杭州市临平城区2014—2018年酸雨特征及变化趋势分析

郭爱娣，陈 斌，林勰鹏，周玉芳,冯晓峰，徐 昕

(1.杭州市余杭区环境监测站，浙江 杭州 311100；2.煤科集团杭州环保研究有限公司，浙江 杭州 311201)

0 引言

降水酸度通常使用能够代表溶液氢离子浓度指数的pH值来表示，降水的pH值是反映自然界降水特征的重要指标之一，当大气降水(包括液态降水和固态降水)的pH值小于5.6时，被称为酸雨[1]。它主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的[2]。酸雨可直接危害植物、酸化土壤、造成水体污染、破坏生态系统、腐蚀建筑物[3]，因此预防和控制酸雨，净化空气，保证人们生命财产安全是很有必要的。杭州是著名的旅游城市，自从20世纪80年代开始，环保、气象等部门的一些学者对杭州市酸雨时空变化特征以及环境气象条件对酸雨的影响等方面进行了研究[4]，赵伟等研究了临安大气本底站酸雨污染变化特征及影响因素[5]，胡景波探讨了湖州地区酸雨特征及变化趋势[6]，但是关于杭州市临平城区的酸雨状况尚未有报道。本文依据2014—2018年杭州市余杭区环境监测站的酸雨观测数据，分析与探讨了杭州市临平城区酸雨特征及变化趋势，以期为当地环境管理提供一定依据。

1 实验与方法

1.1 采样地点及时间

1.2 酸雨监测数据处理方法

文中所涉及到的年(季)降水pH、电导率和降水离子浓度均按照降水量加权平均计算[7]，酸雨率=(酸雨样品数/降水样品数)×100%。

2 结果与讨论

2.1 降雨pH值和酸雨频率变化趋势

根据浙江省环保厅对酸雨等级的划分，临平城区2014—2018年酸雨状况见表1及图1[8]。

表1 2014—2018年酸雨状况等级情况表

监测结果表明：2014年临平城区降水pH年均值为4.45，属于强酸雨(pH<4.5),酸雨率69.2%，为重度酸雨区。2015至2017年临平城区降水pH年均值范围4.73～5.16，年均值低于5.6，酸雨率19.0%～69.2%。2018年酸雨情况明显好转，pH年均值为5.63，酸雨发生率为19.0%。由于近年来二氧化硫、氮氧化物减排，黄标车淘汰、锅炉改造、大型燃煤电厂(2018年2月13日浙江海联热电股份有限公司关停)的关停等有效措施，pH值呈逐年升高趋势，年酸雨频率呈逐年降低趋势。根据浙江省环保厅对酸雨等级的划分，临平城区酸雨情况已经从重度酸雨区逐渐过渡到目前的非酸雨区。

电导率是反映溶液中所含可溶性离子的综合指标，可间接反映区域大气污染程度。2014—2018年，降水电导率呈下降趋势，年均值为1.96×10-3～2.99×10-3S/m，高于中国降水背景点瓦里关山降水的平均电导率(1.48×10-3S/m)[9]，表明临平城区大气环境仍然受到一定程度的污染。

2.2 降水pH值、酸雨率、降雨量的季节变化

根据余杭区的气候特征，3、4、5月份为春季，6、7、8月份为夏季，9、10、11月为秋季，12、1、2月为冬季。按照季节划分情况，对2014—2018年的酸雨数据进行统计分析，数据统计见表2。酸雨率及降雨量随季节变化趋势见图2。

表2 2014—2018年临平城区降水pH值、酸雨率、降雨量的季节变化

据表2观察得知，临平城区酸雨冬季污染最重，春季次之，夏季最弱。由图1趋势图可见，酸雨发生率与降雨量呈反相关关系，夏季、冬季最为突出。产生这种现象的原因可能有三个：一是夏、秋两季空气流动较强，进入梅汛期，降水量较大，使得大气中酸性物质逐渐稀释，使得降水酸度、酸雨发生率都相对较低。二是冬春季的气象条件，晴冷少雨，空气干燥，不利于空气污染物的扩散。三是浙江北部、江苏、安徽省排入大气中的SO2会不断地向周边地区扩散，即所谓的“酸雨前体物中远距离传输”，冬春季节，在北到东北的主导风向下，对当地的酸雨形成产生叠加作用，外来酸雨前体物可能是造成酸雨污染的一个不可忽视的因素[10]。

2.3 降水的化学组成特征

临平城区2014—2018年降水中主要离子浓度监测结果如表3所示。

表3 2014—2018年临平城区降水中主要离子浓度的监测结果 mg/L

表4 大气降水中主要阴离子摩尔浓度年平均统计 mmol/L

2.4 大气中SO2、NO2浓度与酸雨情况变化关系

2014—2018年杭州市临平城区(余杭区)大气监测结果与污染物减排量见表5。

表5 2014—2018年杭州市临平城区大气监测结果与污染物减排量(余杭区)

2014-2018年余杭区临平气站大气污染物变化趋势分析评价采用Spearman秩相关系数法进行(置信度为0.05)，得出SO2年平均浓度秩相关系数为-1，NO2秩相关系数为-0.8。表明SO2和NO2这两项污染物下降趋势均比较显著。这与表2中的数据统计结果相印证，即从2014—2018年酸雨状况逐渐好转。

随着持续的燃煤烟气整治工作的开展，SO2、NO2浓度持续下降。近年来，锦江绿色能源、锦江环保能源、塘栖热电、崇贤热电、海联热电等公司相继关停。从2015年起，SO2浓度进一步达到了《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)一级浓度限值。NO2浓度也在2017年达到了《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)一级浓度限值。说明临平城区排放的SO2、NOx可能不是酸雨形成的主导因素，外来的“酸雨前体物”高空传输作用不可忽视。

3 结论

(1)临平城区2014—2018年降水pH年均值范围4.45～5.63，酸雨率19.0%～69.2%。pH值呈逐年升高趋势，年酸雨频率呈逐年降低趋势。临平城区已经从重度酸雨区逐渐过渡到目前的非酸雨区。

(2)临平城区酸雨季节污染特征为：冬季>春季>秋季>夏季。酸雨发生率与降雨量呈反相关关系，夏季、冬季最为突出。