珠江三角洲地区酸雨污染简析，本文主要内容关键词为：珠江论文,酸雨论文,三角洲地区论文，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。
珠江三角洲地处广东腹部，是华南门户，属南亚热带海洋性季风气候，热量充足，雨量丰沛，具有十分优越自然与地理环境。珠江三角洲地区经济高速发展，却承受着占全省64%的工业污水、74%的生活污水和70%SO[,2]酸气污染物的重压，环境负荷格外沉重；尤其是，大型火电厂群的建成，大多数电厂都没有烟气脱硫装置，二氧化硫、烟尘等废气排放未得到及时有效治理，致使全区大气环境质量呈下降趋势，而酸雨已成为该地区大气污染的最突出的问题，亦成为该地区经济发展的一大隐忧。
酸雨是指pH值小于5.60的雨雪或者其他方式形成的大气降水，是一种大气污染现象。最早引起人们注意的是酸性降雨，所以习惯上统称为酸雨。 “酸雨已成为所有想象得出的破坏最大的跨地区的公害之一”[1]，给生态环境带来恶性循环。 酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象，酸雨中绝大多数是H[,2]SO[,4]和HNO[,3]，主要是人为排放的SO[,2]和NO[,x]转化而成的。N和S是营养元素，弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质，供动植物汲取。如果酸度过高（例如pH＜5.0）， 就可能使生态系统受害。西方发达国家多将降水pH≤4.6 作为确定受控对象的指标。
衡量一个地区的酸雨强度主要有两方面：一是降水酸度（pH），二是酸雨频率。对于酸雨污染强度的评价目前尚无统一标准，笔者参照国内外的资料，并结合实际，对酸雨作一简要的描述，以期在实践中摸索出一条酸雨评价方法。 为了解珠江三角洲地区酸雨污染状况， 选取1990～1997年间该地区的广州、深圳、珠海、佛山、江门、中山、东莞等几个主要城市降水常规监测资料[2]，对其污染和分布进行探讨。
1 测点与采样
须说明的是，在广东，大气污染主要集中在城市，大气和酸雨测点基本上设在城区，因此，文中描述的降水环境质量确切说应为城市降水环境质量。目前，在珠江三角洲地区的所有9 个地级市都开展了降水常规监测，除广州、深圳有3～4个测点外，其余各市有1个测点， 所设的测点数共有14个，按照国家环保局《环境监测技术规范》要求[3]， 实行逢雨必测，采集的降水样品数从1990年的901个增加到1997 年的1030个。
监测项目12个，即：降水量，pH值，电导率，SO[,4][2-]，NO[,3][-]，NH[,4][+]，Ca[2+]，CI[-]，F[-]，K[+]，Na[+]，Mg[2+]。 降水中的化学成分只有广州、深圳2个市监测了所有9个项目，其余各市由于常规监测的设备和条件所限，大多数只选测了SO[,4][-2]。
2 计算公式的说明
2.1 降水中阴、阳离子平均含量的计算
降水中阴、阳离子平均含量，采用离子浓度雨量加权法计算：
［I］[,平均]＝∑（［I］[,i]·V[,i]）／∑V[,i]
式中：［I］[,i]--第i次（或月）离子浓度，mg／L；
V[,i]--第i次（或月）样品的降水量，mm。
2.2 降水酸度的计算
氢离子浓度[H[+]]计算方法同上。
降水pH平均值计算公式为：
2.3 酸雨频率
酸雨频率为实测pH值小于5.60的降水样品个数与降水样品总个数的百分比。
2.4 污染变化趋势的定量分析
采用国家环保局《环境质量报告书编写技术规定》（1991）推荐的Daniel的spearman秩相关系数法[4]，计算公式为：
式中：d[,i]——变量X[,i]和Y[,i]的差值；
N——时间周期；
X[,i]——周期i到n按浓度值从小至大排列的序号；
Y[,i]——按时间排列的序号。
将秩相关系数r[,s]的绝对值与spearman 相关系数统计表中的临界值W[,p]进行比较。如果r[,s]＞W[,p]，则表明变化趋势有显著意义， 如果r[,s]是负值，则表明为下降趋势。
3 酸雨污染的变化分析
从spearman秩相关系数法进行趋势检验的结果可知，1990～1997年广东省珠江三角洲地区的降水pH年均值在α为0.05置信水平上不显著的上升趋势（图1），说明几年来全地区降水酸度逐步缓慢地减轻。 但是，除少许几个城市外，绝大多数城市的降水pH年均值皆小于酸雨的pH暂定标准5.60。全区的pH年均值年际变化的分析结果显示，广州、佛山和肇庆3个市的降水酸度年均值连续几年都是在5.00以下， 有几个城市的降水酸度在4.50上下波动，这与西北欧、北美和日本国重酸区的pH值相近[5]。1990～1997年全区降水pH最低监测值小于4.00，除1996年外，其他年份pH最低监测值都落在广州地区境内。
图1 降水pH值年度变化
珠江三角洲地区受季风气候的影响，降水量在年内相当集中，据广东省环境保护监测系统降水常规监测数据的统计结果，“八五”期间全区实测的降水量占相应年份全省实测降水总量的60%左右。用spearman秩相关系数法进行趋势检验的结果可知，1990～1997年全区的酸雨频率在α为0.05置信水平上不显著的下降趋势（图2）， 这与前面分析的降水酸度逐渐缓慢地减轻的结论是相吻合的。但珠江三角洲地区的酸雨频率在50%上下徘徊，几乎每逢2次降雨就有1次是酸雨。广州、佛山等地的酸雨频率连续几年都在58%以上。1997年该区有广州、佛山、肇庆、中山、惠州、肇庆等市的酸雨频率超过50%。
图2 酸雨频率年度变化图
从以上分析可知，1990～1997年珠江三角洲地区酸雨强度逐步缓慢地减轻，降水质量略有好转，但是酸雨频率仍在50%左右，酸雨污染形势依然相当严峻。
另外，“八五”期间，广东省工业的SO[,2]年平均排放量较大的主要城市有：广州、佛山、东莞、江门和韶关等5个市， 累计占了全省工业SO[,2]排放量约70%（图3），这些市基本上属于酸雨重污染之列，除韶关市外，其余4个市都落在珠江三角洲地区。说明， 区域性的酸雨形成，一定量的前物体二氧化硫排放量是必要条件。广州是广东省人口和工业较为集中的城市，年耗煤量大，排放的SO[,2]最多，因而酸雨问题明显，这种情况除上述原因外，还与香港等周边地区大型火力电厂排放SO[,2]的远距离传输；城市机动车拥有量迅速增长，尾气排放量增加等有关。
图3 1991～1995年广东省工业废气中的二氧化硫主要排放城市
4 酸雨类型
从“八五”期间珠江三角洲部分市同时监测降水中SO[,4][- 2] 和NO[,3][-]的化学分析结果来看， 城市降水按离子浓度雨量加权平均计算的SO[,4][-2]与NO[,3][-]之比值为2.67∶1～9.44∶1， 大多数在我国的SO[,4][-2]和NO[,3[-]比值范围内， 这反映了珠江三角洲主要城市的煤烟型大气污染造成降水中的SO[,4][-2]浓度相对较高，说明该地区酸雨是以硫酸型污染为主。大量的燃煤和燃油电厂是造成该地区降水酸化并形成以硫酸型酸雨类型的主要原因之一。
5 酸雨的分布及其影响
目前，被国家划为“酸雨控制区”的广东省17个市中，珠江三角洲内所有的地级市，全都被囊括之内，其中的主要城市或城镇均测到有不同程度的酸雨存在，近年来，由于含SO[,2]在内的废气排放量并没有明显减少的迹象，酸雨的这种分布格局估计在短期内不会有大的改变。随着该地区经济不断增长，燃烧煤量增加，工业废气中的二氧化硫排放量呈上升之势（图4），如果照此发展下去， 那么降水质量将会每况愈下，这样，长期以来因包括工业排放二氧化硫在内的废气排放量并没有明显减少而且未能及时、有效、依法治理所造成硫酸型酸雨将会更加困扰该地区。
图4 珠江三角洲地区工业废气中的二氧化硫排放量
用1990～1997年该地区降水pH均值换算成的H[+]浓度与相应年度工业废气中的二氧化硫排放量（万t ）进行相关分析， 其相关系数为0.037，虽然属于正相关，但相关程度不理想。说明酸雨形成是复杂多因素的现象，诸如各种大气污染物浓度、污染物排放高度、气象条件等等，二氧化硫排放量并不是也不可能影响H[+]浓度的唯一因子，故此处仅作定性分析。
从1992～1996年珠江三角洲地区降水pH 季均值的变化曲线图（图5）可以看出，降水pH季均值的变化皆以第一、二季偏低，第三、四季偏高，这反映出该地区近年来降水质量均以上半年偏差，下半年偏好的时间性分布。
图5 降水pH值季度变化图
从珠江三角洲地区的降水pH年均值对比分析可见，珠江三角洲地区的酸雨现象明显，酸雨污染严重，其危害令人担忧。珠江三角洲地区已成为华南地区的酸雨中心，尤其值得注意的是，具有悠久历史的文化名城佛山、广州等地和国家著名旅游风景区的肇庆市早已饱受酸雨侵害。该区内电厂分布欠合理，仅深圳至珠海沿岸兴建的大火力电厂就有10多个，但均未上脱硫设施，加上其他工厂的废气排放，使珠江三角洲和珠江口海域的酸雨频率较高，这些降水到了海域，增加了海水的污染程度。在1994年该区燃煤和燃油发电机组容量达1000多万kW，但无一具备配套的脱硫措施，若长此下去，相应的配套脱硫达不到50%，酸雨污染后果将不堪设想。
1995 年广东省人民政府明确规定， 珠江三角洲原则上不再建单机12.5万kW以下的燃煤、油电厂，削减SO[,2]排放，加上其他相关措施的落实，现已收到一定的成效，但离2000年两控区（酸雨控制区和SO[,2]控制区）的排放目标还很远。
6 结论与建议
a.1990～1997年，珠江三角洲地区降水质量略有好转，但酸雨污染依然严重，且在该区范围内广泛存在。几年来，降水pH均值绝大多数都在5.60以下，并具有一定的时间性。
b.酸雨已经对珠江三角洲地区林业、农业、江湖、建筑和人民生活带来损害。该地区的环境容量毕竟有限，所以，在该地区经济高速增长的情况下，如不及时果断采取法律等强有力措施，将会面临潜在的环境灾难，降水质量不容乐观。
c.建议建立酸雨监测网及其综合防治管理系统，并制定相应的技术和经济策略，减少SO[,2]总排放量，争取早日打破火电厂群烟气脱硫为零的局面，在建立酸雨控制区的同时，推动大气污染防治工作迈上一个新台阶。
d.酸雨问题是大气污染中最严重、影响面最广的国际性环境问题，同时又是政治问题，一定要全面通力合作，制定综合规划，改善人类环境。珠江三角洲经济区规划将环境规划列为突出位置，并将酸雨防治等列入重点环境保护工程项目之内，这是一个良好的开端，体现了可持续发展的战略思想。
收稿日期：1998—09—04