东川酸雨特征分析及控制对策

摘 要：酸雨是国内外关注的区域性热点环境问题之一，论文针对东川酸雨污染形势，综述了国内外关于酸雨研究进展，在文泛文献查阅的基础上，以东川酸雨为研究对象进行了酸雨成分和成因系统的分析，提出了东川区酸雨控制的对策措施，并得出以下几个结论：

1、东川区属酸雨污染污染区域；

2、硫酸根和硝酸根离子是导致东川区酸雨的主要致酸因子；

3、降雨量与酸雨的发生频率的相关性不显著，但降雨量大的强酸性酸雨发生频率明显小于中小雨；

4、铜冶炼业排放的二氧化硫，是东川区酸雨形成的主要原因；

5、提出了东川区酸雨控制的主要对策措施。

关键词：东川、酸雨、酸雨成因、离子组成、防治措施

酸雨现已成为全球性的环境问题。我国在1981年首次进行了全国性的酸雨普查，结果表明87%被普查的省、市、自治区出现不同程度的酸雨，目前酸雨也成为我国严重的区域性的环境问题，酸雨污染危害居民健康，腐蚀建筑物，造成巨大的经济损失，成为制约社会经济发展的重要因素之一。

1酸雨的概述

酸雨是指pH值低于5.6的大气降水，包括酸雨、雪、雾和露。近年来随着研究的深入，过去被大量引用“酸雨”的提法已逐渐被“酸沉降”所取代，酸性污染物以潮湿（湿沉降）干沉降两种形式从大气中降落到地球表面，一般将这个过程称为酸沉降。

2酸雨的危害

酸雨对环境的危害和影响，已成为举世瞩目的重大环境问题，主要表现

（1）酸雨对农作物的影响 不同农作物类别对酸雨的敏感性差异很大，水稻对酸雨的抗性较强，只有在较强酸雨的影响下才会危害其生长，大豆、烟叶对酸雨也不敏感，而油菜、小麦、大麦、番茄、芹菜、茄子、黄瓜等易受酸雨的影响造成减产。对酸雨抗性较强的还有青椒、甘蓝、小白菜、菠菜、胡萝卜等蔬菜作物「1。

（2） 酸雨对土壤的影响 酸雨可使土壤物理化学性质发生变化，加速土壤矿物如硅、镁的风化、释放，使植物营养元素特别是钾、钠、钙、镁等产生淋失降低土壤的阳离子交换量和盐基饱和度，导致植物营养不良。酸雨还可以使土壤中的有毒有害元素活化，特别是富铝化壤，在酸雨作用下会释放出大量的活性铝，造成植物铝中毒。同时酸雨也会导致土壤中有机质含量下降「2。

（3） 酸雨对森林的影响 在酸雨的污染下，土壤中的有毒金属（铝、铜、镉等）的溶解流动，会伤害到植物的根系、叶片等，或进入地下水与河湖中，在加拿大，受酸雨损害严重的地区，90%的树木已枯萎，30%以上的森林受影响，。

（4）酸雨对水体的影响 酸化水体中鱼卵不能孵化或成长，食物减少或因有毒金属从土壤和底泥中溶出使鱼类减少，甚至灭绝。

（5）酸雨对各种材料的影响 酸雨腐蚀材料（金属、石料、涂层），加速材料风化，酸雨对金属材料腐蚀严重，使其使用寿命大大降低，造成巨大的经济损失。

3自然环境概况

东川区位于云南高原昆明北部，地理坐标：东经102°48′～103°19′，北纬25°47′～26°33′，东邻会泽，南倚寻甸，西与禄劝毗连，北与四川省会东县隔金沙江对峙，南北长84.6公里，东西宽51.2公里。

东川属高原山区，地形陡峻，南高北低，小江河谷将东川分为东西两部份，东以海拔4017.3米的牯牛山为中心，向南延伸进入寻甸增内，向北经会泽县的大海梁子至海拔695米的金沙江河谷。西部则以全区最高点海拔4344.1米的拱王山为中心，南延轿子山进入寻甸县、北经石将军至金沙江河谷。受金沙江和小江及其支流侵蚀切割的影响，形成山高陡峭，南高北低，（东西）两山夹一江，南北向排列的地貌。

受大气环流形势和地貌的影响，东川区气候具有垂直分带明显，降水集中等到特点。东川区所处纬度较低，其地带气候属亚势带季风气候，11月至次年4月主要受西南风支流控制，天气晴朗，日期照充足，降水少，降水仅占全年的12%左右，为干季；5至10月受来自印度洋、太平洋暖湿气流的影响，降雨集中，占全年降水量的80%左右，为雨季。雨季中又以6-8月降水更中，三个月降水量占全年的一半以上，达54-59%。「3

全区土壤受地势、气候、植被的影响，具有明显的垂直地带性，由下而上有燥红土、红壤、黄红壤、黄棕壤、棕壤、亚高山带草甸土等土类，也有主要受成土母质影响形成的土类，如石灰土、紫色土、冲积土等。土壤的pH值在5.80～8.30之间。海拔1500米以下为燥红土，海拔1500-1700米为褐红壤，海拔1700-2200米为红壤，海拔2200-2550米为黄红壤，海拔2550-2900米为黄棕壤，海拔2900-3500米为棕壤、暗棕壤。「4

4东川区酸雨现状

4.1降雨监测

东川区共布设一个降雨监测点，监测点选在建城区中心东川区环境保护局大楼楼顶，按照GB/13580-1992《大气降水样品的采集与保存》开展降水常规监测。做到逢雨必测，监测项目包括电导率、pH、SO42-、NO3-、CI-、F-、NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和降雨量，雨量足够时进行全分析，采用的方法有：原子吸收分光光度法、离子色谱法、。分光光度法

pH采用雨量加权平均法进行计算

由以上表可看出，8年间SO42-占阴离子68%，SO42-与NO3-浓度比值为3.39：1，SO42-是影响东川区降水中酸度的的主要物质，东川区酸雨为硫酸性酸雨；SO42-与NO3-在逐步缩小，表明本地区硫酸型酸雨在逐渐减弱，NO3-对酸雨的贡献作用在慢慢显现出来，阴阳离子比例从2009年起有逐渐减小趋势，pH均值从2007年起有逐步上升趋势，较2006年相比，酸雨污染有所减轻。

资料显示，SO42-与NO3-与降雨的pH值呈显著相关性，说明SO42-与NO3-阴离子是导致酸雨的最主要原因。

6东川川酸雨形成原因分析

酸雨的形成机制相当复杂，是一种复杂的大气化学和大气物理过程。它的形成与地形、气候、土壤的敏感度、工业结构、布局及能源的开发利用密切相关，另外，大气污染物的中运距离迁移输送，也是清洁区偶尔发生酸雨的原因之一，因此就某一地区而言，酸雨发生并产生危害有2个条件，（1）发生区域有高度的经济活动水平，广泛使用矿物燃料，向大气排放大量硫氧化物和氮氧化物等酸性污染物；（2）发生区域的土壤、森林和水生生态系统缺少中和酸性污染物或对酸性污染物的影响比较敏感「4。东川区酸雨形成与环境背景、区域经济结构以及外源性污染等因素都有一定的关系。

6.1土壤、地形、气候条件与酸雨的关系

东川区土壤共有10个土类，25个亚类，47个土属、62个土种，土壤分布的水平地带性差异不明显，垂直地带差异非常突出，呈酸性的红壤比重最大，是境内的最主要土类，但红壤主要分布在海拔1700-2200米，监测点所在地海拔在1500米以下，属河谷区，土壤以燥红土为主，土壤偏碱性，这样的土壤对酸性降雨中和缓冲能力较强。另外，东川气候较为干燥，易产生地面扬尘，大气中的碱性颗粒物相应较多，但东川酸雨发生率低于平原地区，这可能与碱性颗粒物对降水酸度中和作用有关。

东川属高原山区，地形陡峻，南高北低，小江河谷将东川分为东西两部份，监测网点所在地位于三面环山的地势当中，这样特殊的地形条件易使得山脉高处的冷空气晚间易于沉积谷地，在低层容易出现逆温层，并且大都属于低层逆温，这一现象一年四季均出现过，冬季尤为明显，好在时间短，一般10-12点消失「。

逆温层会阻止污染物向上扩散，呈现“空气停止现象”，使局部地区污染物浓度增高，当大气处于静风状态时，大气中的污染不易扩散，污染物笼罩在谷区，如遇降雨时，易出现酸性降雨。

东川气候具有垂直分带明显，降水集中等特点，盛行风向带为SSE风向带，平均风速为3.3m/s，最大平均风速达4.2 m/s，每年11-5月风速较大，3-5月最大，6-10月风速较小，静风占30%。风大对大气湍流起着决定性的作用，由于湍流强，使大气中的二氧化硫等酸性物质扩散和远距离输送开，实际上超着一系列的净化作用。一般来说，在风速适中，酸性物质输送、混全条件满足时，各种天气均可产生酸雨，据文献资料，酸性降水过程前期，在1500米上空，低空大气一般较稳定，近地层风速小，大气的稀释、扩散能力较弱，对后期形成酸雨贡献较大，若地面风速大，大气的稀释、扩散能力强，致使地面污染物浓度下降，这时地面风会抑制酸雨的形成，降水的pH值增高，不易形成酸雨。7东川区酸雨污染防治对策

酸雨的形成和发展是一个逐步积累和渐进的过程，当大气环境容量被消耗殆尽时，酸雨造成的生态危害就会显现出来，这些特点决定了控制酸雨污染的对策必须采取预防为主、总量控制的政策。当前东川经济正处于由快速增长到平稳增长阶段，而酸雨污染问题也不容忽视。随着地方经济的不断发展，人民的生活水平也在不断提高，建城区居民生活用能主要以电能、较为清洁的液化气，所以生活用能对环境的影响几乎可以忽略，因此对东川而言，可以从以下几个方面着手控制酸雨污染减轻酸雨的危害，保证地方经济的可持续发展。

7.1采取总量控制措施减少酸雨发生率

防治酸雨最根本的措施是减少致酸物质的排放，根据本区域大气中致酸物质的环境容量，评估污染物排放对于本区域降水的影响和环境对酸沉降的敏感程度，来确定本区域致酸物质的排放总量，并对不现消减方案进行经济技术较，筛选经济技术可行的削减方案，进而将其落实到主要污染源，以减少酸雨的发生率。

7.2加强环保监督管理，减少致酸物质的排放量

加强燃煤二氧化硫排放企业的监督管理，促使企业积极采取新技术，安装除污效果好的环保设施，对二氧化硫排放长期不达标的企业实行关、停、并、转、迁，确保二氧化硫稳定达标。对新改、扩、建项目区环保局要严格把关，始终坚持“增产不增污、以新带老、总量控制”的原则，确保区域二氧化硫排放总量控制在允许指标范围内。

东川区二氧化硫大部份来源有色金属冶炼业，十二五”区间，东川区一方面加大环境执法力度，有效控制工业源烟尘排放，特别是污染减排工作取得了成效，2010年拆出了昆明金合矿业有限公司3.5平米鼓风炉一座，昆明市东川区骏明矿业有限公司和东川碧龙矿产有限公司冶炼厂各拆除1.6平米鼓风炉一座。2011年云南铜通有色金属有限公司10.5平米、4.5平米以及1.5平为鼓风炉3座，投入了3.8亿进行技术改造，项目于2012年1月竣工并通过验收。昆明金水铜冶炼有限公司技改项目于2013年全部完成，并通过验收。这一系例的整改项目的完成，使东川区环境空气质量得到了有效改善，东川区酸雨发生率也在逐步减少。

7.3 完善致酸物质排放企业的监控体系

加强对大气污染的监测，建立大气及酸雨自动监测系统，酸备网络和数据库系统，使环境管理者能随时跟踪大气中的二氧化硫和氮氧化物浓度及时空分布情况，了解酸雨状况，以使采取相应措施。对未安装在线监测的二氧化硫年排放量达4吨以上的排放源，应增大监督性监测频次，建立原料、燃料中硫含量监管制度，采用含硫量低的优质煤，推广型煤，重视新型燃烧技术。