组织，诱发各种疾病和癌童 症，严重危害人体健康。酸雨还危害农作物 ，破坏森林和水量 域生态系统，危害生物多样性。降落到各种建筑物设施的酸蚕 雨，破坏性也很大。’至年份我国国民经济正以每年递增 8％的速度发展，随之而来 的是化石燃料的消费逐年升高，大量致酸物质的排放，已在图1 武汉市 1991—20O0年酸雨检出率和酸雨■比例变化曲线 我国形成 了长江以南、四川盆地以东的广大酸雨区L】J。全国降水 H 浓度等值线标 明：湖北襄樊、荆 门及河南 南阳盆地属 pI-I5．6等值线范围区；武汉 以西的长江沿岸及 以 南、鄂西靠近四川盆地以东的地区属pH4．5和 prtS等值线范 围区[2l。本文根据近几年的酸雨监测结果 ，对武汉市酸雨的时空 分布、成因和发展趋势作一概括性分析 。文中所引用的数据 是武汉市环境监测中心站历年来对武汉市的大气和降雨情 况的监测结果。 1 武汉市酸雨的分布规律 1．1 酸雨的时间分布年份从图 1可见 ，1991年到 1998年武汉市酸雨量 比例呈明图2 1991—20O0年武汉市降水pH加权均值图 显的下降趋势，每一个波折高点都低于前期高点，8年间酸武汉市的降水pH年度均值从 1994年开始就有一定程 雨量 比例从 1992年的38．66％下降到1998年的3．21％，下降度的升高，也就是说，在一定程度上武汉市的酸雨污染有一 35．45个百分点。
1999年 由于气候反常，降水量过于集中，使定的改善，但是这两年又有回落。 降水中酸度明显增加而出现调头走势，破坏了下降趋势线，全年各季中，武汉市第一季度的降雨 pH值最低，然后 但 “九五”期间的武汉市降水酸度有明显的降低，这一点可以是2、3、4季度依次升高，也就是说，武汉市在第一季度的大 从图2中得到反映。气污染最为严重(见表 1)。在各城区的降雨pH值季度变化维普资讯 · 40 · 图表中，大部分城区降雨pH值变化规律也和武汉市的变化1．2 酸雨的地理空间分布 规律相同，但是武昌区的则不一样，pH最高值出现在第三季武汉市中心城区共分 7个区(江岸 区、汉阳区、江汉 区、 度，洪山区和青山区的pH最低值出现在第三季度。总体上斫Izi区、武昌区、青山区和洪山区)，武汉市的降水监测分别 来说，武汉市的酸雨最多出现在冬季。在各城区设点监测，其监测结果见表 2。表 l 2．0O3年武汉市各城区分季度pH均值由表 2可知 ，武汉市的7个城区在 2(3O2～2003年的降雨监测结果统计平均值中，pH值最低的是江汉区，其次是洪山区，接下来依次为汉阳区、斫Izi区、江岸区、武 昌区和青山区。
在这 2年的变化中，除了江岸区和江汉区，其余城区的降雨 pH值都处于下降的趋势。同时，可以看出武汉市的酸雨主要发生在偏西南方向，降水pH值由西向东和由南向北逐渐增大。1．3 酸雨的组成表 3为2003年第一季度各城区降雨中的离子组分。在表 2 武汉市各城区2．0O2—2．OO3年降雨监测结果统计注：降雨 pH值为监测时段内所有降雨的pH值均值 ；酸雨pH值为在降雨中已检测为pH值小于5．6的降雨的pH值均值。表 3 2．0O3年第一季度各城区降雨 中的离子组分mg／L 7个城区中有 6个城区的降雨中浓度最高的均是 s0i一离发生的原因之一l4l。 子，仅江岸区是以N 离子的浓度为最高。除硫酸根和硝武汉市地处北亚热带季风气候 区内，受季风环流的支 酸根外，降雨中影响较大的离子还有N1 和ca2。配，冬夏季风交替明显，全年除冬季盛行东北风外，其余季节由此可以看出，在武汉市酸雨中影响最大的还是 S02， 均以西南风为主导风向。全年的平均风速小，小风和静风的 也可 以说武汉市的酸雨依然是硫酸型的。但是江岸区受情况 占了绝大多数时间。因此，武汉市的酸性污染物对本地 N 影响很大 ，由于江岸区地处武汉市交通繁华地段 ，车流的影响非常大。
量非常大，汽车尾气排放的NOx是影响当地大气环境的重要在前述的武汉市降雨监测结果发现，大气污染物排放量 因素。大的青山区降雨酸性反而 比大气污染物排放量小的江汉区 2 酸雨的成因分析弱，可见武汉市的酸雨并不仅仅是局地云下降雨。对酸雨成因的研究结果表明，酸雨的形成分为云中致酸冬季，在东北风的影响下，青山区大量排放的酸性污染 和云下致酸 。云中致酸是指在云的形成过程中，大气污染物物会随着大气传输飘往别的城区，而位于下风向的江汉区便 进入云中并在其中不断发生上述化学反应，生成酸性物质使是首当其冲的 “受害者”。同时，由于武汉市全年的平均风速 云水酸化 ，这种酸化了的云水在一定气象条件下可发生长距小，小风和静风的情况 占了绝大多数时间，使得污染物质并 离传输造成区域性酸雨；云下致酸则指雨水离开云基后冲刷不能漂移很远，这也就是为什么汉阳区同样位于下风 向，受 云下大气，吸附大气中污染物，并在雨滴内不断反应，生成酸到的危害却较小的原因。而在夏季，西南风的影响使得市内 性物质而使雨水酸化。与此同时，大气中存在的碱性物质的大气污染物减少，降雨酸度也 自然降低。 (碱性气体和碱性颗粒物)也会进入降水，对降水的酸性产生武汉市的冬季气温低，大气稳定度高，逆温出现频繁；夏 一 定的中和作用 ，这是我国北方地区s02污染严重而无酸雨季气温高，大气稳定度低，逆温出现频率低 。
(下转第6页)维普资讯· 6 · 能有效进行分解且没有选择性。近年来，以提高OH生成量术在我国给水处理工程上的应用。 及生成速度为主要研究内容的深度氧化技术(AdvancedOxi．参考文献 clarionTechnology，简称ACrr)得到了长足的发展，出现了过氧 l PdngelCM．Tame gebrasandintegralQusdi'~cForrm．B~-lin： 化氢和紫外线 (H202／Uv)、过氧化氢和二氧化猛 (H203／SpringerVerlag，1984 ^h )、臭氧和紫外线联用 (03／Uv)、紫外和二氧化钛 (Uv／ 2 桂祖晟．我国部分城市饮用水有机微污染状况及深度处理．天津城市建设学院学报武汉风速分布，200O。6(1)：70—74 T )等。研究还指出，饮用水深度氧化处理时的耗氧速度不3 董晴宇，胡海修 ．饮用水深度处理技术探讨 ．西南给排水，2001，23 高，反应速率受水温变化影响较小，而且pH值变化对催化(5)：l～5 剂活性没有影响，使得在饮用水处理中无需调整pH值。但4 殷娣娣，高乃云．活性炭处理与微污染源水．西南给排水，2001，23 深度氧化法的处理费用高，设备复杂 ，该技术还处于实验室(4)：15～17 和中试阶段，在经济上还只限于小水量规模的处理。
在实际5 周娟娟，胡中华．生物活性炭技术 (BAC)进展与应用．西南给排 工程应用中解决长期运行过程催化剂的中毒及寻求理想的水 ．2003，25(2)：l3～l7 再生方法和深度氧化处理装置实现简捷、小型化是今后的研6 徐新华，赵伟 荣．水与废水的臭氧处理 ．北京 ：化学工业出版社， 究重点。2O0B 2 总结7 洪觉民．欧洲水厂观感．给水排水，1998，24(3)：10～13饮用水深度处理技术研究和应用在我国已呈现 出蓬勃8 邵刚．膜法水处理技术及工程实例．北京：化学工业出版社，20O29 朱淑飞，等．膜技术在环保领域中的应用与发展 ．水处理技术， 发展的形势。随着居民环保意识的增强，生活水平的不断提2001，27(1)：l～4 高和健康条件的日益改善，饮用水水质标准要求亦将愈来愈lO 李秀芬 ．压力驱动膜过程在饮用水处理 中的应用 ．净水技术， 高，常规的絮凝、沉淀、过滤、消毒净水工艺已难以满足水质20O2，21(3)：31～34 不断提高的要求，深度处理技术在给水处理中的应用潜力巨ll 王琳 。王宝贞．城市饮用水膜处理技术．膜科学与技术 ，2001，21 大，发展前景十分广阔。
我国的饮用水深度处理技术同世界(3)：53～55 先进水平 尚有较大差距。我 国应积极研究开发各种饮用水l2 曹春秋 ．强化混凝法去除饮用水中天然有机物质评价．给水排 深度处理技术 ，降低投资和运行成本，根据不同水源和出水水。1998。24(6)：65～70 水质要求，合理选择深度处理工艺，更好地推进深度处理技(收稿 日期 ：20O4—07—26) (上接第 40页)表4 武汉市 1999年 ～2000年空气污染指数均值中，中心城区的7个城区，pH值最低的是江汉区，其次是洪山区，接下来依次为汉阳区、斫 口区、江岸区、武 昌区和青山区。(2)对降水中各离子含量测定结果表 明：湖北地区的降水具有硫酸型特征。形成酸雨的主要致酸物质为 s03。但是，由于机动车的大量流动，汽车尾气排放的NO 对环境的由表 4中的数据可以看出，武汉市的空气质量较差的时影响也越来越大。 间主要出现在冬季，即每年的一月、二月、十一月和十二月。(3)武汉市春夏季气温高、降水多、风速大、大气稳定度弱；但在秋冬季则气温低、降水少、风速小、大风情形少、大气 这主要是受气候因素的影响。因为武汉市气候的特点是：春稳定度强。因此武汉市的大气污染物在冬季的浓度高，降雨 夏季气温高、降水多、风速大、大气稳定度弱；但在秋冬季则 气温低、降水少、风速小、大风情形少、大气稳定度强。
秋末发生时，也就 自然会加大雨水中的污染物浓度，使雨水的酸 冬初，武汉市上空的大气环境较为稳定，逆温层出现的几率性加大。因此，武汉市的酸雨多出现在冬季。(4)“九五”期间武汉市的经济发展力度加大，新增的污 大，而低层逆温对大气中污染物的扩散有明显的抑制作用，染源较多。虽然武汉市位于湖北省的 “酸控区”，但是武汉市 并且近地逆温的出现频率和强度、厚度及高度都能程度不同的酸雨仍然有逐渐加大的趋势。 地影响大气污染浓度。参考文献武汉市逆温出现频繁，尤其在冬季，无论是夜间(01时)、1孙崇基．酸雨．北京：中国环境科学出版社 ，2001，2～10 清晨(07时)和白天 (1l时)逆温频率均达 100％。夏季因大2 刘彬．湖北省酸雨控制区二氧化硫污染防治规划 ．重庆环境科学， 气稳定性弱，加上降水多，逆温形成少，逆温频率 比冬季低。2∞2(8)：49～51 冬季多高浓度污染，夏季高浓度污染少，逆温频率是其中重3 潘根兴，冉炜 ．中国大气酸沉降与土壤酸化问题 ．热带亚热带土壤 要影响原因之一。科学 。1994，3(4)：423～252 3 结论4 凌琪 ．酸雨的形成机制研究进展 ．安徽建筑工业学院学报(自然科(1)武汉市的酸雨主要发生在偏西南方向，降水pH值由学版)，1995。l(3)：55～58 西向东和 由南向北逐渐增大。在 2002年～2003年的降雨平(收稿 日期 ：20O4—05—21)
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