上海酸雨变化及对策，本文主要内容关键词为：酸雨论文,上海论文,对策论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
20世纪70年代以来，酸雨已逐步成为世界性的公害。先是在欧洲、北美等地相继出现大范围的酸雨，80年代中期以后，中国的酸雨区也日益扩大，从西南、华南逐步向北推移，且以南京、上海、杭州、福州和厦门为代表的华东沿海也成为中国主要酸雨区，酸雨中心地区雨水pH值也越来越低。
过去，由于中国的燃料结构，以及经济发展状况决定了中国的酸雨类型是以硫酸型为主。但是随近几年经济的发展以及燃料结构的调整，交通工具的发展，SO[，2]造成酸雨的贡献率降低，而氮的氧化物的贡献率急剧增加，使一部分经济发达地区的酸雨类型为硝酸型。如长江三角洲的酸雨类型在1999年转变为硝酸型。那么，对于中国最大的城市——上海市区的酸雨状况是怎样变化的呢？
1 历年来上海酸雨状况变化
上海共设有降水监控点22处，监测降水中的各种离子和pH值，平均每年获得数据6000多个；大气监控点布设23处，监测SO[，2]、NO[，2]、NO[，x]和降尘等各项污染因子，年获样品6000个左右。每年以环境公报的形式公布各项年平均值。我们可从环境公报中得到大气中SO[，2]和氮的氧化物浓度以及降水各种数据（包括pH值，酸雨频率和降水中各离子浓度），并从中了解到上海历年来的酸雨变化情况（图1，2）。
图1 上海历年降水酸雨频率
Fig.1 Frequency of Shanghai acid rain in recently years
图2 上海大气降水pH值变化
Fig.2 Change of pH in rain of Shanghai in recently years
近几年由于采取各种措施上海的酸雨状况已有了很大改观，酸雨发生频率开始呈现出一种下降趋势，但到2000年又有了一定上升（可能是由于2000年和2001年空气中颗粒含量较少，雨滴降落时中和部分较少造成的），但也低于20世纪90年代初的水平，这与空气中二氧化硫浓度降低有关；pH值除在1992年和1996年有一定程度的下降外，基本呈现出一种上升趋势，但在1998年后又有所下降，年平均大致稳定在5.4左右，低于90年代初的水平，但呈现上海市区降水呈酸性。
从整体水平看，大量工业迁出市区，烟气脱硫以及煤气的大量普及，使上海市历年空气中二氧化硫的年平均浓度持续降低（图3）。
图3 上海大气中二氧化硫历年变化
Fig.3 Concentration of SO[，2] in Shanghai airinrecently years
随着城市化的发展，越来越多的交通工具排出的尾气中含有大量的氮氧化物，造成了空气中的氮氧化物浓度持续增加。尽管在1995年后采取一定的措施，如1997年10月1日实行汽油无铅化，同年完成了13万辆机动车尾气净化装置的安装；1998年开展清洁汽车行动计划；2000年又加大了年检和道路抽检计划等，使得氮氧化物浓度曾有所降低（图4）。从1997年开始二氧化氮浓度持续下降（图5）。不过由于二氧化硫浓度的下降，使氮的氧化物与硫的氧化物浓度比上升。
图4 上海大气中氮氧化物含量历年变化
Fig.4 Changing of Contentration of NO[，x] in recently years
图5 上海大气中二氧化氮含量历年变化
Fig.5 Changing of Concentration of SO[，2] inrently years
2 酸雨形成机制
酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，但绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况以硫酸为主，故酸雨可分为硫酸型和硝酸型。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成，它们可以是当地排放，也可从远处迁移来。当大气中二氧化硫和氮氧化物的浓度高时，降水中表示酸的硫酸根离子和硝酸根离子的浓度亦较高。同时，酸雨受微粒的影响是双面的：夏季由于降水较多，空气中的微粒含量减少，该季节降水pH值偏低；干燥的季节微粒含量高，相对应降水的pH值偏高。
硫酸型酸雨是排入大气中二氧化硫和三氧化硫通过氧化反应和催化反应生成硫酸，在空气中的水蒸气中电离出氢离子，使降水呈酸性。大气中的二氧化硫通过其自身的氧化气相或液相反应，能生成硫酸。它们的化学反应过程十分复杂。大气颗粒物中的铁、铜、镁等，是成酸反应的催化剂。大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢等又是二氧化硫氧化的氧化剂。而二氧化硫也可直接被氧化生成三氧化硫后溶于水生成硫酸；三氧化硫直接与水蒸气生成硫酸。
简化反应式如下：
硝酸型酸雨是氮的氧化物在空气中一些微粒催化下发生反应，和水蒸气结合生成硝酸，电离出氢离子，使降水呈酸性。
简化反应式如下：
3 上海酸雨类型
一个地区的酸雨类型是硫酸型还是硝酸型，并不取决于空气中硫的氧化物和氮氧化物浓度和浓度比，而主要取决于降水中二倍硫酸根和硝酸根的浓度比。由表1可知，上海降水中的硫酸根与硝酸根的比除了在1992年突然下降后又回升外，近几年一直呈现出一种下降的趋势，并于2000年达到4.09的低值，进一步接近于硝酸型，虽2001年又有一定上升，但其向硝酸型的转变趋势并未改变。上海降水中的SO[，4][+]/NO[，3][-]质量比还小于国外水平（约3.7）（因为中国尚未有这方面的标准，只能采用国外标准），未达到硝酸型的程度，只是一种二者并重的情况。
表1 上海历年降水中各离子含量变化
Tab.1 Changing of various kinds of ion in rainfall in Shanghai from1991 to 2002
4 防治对策
由以上图表说明：上海的酸雨类型，依然是和中国大多数地方的酸雨类型一致，即为硫酸型。但由于其降水中的硫酸根持续下降，硝酸根浓度上升，使上海的酸雨类型不断向硝酸型靠近。因此，上海在防治酸雨过程中不仅要防治二氧化硫，更要注意防治氮的氧化物的污染。
在硫的氧化物控制方面：（1）要继续控制各个排放点的排放量或把大量排放的企业迁往外地，并加强烟气脱硫的研究和应用，如采用大型硫化床燃烧脱硫技术，旋转喷雾干燥脱硫技术，炉内喷钙技术，石灰石、石膏法脱硫技术等。（2）对于含硫量大于2％的煤都要进行脱硫以获得高质量的燃料。把含硫煤供应有脱硫能力的厂家。对于没有能力进行脱硫的。在燃烧过程中，进行尾气处理，制造硫酸。（3）研究和增加其它能源的应用，减少火电厂因燃煤而排放的硫氧化物的量。（4）开发和使用节煤清洁剂及致酸物质控制技术。（5）加强绿化，大量栽种可以吸收二氧化硫的植物。
在氮氧化物控制方面：（1）严格限制尾气的排放。交通工具的尾气是氮氧化物中最主要的排放源。由于多种原因中国汽车能耗指标高，汽车每百吨公里综合耗油量为44公升（柴油车），比国际先进水平高25％左右，拖拉机和农用运输车每公里的耗油比同类柴油汽车平均高出45％和36％。因此严格管理交通工具对控制氮的氧化物有着重要的意义。（2）加强绿化。