酸雨研究进展

酸雨是大气化学研究的课题之一,它对动植物和人类健康会产生有害的影响,因而已引起人们的极大关注。本文简要地介绍酸雨的研究历史,形成酸雨的主要化学过程,国内外研究的一些情况及其危害与防治方法。     

酸雨资料库管理系统的设计与实现

酸雨研究的重点之一是酸雨与气象条件的关系，以及酸雨化学成份的分析。为了有效地处理在内蒙古西部地区的酸雨研究中积累的大量资料，提高其使用价值，及时地为国家酸雨网络提供背景值。使用dBASE－Ⅲ数据库技术，建立了酸雨资料管理系统。     

中国酸雨研究综述

回顾了我国开展酸雨研究以来所取得的各方面研究成果,主要包括酸雨的定义、空间分布特征、化学特征、影响酸雨pH值的因素、酸雨对生态社会的影响以及酸雨控制的对策和方法6个方面。研究表明,海洋降水pH值以4.8、内陆降水以5.0作为酸雨的界限更为合理;我国酸雨空间分布存在明显的地域差异,南方酸雨比北方严重,且以城市为中心分布;我国降水中总离子浓度很高,酸雨是典型的硫酸性酸雨,降水酸度与(SO42- NO3-)/(NH4 Ca2 )的浓度比值有着高度的正相关;酸雨的形成不仅仅取决于酸性物质的排放,还与酸性物质的迁移和扩散、土壤的性质、大气中的氨、大气颗粒物及其缓冲能力和气象条件有关;酸雨对生态系统、建筑物和人体健康都造成了严重危害,我国酸雨还有进一步加重的趋势,因此必须进一步加强和发展酸雨控制的对策和方法。     

重庆酸雨分布的一个数值模拟

在大气污染物的输送、扩散、迁移、转化、降水化学和微观云物理等方面国内外已有的认识基础上,本文设计了一适用于区域性酸雨研究的拉氏烟团轨迹模式,用此模式模拟了重庆市1982年7—10月的6个连续降水过程的酸雨分布.结果表明,重庆酸雨的来源主要是自身污染造成的,这与该市污染源排放低、风小的事实一致、这种类型的酸雨和美国、西欧由超高烟囱排放造成的在污染源下风方很远区域形成的酸雨从机理上可能有所不同.     

酸雨的形成及其危害

一、酸雨研究史酸雨是指PH值小于5.6的雨、雪或其它形式的大气降水,是大气受污染的一种表现。酸雨这一术语最早见于英国化学家史密斯(R.A.Smith)1872年出版的《空气和降雨:化学气候学的开端》一书。时隔70余年,即本世纪40年代末,瑞典土壤学家艾格纳(H.Egner)建立了第一个大气沉降物长期监测网,采集沉降物并分析化学参数,其中包括酸度。其后挪威、丹麦、芬兰以及西欧和中欧各国都开始了类似的工作。1956年起,瑞典斯德哥尔摩国际气象研究所主持的欧洲大气化学监测网一直进行着降水化学的观测。     

中国气象局酸雨网基本资料数据集及初步分析

1989年至今,中国气象局陆续建立起包括88个站点的酸雨监测网,它是我国唯一全国性的、监测区域大气酸沉降的业务站网,其覆盖了我国除台湾以外的全部省、市、自治区,目前己积累了包括各站点每场降水的pH值、电导率和部分降水化学等大量资料.所获得的酸雨资料基本反映我国大气背景条件下的湿沉降时空分布特征.十几年来,我国酸雨发展状况大致经历两个阶段从20世纪80年代到90年代中期为我国酸雨急剧发展期;90年代中后期到21世纪初不同地区降水年平均pH值有升有降,总的趋势是进入相对稳定期,但我国的酸雨形势仍不容乐观.20世纪90年代已获得的降水化学资料包括 SO2-4、NO-3、Ca2+、NH+4月、季变化,以及H+、SO2-4、NO-3、Ca2+、NH+4月、季湿沉降量特征和酸性气体SO2、NO2月、季变化和干沉降特点等其时空分布特征在大气化学、大气环境、区域气候研究等方面发挥了重要作用,然而仍有必要尽快更新已有的资料.     

酸雨和酸沉降

酸雨和酸沉降是大气受污染的一种表现,指用以表示溶液的酸度或碱度的PH值小于5.6的雨雪或其它形式的大气降水,因为最早发现的是酸性的降雨,所以习惯上统称为酸雨.酸雨的形成是一种很复杂的大气化学和大气物理现象.酸雨中含有多种有机酸和无机酸,其中绝大部分是硫酸和硝酸.是由于燃烧煤和石油以及金属冶炼等,人为排放到大气中的二氧化硫和氮氧化物转化而成的.酸雨对生态环境有害,酸雨可使湖泊、河流酸化,水生物减少或中毒死亡.酸雨抑制土壤中有机物的分解,使土壤瘠化,影响植物的生长发育.酸雨还腐蚀建筑物,金属结构和雕塑,并且污染地下水源,对人体健康产生有害影响.控制酸雨的根本措施是对工业污染进行治理,减少有害气体的排放.     

1993—2006年中国区域酸雨变化特征及成因分析

中国气象局酸雨站网始建于1989年,最初仅有22个。1993—2005年,一直维持在85至88个,经2006和2007年两次扩建达到294个站。考虑到资料的连续性,本文是以80多个酸雨观测站有系统观测以来(即近14年)的酸雨观测资料为基础,经过客观统计分析,得出中国酸雨的时空变化特征。总的来说,中国酸雨区主体位于长江以南的广大地区,北方也存在小范围的酸雨区。从全国来看,酸雨发生范围总体上呈扩大趋势,北方酸雨发生范围扩大明显,南方基本保持不变;而且,酸雨污染重灾区由西南逐步转移至华中和华南中部。就酸雨强度而言,1993—1998年是最强阶段,1999—2002年强度有所降低,2003—2006年酸雨强度重又持续加强,到2006年已达到1993—1998年的平均水平;另一个显著特点是北方酸雨强度加强非常明显。对于中国区域降水酸度变化的成因,本文利用中国SO2排放量的变化和大气成分本底站降水化学的监测资料进行了分析和阐述。     

我国酸雨的概况

前言从五十年代北欧各国对降水酸度开始监测以来,到今天酸雨已成为全球重大的环境课题,因为酸雨使得林业减产,湖河鱼类的繁殖受到影响,并影响到植物、土壤等以及生态平衡。近年来,在我国各地区对大气污染及降水化学成份的分析表明,酸雨污染现象在我国不少地区业已出现,而且有逐渐扩大的趋势,降水酸度也日趋严重。     

长春市区酸雨与地下水化学组份形成的关系

本文根据长春市区酸雨与地下水的主要化学组份的分析,初步探讨了酸性降水对地下水组份的影响。     

福建省城市城区和郊区及高山酸雨观测的对比分析

以2002～2003年福建省14个城市和1个高山的酸雨监测数据为基础,结合850hPa高度上的风场资料,探讨了各城市城区和郊区及高山在不同条件下的酸雨污染状况,结果表明2003年福建省低层大气的降水为酸性.多数城市城区和郊区酸雨污染程度差异较大,城区降水酸度主要由局地污染源的化学属性所决定,郊区酸雨污染是外来污染源影响的结果;九仙山酸雨污染基本不受季节变化的影响,而多数城市受四季气象条件变化的影响;高空风向变化影响城市城区和郊区降水的酸碱性,而城市城区和郊区降水酸度的差异与局地污染源所处的位置有关.     

莱芜市酸雨特征分析

利用莱芜市2003-2004年酸雨观测资料和气象资料,统计分析了莱芜市降水PH值的季节和年分布,研究酸雨的变化特征,通过酸雨与有关要素的对比分析,揭示了相关因子对形成酸雨的影响程度,并对莱芜市酸雨成因进行了初步探讨。     

新书架上

《ACID RAIN AND DRY DEPOSITION》(酸雨和干沉降) L.W.CANTER著,LEWIS PUBLISHERS INC出版,1986年,370页。本书汇总了八十年代中期关于酸雨和干沉降方面研究的成果。全书分六章。第一章是关于酸雨和干沉降的综述。第二章是关于酸雨的一般问题。例如酸雨问题的历史发展和未来发展趋势,酸雨产生的原因,地形对酸雨的影响,     

当前国内酸雨研究进展

回顾了我国在酸雨研究方面所获得的成果,包括酸雨的时空分布特征、影响因素、生态影响模拟以及控制对策等4个方面的内容。大量的研究表明,近些年来酸雨污染的范围有所增加、程度有所加重。酸雨的形成是多种自然和人为因素共同作用的结果,与特定的气象条件、天气类型和大气环流等有密切的关系。针对酸雨污染有所加重的趋势,必须采取有效的控制对策。     

西南地区酸雨时空分布特征研究

利用中国气象局酸雨观测网西南地区四川、重庆、贵州、昆明、西藏五省、市、自治区17个酸雨观测站1993—2004年的观测资料．研究了西南地区降水pH值、酸雨频率及降水电导率时空分布特征。分析结果表明,红原、拉萨、甘孜极少出现酸雨;重庆酸雨频率最高,遵义降水pH均值最小,降水酸性较强;酸雨年际变化有降低趋势;酸雨强度及频率存在明显的月际变化,变化接近U型分布,并且与降水量成正相关。西南地区的酸雨污染仍很严重。     

酸雨月数据文件质量控制方法

酸雨观测是大气特种观测业务的重要组成部分,是一项基础性的业务工作。酸雨观测数据能满足国民经济和社会发展在大气环境监测方面日益增加的需求,是研究酸雨时空分布及变化趋势的依据。2006年起,陕西省气象部门酸雨观测站点从西安1个国家站增加到15个站。酸雨月数据文件的质量控制,对确保酸雨观测数据可靠、准确非常重要。本文总结了酸雨月数据文件的质量控制方法,便于台站业务人员提高酸雨观测质量。     

上海地区酸雨气候特征及成因分析

基于宝山及浦东两个气象站的酸雨历史观测资料,分析了上海地区酸雨长期变化的气候特征及其形成原因,并对比分析降水酸度的空间分布差异。宝山站降水总体上呈弱酸性,多年平均pH值为5.21,酸雨率为24%。降水pH值年际变化仅呈现微弱下降趋势,电导率K值呈明显地逐年上升变化,平均每年增加2.0 μs·cm^-1,而酸雨率波动较大,由2004年8%增至2009年48%。降水pH值在冷季较低,暖季较高,电导率K值正相反。浦东酸雨平均pH值4.38,低于宝山的5.08,酸雨率浦东79.5%,远高于宝山的33%。大气污染物SO₂、NO₂及PM₁₀浓度与酸雨pH值呈负线性相关,而与电导率K值呈正相关。大气颗粒物含量、污染物化学组成、降水量、风向等对降水pH值及酸雨率变化具有重要的影响作用。     

大气成分观测与服务中心的主要进展

在大气化学实验室以及大气本底、酸雨和沙尘暴等观测站网长期工作基础上，作为“大气成分轨道”的主要牵头实施单位，大气成分观测与服务中心积极按照中国气象局业务技术体制改革总体方案精神，按照“立足现有、统筹规划、重点突出、分步建设”基本思路，设计建设大气成分研究型业务体系，保证了各项科研、业务和服务工作的顺利开展。目前初步形成了12个研究和业务团队：气溶胶、温室气体及相关微量成分、反应性气体与大气光化学、臭氧与辐射、酸雨、边界层、数值同化、大气成分数值模拟、化学输送数值模拟、大气成分气候效应、大气成分反转数值模拟、常规预报要素分析。2005年在研和新获准的各类国家级和省部级科研项目达30多项。对原有的观测站网和大气化学实验室进行升级改造、增容及整合，重新布设了基本覆盖全国范围的30个大气成分观测站。按照国家科技基础条件平台发展规划，牵头实施“国家大气成分本底观测研究台站体系建设”。中国气象局4个大气本底站（青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安、黑龙江龙凤山）正式进入国家级野外观测研究台站行列；完成了2个拟新建本底站（云南香格里拉、新疆阿克达拉）论证试验和可行性研究报告，初步确定了湖北金沙预选本底站站址，即将启动科学论证工作；开展“酸雨观测业务规范”人员培训，大力推进酸雨工作业务化。     

福建省城市城区和郊区及高山酸雨观测的对比分析

以2002～2003年福建省14个城市和1个高山的酸雨监测数据为基础，结合850hPa高度上的风场资料，探讨了各城市城区和郊区及高山在不同条件下的酸雨污染状况．结果表明：2003年福建省低层大气的降水为酸性．多数城市城区和郊区酸雨污染程度差异较大，城区降水酸度主要由局地污染源的化学属性所决定，郊区酸雨污染是外来污染源影响的结果；九仙山酸雨污染基本不受季节变化的影响，而多数城市受四季气象条件变化的影响；高空风向变化影响城市城区和郊区降水的酸碱性，而城市城区和郊区降水酸度的差异与局地污染源所处的位置有关。     

西南地区酸雨时空分布特征研究

利用中国气象局酸雨观测网西南地区四川、重庆、贵州、昆明、西藏五省、市、自治区17个酸雨观测站1993~2004年的观测资料,研究了西南地区降水pH值、酸雨频率及降水电导率时空分布特征。分析结果表明,红原、拉萨、甘孜极少出现酸雨;重庆酸雨频率最高,遵义降水pH均值最小,降水酸性较强;酸雨年际变化有降低趋势;酸雨强度及频率存在明显的月际变化,变化接近U型分布,并且与降水量成正相关。西南地区的酸雨污染仍很严重。