上海市松江区“十二五”期间降水的变化特征分析

周　焱

(上海市松江区环境监测站，上海　201600)



上海市松江区“十二五”期间降水的变化特征分析

周焱

(上海市松江区环境监测站，上海201600)

本文通过分析上海市松江区 “十二五”期间降水pH值、酸雨频率及化学组分和浓度变化趋势，得出“十二五”期间松江区酸雨由硫酸型向硫酸-硝酸混合型演变的趋势，且降水酸化仍在继续，并对其主要成因进行了分析。建议松江区“十三五”期间在巩固控硫成果的基础上，加大对氮氧化物的控制力度。

“十二五”；pH值；酸雨频率；变化特征

1　研究方法

1.1采样点位

2011年至2015年，在松江区环境监测站顶楼设置了一个降水样品采集点位(东经121°15′59″，北纬31°03′06″)，楼层高度为5层。周边为中山街道工业园区，东南面为G60沪昆高速，直线距离约为2km。

1.2采样方法

样品的采集方法[2]参照《酸沉降监测技术规范》(HJ/T 165-2004)，采用ZJC-I型智能降水采样器进行采样，用聚乙烯塑料桶收集样品。采样频次为逢雨必测(毛毛雨除外，毛毛雨是指24小时降雨强度小于2 mm的降雨)。下雨时，每 24h采样一次；若一天中有几次降水，可合并为一个样品测定。若遇连续几天降雨(雪)，则将上午9：00至次日上午9：00的降雨(雪)视为一个样品。

1.3分析方法

2　结果与讨论

2.1降雨量的变化特征

松江区“十二五”的年降雨量和月均降雨量变化情况如表1和图1、图2所示。由图1可知，松江区“十二五”期间年降雨量基本成周期性的波动，并呈增长趋势。这五年中降雨量最低出现在2013年，为786.0 mm，降雨量最高出现在2015年，为1362.6 mm，五年的年均降雨量为1078.6 mm。由图2可知，除2013年降雨量全年较为平均外，其余年份降水主要集中在6-8月，2011、2012、2014和2015年6-8月的降雨量分别占全年降雨量的66.0%、32.1%、57.0%和40.1%，这与松江地处亚热带季风气候地区降雨主要集中在夏季的特征相符。

图1　2011-2015年降雨量变化图

图2　2011-2015年月均降雨量变化图

2.2降水pH值和酸雨频率的变化特征

2011-2015年松江区降水pH值和酸雨频率年变化情况如图3所示。“十二五”期间，各年度pH年均值均低于5.60的界限，从酸雨频率来看，2011-2015年酸雨频率分别为：30.4%、84.5%、52.1%、63.6%和59.5%，其中2012年酸雨频率最高，pH值最低，雨水酸化情况较为严重，之后三年酸雨污染情况有所改善。

图3　2011-2015年松江区降水pH值和酸雨频率年变化

2.3降水的化学组成变化特征[3，4]

2.3.1离子浓度变化

“十二五”期间，松江区降水中的主要离子浓度均呈下降趋势，如图4和5所示。硫酸根、硝酸根、氯离子、氟离子、镁离子、钠离子、钾离子、钙离子和铵离子浓度分别较2011年下降65.3%、61.7%、62.0%、 32.0%、76.6%、55.0%、73.8%、30.4%和62.0%。

图4　2011-2015年降水中阴离子浓度变化

图5　2011-2015年降水中阳离子浓度变化

采用Spearman秩相关系数法[5，6]进行趋势分析，结果表明，“十二五”期间，降水中各离子浓度变化的秩相关系数均为负值，其中硫酸根、硝酸根、氟离子、钾离子和镁离子的绝对值均≥0.7，表明这5个离子浓度均在0.05可信度水平上呈显著下降趋势。其余离子浓度经过秩相关系数法进行趋势分析，未发现明显的相关性。

2.3.2离子构成变化

图6中，硫酸根所占比例基本持平，维持在33%～38%之间；硝酸根所占比例则呈缓慢上升趋势，2015年末，占比为26%，是继硫酸根之后所占比例第二高的离子；氯离子、氟离子、镁离子、钾离子、钠离子和铵离子所占比例均有不同程度的下降；钙离子比例略有上升，维持在10%左右。

图6　2011-2015年降水中阴离子浓度占比变化图

降水酸化主要是降水中各种离子综合作用的结果，由于大气中酸性物质的增加，而碱性物质浓度降低而导致雨水酸化。降水中硝酸根浓度的变化特征和所占比例的上升趋势可以从侧面反映流动源尤其是机动车尾气排放对环境空气的影响。

2.4降水pH值与主要空气质量指标的关系

松江区2011-2015年年均SO2、NO2浓度的变化如图7所示，经过分析得出，降水年均pH值与SO2浓度呈现明显的线性相关性(R=0.8)，与NO2浓度无线性相关性。

图7　降水pH和环境空气质量指标的线性关系

3　结论与建议

3.1结论

(1)“十二五”期间，年降雨量基本成周期性的波动，并呈增长趋势，除2013年降雨量全年较为平均外，其余年份降水主要集中在6-8月。2012年酸雨频率最高，pH值最低，雨水酸化情况较为严重，之后三年酸雨污染情况有所改善。

(2)“十二五”期间，松江区降水中的硫酸根离子浓度呈下降趋势，而硝酸根离子则呈缓慢上升趋势，且

硝酸根离子的占比有较大幅度的上升，表明本地区的酸雨已由硫酸型开始向硫酸-硝酸混合型演变。

(3)“十二五”期间，降水年均pH值与SO2浓度呈现明显的线性相关性，与NO2浓度无线性相关性。

3.2建议

由于“十二五”期间松江区实施并大力推进污染企业清拆整治和清洁能源替代工作[6]，能源结构发生了较大的转变。机动车保有量的大幅增加，氮氧化物的排放量也不断增加，使得硝酸根对酸雨的贡献增加，成为大气中一种重要的致酸物质。建议继续开展清洁能源改造，加强对机动车尾气排放的管理，加大高污染车辆淘汰力度，控制主要污染排放总量，实现污染物持续减排。

[1]王文兴，许鹏举.中国大气降水化学研究进展[M].化学进展.2009，2l(2/3)：266-280.

[2]中华人民共和国环境保护行业标准.酸沉降监测技术规范(HJ/T 165-2004)[S].2004.

[3]黄银芝，张明旭，郑晓红.上海市近16年湿沉降化学特征分析[J].城市环境与城市生态，2008，21(6)：1-3.

[4]徐虹.毕晓辉.林丰妹.杭州市大气降雨化学组成特征及来源分析[J].环境污染与防治，2010，32(7)：75.81.

[5]黄嫣旻.上海市“十一五”期间酸雨状况与成因分析[J].环境监控与预警，2013，5(4)：32-35

[6]杨龙誉，于兴娜.常州市酸雨化学特征及其与大气污染物的关系[J].城市环境与城市生态，2010，23(5)：30-33.

The Analysis of Acid Rain Characteristics during “Twelfth Five-Year” Period in Songjiang District of Shanghai

ZHOU Yan

(Shanghai Songjiang Environmental Monitoring Station，Shanghai 201600)

In this paper，according to analyzing the acid rain pH，acid rain frequency and the change of the chemical composition and concentration in Songjiang District of Shanghai during “twelfth five-year” period，it is concluded that the acid rain evolved from sulfuric acid type to mixed acid type of nitric acid and sulphuric acid，and the precipitation acidification continuously happened . Also，the main causes of these phenomena were further analysed. Finally，it is suggested to strengthen nitrogen oxide control based on the effect of sulfur control during “thirteenth five-year” period.

twelfth five-year；pH；acid rain frequency；acid rain characteristics

周焱，工程师，硕士，从事环境监测和环境科学研究

X51

A

1673-288X(2016)05-0193-03

引用文献格式：周焱.上海市松江区“十二五”期间降水的变化特征分析[J].环境与可持续发展，2016，41(5)：193-195.