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省域酸雨变化趋向

本文作者:石敏作者单位:辽宁省环境监测实验中心

酸雨已成为当今世界上备受关注的重大环境问题之一,我国是继北美、欧洲之后世界上第三大酸雨区[1]。20世纪80年代,我国酸雨地区主要分布在西南、华南以及东南沿海一带。90年代以来,我国酸雨区面积进一步扩大,酸雨污染中心由南方向北方转移,华中酸雨污染水平超过了西南,成为全国酸雨污染最严重的地区[2]。我国东北地区降水呈酸化趋势[3-4],有研究表明,自2004年以来,包括辽宁省在内的东北地区降水酸度逐年增强[5-6],尤其我省东南部的丹东和大连地区已成为我国东北地区稳定酸雨区[2]。本文分析了2002~2011年的10年间辽宁省酸雨污染特征变化趋势,以期为辽宁省酸雨治理提供技术支撑。

1研究方法

1.1采样点和采样时间

2002年以来,按照全国酸雨普查的要求,在14个地级市、17个县级市共设60个降水监测点位,14个地级市中,大连市设4个点位,其他13个地级市各设3个点位(2个城区点位,1个郊区点位);每个县级市各设1个降水点位。监测点位示意见图1。监测时间为2002年1月~2011年12月,逢雨、雪必测降水量和pH。当连续降雨超过24h时,则将上午9:00至次日9:00的降水视为一个样品;若一天中有几次降雨(雪)过程,可合并为一个样品测定。

1.2样品的采集和分析

降水样品采集:采用自动采样器,配置雨量计。采样过程遵守《酸沉降监测技术规范》(HJ/T165—2004)有关要求。每月进行一次实际的平行采样与分析;按要求清洗采样器;检查去离子水质量,必须满足EC<0.15mS/m;随时注意监测点位周围发生的变动情况,如新的污染源、建筑工地等。降水样品分析:为避免干扰,样品采集后,立即测定样品的pH值,pH值的测定采用电极法(测量误差±0.01)。

1.3数据处理方法

降水pH值采用氢离子浓度-雨量加权平均法。(公式略)。

2结果与讨论

2.1时间变化趋势

分析图2可得出,2002~2011年的10年间,辽宁省酸雨污染经历两个阶段:(1)污染加重阶段:2002~2004年,降水pH年均值几乎成直线下降趋势,至2004年已低于5.6,降水pH年均值与时间的相关系数为-0.982,具有显著变化;相应地,酸雨频率迅速上升,酸度频率与时间的相关系数为0.960,具有显著变化。(2)污染持续阶段:2005~2011年,降水pH年均值在5.05~5.81之间波动,与时间的相关系数为0.598,总体无明显变化;酸雨频率保持在6.3%~10.1%之间,与时间的相关系数为-0.636,无显著性变化。

2.2空间变化趋势

由图3辽宁省酸雨分布空间态势图可以看出,目前辽宁省酸雨污染空间格局呈现为两条近乎平行的西南—东北走向的带状分布。一条是从西至东贯穿辽宁中部的葫芦岛—锦州—阜新—沈阳—抚顺—铁岭的中西部酸雨带,另一条是覆盖大连—丹东地区的东南部酸雨带。其中,中西部酸雨带污染程度呈现从略有加重到明显减轻趋势,东南部酸雨带历经从无到有到污染日趋加重的过程。

2.2.1中西部酸雨带污染程度从略有加重到明显减轻的变化趋势:

2.2.1.1从覆盖范围来看,中西部酸雨带上的城市个数由增多到减少的过程。在2002~2004年覆盖葫芦岛、阜新、锦州、抚顺、铁岭等四五个城市;但2005~2006年,污染范围扩大,覆盖到沈阳和开原两市,出现酸雨的城市达到7个;2007年以后,此酸雨带呈污染减轻趋势,阜新市率先退出此带,2008年和2009年锦州退出,沈阳污染明显减弱。

2.2.1.2中西部酸雨带上各城市酸雨频率也呈现先上升后下降的趋势。由表1可知,最先出现酸雨的阜新、铁岭、葫芦岛酸雨频率均在2004年达到最高值;2005年和2006年的两年间,虽然污染范围扩大,但各城市酸雨频率并不高;2007年以后,在覆盖范围减小的同时,酸雨频率也有所下降。

2.2.1.3从降水酸度来看,有与酸雨频率相对应的趋势。由表2可以看出,最先出现酸雨的阜新、铁岭、葫芦岛降水pH年均值在2004年最低;2006年沈阳、抚顺降水pH年均值相对较低;2007年以后,中西部酸雨带上和各城市降水pH年均值基本均在5.6以上。

2.2.2东南部酸雨带随2003年丹东地区出现酸雨而出现,并呈污染加重趋势,仅在2011年有所减轻。目前此酸雨带污染区域范围最大,且污染最为严重。具体表现如下:

2.2.2.1从覆盖范围来看,此酸雨带上仅普兰店市未出现酸性降水,包括丹东、大连及其所辖县(市)凤城、东港、庄河、以及鞍山的岫岩县的8个市县近两年不同程度遭受酸雨污染。

2.2.2.2此酸雨带的酸雨频率远高于全省酸雨频率。由图4可以看出,大连、丹东两市从出现酸雨开始,酸雨频率迅速升高,近几年,丹东市酸雨频率均在50%以上,大连市酸雨频率基本在40%以上。从东南部酸雨带的平均酸雨频率上看,2007年和2008年全省58市县酸雨频率为5.9%,而全省东南部酸雨频率为31.6%。

2.2.2.3东南酸雨带降水pH年均值较低。由表2和图4可知,大连、丹东两市的降水pH年均值持续徘徊在5.0以下。从东南部酸雨带平均水平来看,近两年东南部的降水pH均值为4.75,低于全省降水pH均值5.37的水平。

2.2.2.4全省酸雨样品主要集中在这条酸雨带上。由表3东南酸雨带近年酸雨样品占全省的比例可以得出,此酸雨带上的酸雨样品比例逐年增加,尤其2010~2011年,更达到95%以上。

2.2.2.5东南部强酸雨频率高。2007~2008年,全省97.1%强酸雨样品出现在东南区域,尤其是2008年,全省所有的强酸雨样品均出现在东南区域。

3结论

3.1在时间上

2002~2011年的10年间,辽宁省酸雨污染经历了2002~2004年的污染加重和2005~2011年的污染持续两个阶段。

3.2在空间上

辽宁省酸雨污染空间格局呈现为两条近乎平行的西南—东北走向的带状分布。一条是从西至东贯穿辽宁中部的葫芦岛—锦州—阜新—沈阳—抚顺—铁岭的中西部酸雨带,另一条是覆盖大连—丹东地区的东南部酸雨带。

3.3中西部酸

雨带污染程度呈现从略有加重到明显减轻趋势,东南部酸雨带历经从无到有到污染日趋加重的过程。