武夷山国家旅游度假区酸雨现状及成因分析
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作者: 苏彬彬
[摘要] 通过对2010年武夷山国家旅游度假区降水监测数据进行分析，了解度假区酸雨现状，并结合酸雨现状展开酸雨成因分析，得出结论：2010年武夷山国家旅游度假区降水pH均值4.66，电导率均值18.2us/cm，酸雨频率84.8%；NH4+是主要的阳离子，SO42-是对酸雨贡献最大的阴离子；降水的pH值、电导率、酸雨频率、Ca2+、SO42-和NO3-浓度均有明显的季节变化，NH4+浓度无明显的季节变化规律；外来源的煤烟型污染溶入降水，较少的颗粒物参与中和作用且颗粒物的缓冲能力低，以及长年过大的湿度是武夷山国家旅游度假区酸雨形成的主要原因。
[关键词] 酸雨现状 季节变化 空气湿度 外来源 颗粒物中和作用
武夷山国家旅游度假区位于武夷山风景名胜区主景区东面，总面积12平方公里，是国务院1992年9月批准的全国首批11个国家级旅游度假区之一。它以旅游接待、休闲度假为主，周围没有大气污染排放源，但历年来的降水监测表明其酸雨出现的频率较高，2006年～2010年酸雨频率在41.4％～84.8％之间，5年平均酸雨频率为67.5%。为了探讨其酸雨形成原因，现对2010年的降水监测数据进行分析，得出酸雨污染现状，并结合现状，对酸雨形成原因进行分析。
1 概况
降水监测点位设在武夷山国家旅游度假区环保山庄内，由武夷山大气背景值监测站开展监测，采用长沙湘蓝APS-3A型降水采样器进行采样，逢雨必测雨量、pH值、电导率，对阴、阳离子组分也做到逢雨必测。
2 监测结果统计分析
对2010年降水监测数据进行统计，得出：2010年共采集武夷山市国家旅游度假区降水样品105个，总降雨量为1925.9mm，pH范围为3.69～6.51，均值为4.66，电导率均值为18.2us/cm，其中酸雨样品数89个，酸雨频率为84.8%，酸雨量为1619.5mm，占总降雨量的84.1%。
2.1 阴、阳离子组分监测结果分析
对2010年降水中阴、阳离子组分监测数据进行分析，各离子监测均值统计如下：Na+0.102 mg/L、NH4+0.571 mg/L、K+0.116 mg/L、Mg2+0.048mg/L、Ca2+0.260mg/L、F-0.078 mg/L、Cl-0.208 mg/L、NO3-1.45 mg/L、SO42-2.03 mg/L。NH4+是主要的阳离子，占阳离子总量的52.1％；其次是Ca2+，占阳离子总量的23.7％。SO42-是对酸雨贡献最大的阴离子，占阴离子总量的53.9％，其次是NO3-，占阴离子总量的38.4％。阴、阳离子比例见图1。
图1 2010年降水中阴、阳离子组分比例图
2.2 季节变化综合分析
对2010年的降水监测数据进行季节变化统计分析，可见：降水的pH值、电导率、酸雨频率、Ca2+、SO42-和NO3-浓度均有明显的季节变化。第一季度pH均值最低、电导率最高，酸雨频率最高，其次是第四季度、第二季度和第三季度；SO42-和NO3-浓度第四季度最高，其次是第一季度、第二季度和第三季度；Ca2+浓度第四季度最高，其次是第三季度、第二季度和第一季度；NH4+浓度无明显的季节变化规律。各指标季变化趋势见图2、图3。
图2 2010年降水pH均值、电导率均值、
酸雨频率季变化趋势图
图3 2010年降水中主要阴、阳离子组分季变化趋势图
3 酸雨成因分析
3.1 外来源影响
结合以上分析，可见：SO42-是对酸雨贡献最大的阴离子，说明硫酸盐仍为降水中的主要致酸物质，SO2是区内SO42-形成的主要原因，酸雨是典型的由燃煤引起的硫酸型酸雨。且从季节变化趋势来看，在春、冬两季，pH值较低，酸雨频率较高，SO42-和NO3-浓度也较高。而武夷山国家旅游度假区是以旅游接待、休闲度假为主的功能小区，周围没有大气污染排放源，且酸雨的出现频率及酸度大小并不与旅游淡、旺季呈对应关系，笔者认为武夷山国家旅游度假区的致酸污染物大多来自长距离输送，酸雨形成主要是受外来源的影响。春、冬两季恰逢北方各省采暖季节，燃煤消耗量大，污染物排放集中、排放量大，随着冷空气的南下，大量污染物入侵福建省，造成春、冬两季pH值较低，酸雨频率较高，SO42-和NO3-浓度也较高。
3.2 颗粒物中和作用
大气中的颗粒物对降水的化学性质具有重要的决定作用[1]。酸雨的形成在高空, 是各种酸碱物质相互作用中和的结果，如果酸碱物质同时排放量大，可能在高空雨云中，或在降雨的洗脱过程中，彼此中和，并未形成酸雨。三明市、龙岩市历年来降尘年均值和月均值都超标，其降水离子组份中Ca2+的含量也高于福州市和泉州市，因此，虽然这两个城市的SO2排放量较高，占全省的37％，但由于含碱性的大气颗粒物浓度高，对酸性降水具有一定的缓冲能力，酸雨污染相对较轻，多数年份降水pH年均值高于5.6[2]。而武夷山国家旅游度假区，周围无粉尘排放源，颗粒物浓度低，漂浮在空中的降尘含量少，参与中和作用的颗粒物少，阳离子Ca2+的含量也较低，年均值仅为0.260 mg/L，对降水酸化的缓冲能力很低。再加上南方土壤偏酸性，被风吹起的扬尘也偏酸性，使雨中酸性物质增加,会促成酸雨。
3.3 空气湿度
据《武夷山志》记载，武夷山脉植被茂密，雨量充沛,是全省温度最低、湿度最大的地区，年均相对湿度在70%～85%以上。而湿度大，潮湿的水汽易与经高空大气传输的酸性微粒形成凝结核构成雾状，使污染物粒子下沉积聚在低层大气中，形成大面积的酸性降雨。在同样受北方采暖季影响的春、冬二季，春季比冬季pH值低、电导率高、酸雨频率也高，这也许和春季湿度较大有关，较大的空气湿度也是武夷山国家旅游度假区酸雨形成的原因之一。
4 结论
4.1 2010年武夷山国家旅游度假区降水pH 范围为3.69～6.51，均值为4.66，电导率均值为18.2us/cm，酸雨频率为84.8%。
4.2 NH4+是主要的阳离子，占阳离子总量的52.1％；其次是Ca2+，占阳离子总量的23.7%。SO42-是对酸雨贡献最大的阴离子，占阴离子总量的53.9%，其次是NO3-，占阴离子总量的38.4%。
4.3 降水的pH值、电导率、酸雨频率、Ca2+、SO42-和NO3-浓度均有明显的季节变化，春、冬两季较夏、秋两季的pH值低、电导率高、酸雨频率高、SO42-和NO3-浓度也高。Ca2+浓度则是第四季度最高，其次是第三季度、第二季度和第一季度，NH4+浓度无明显的季节变化规律。
4.4外来源的煤烟型污染溶入降水，较少的颗粒物参与中和作用且颗粒物的缓冲能力低，以及长年过大的湿度是武夷山国家旅游度假区酸雨形成的主要原因。
参考文献：
[1] 王玮等．酸雨文集[M]．北京：中国环境科学出版社，1989.
[2] 赵卫红等.福建省大气致酸污染物变化趋势分析[J].环境科学动态，2005，（2）：25-27.
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