酸雨监测

酸雨监测（精选7篇）

酸雨监测 篇1

我国酸雨地区主要分布在西南、华南以及东南沿海一带, 位于东北南部的辽宁省并不是全国酸雨污染主要区域, 但却呈现明显的特征。自2002年酸雨普查以来, 辽宁省酸雨污染呈现3个阶段, 2002~2004年, 污染加重阶段, 酸雨频率迅速上升, 由1.7%上升为10.3%, 降水酸度显著下降, 由6.08下降为5.27, 低于酸雨p H限值;2005~2007年, 污染持续阶段, 酸雨频率和降水酸度稍有波动, 酸雨频率在10%左右波动, 降水酸度在5~5.5之间波动, 且以2007年最低;2008~2012年, 污染稳定阶段, 酸雨频率基本保持在6%~7%之间, 降水酸度在5.6上下波动。本文以2007年酸雨污染最重的年份之一为例, 分析了辽宁省酸雨污染特征, 并利用遥感反演对流层致酸物质的分布, 初步分析了可能的成因, 以期为环境管理提供技术支持。

1 研究方法

1.1 监测点位设置

在辽宁省沈阳、大连、鞍山、抚顺、丹东、锦州、营口、阜新、辽阳、盘锦和葫芦岛11个地级市进行降水监测, 除大连市设4个测点外, 其他城市按照城市人口总量选点原则布设3个点位, 每个城市设2个市区测点, 1个郊区对照测点, 全省共设置34个测点。

1.2 采样和分析方法

根据酸沉降监测技术规范 (HJ/T165-2004) 规定, 采用自动湿沉降采样器对大气降水样品进行采集, 采样时间和频次:降水时, 每24h采样一次, 若一天中有几次降水, 合并为一个样品测定;若连续几天降水, 则将上午9:00至次日上午9:00的降水视为一个样品。

采用国家标准方法对大气降水样品进行分析, 分析项目包括p H、降水量, 分析方法均为电极法, 采用国家标准方法GB13580.4-92。

1.3 遥感监测介绍

遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测, 是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息, 对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。与传统大气监测方法相比, 遥感具有覆盖范围广、实时、连续等优势。本研究使用美国国家航空航天局 (NASA) (http://eosweb.larc.nasa.gov/) 提供的OMI_L2_NO2和OMI_L2_SO2的数据产品, 申请下载的原始数据格式为HDF-EOS格式, 在使用前通过matlab编写代码提取经纬度、时间及浓度等信息, 并将经纬度和浓度信息匹配, 转化为更适合于空间分析的shapefile (point) 格式输出, 然后利用Arc GIS的地统计插值, 将数据转化为2000m×2000m的栅格数据, 以便于后期的分析处理。在此基础上, 采用地图代数语言计算NO2和SO2的月均值和年均值。

2 结果与讨论

2.1 降水酸度与酸雨频率

2007年, 全省酸雨频率为9.7%, 降水p H年均值为5.05, 低于5.6的酸雨限值。与其他省市的比较结果来看, 辽宁省酸雨污染年均水平与临近的河北省接近[1], 远低于浙江、江西、广西、广东、湖南、川渝[2,3,4,5,6,7]等我国南方酸雨污染重的地区。

2.2 空间污染特征

辽宁省酸雨污染虽然总体较轻, 但空间污染特征突出。图1为辽宁省主要城市降水p H年均值与酸雨频率分析结果。14个地级市中, 7个城市不同程度出现酸性降水, 其中, 位于东南部的大连和丹东两市污染格外突出, 降水p H年均值分别为4.62、4.21, 酸雨频率分别为51.6%和78.6%, 降水酸度与重庆、湖南、江西、四川等我国重酸雨省市接近[7,8,9]。位于中西部的葫芦岛、锦州、沈阳、抚顺和铁岭5市污染较轻, 酸雨频率在1.6%~13.6%之间, 除葫芦岛市因仅有2场酸性降水且p H值较低而拉低全年均值外, 其他4个城市降水p H年均值接近或高于5.6。

图2为辽宁省酸雨污染空间分布图, 辽宁省酸雨空间污染具有以下3个特征:

空间分布极不平衡。酸雨污染主要分布在辽宁省的东南部及中西部地区。2007年全省出现酸雨的7个城市中, 大连、丹东位于东南部沿海地区, 沈阳、抚顺、铁岭、锦州、葫芦岛位于中西部。由图2可以看出, 辽宁省酸雨污染空间格局呈现为两条近乎平行的西南—东北走向的带状分布:覆盖大连—丹东地区的东南部酸雨带;从西至东贯穿葫芦岛—锦州—沈阳—抚顺—铁岭中西部酸雨带。这种空间上分布的不平衡性与我国南方许多酸雨区省份在空间分布上比较均一的特征不同。

2条酸雨带污染特征不同。东南部酸雨带呈现区域性污染特征, 主要表现在:酸雨带内大连、丹东全部点位均有酸性降水出现, 绝大多数点位酸雨频率相近, 如图3所示;区域降水过程中, 是否为酸性降水具有高度的一致性, 2007年大连、丹东两市同时发生降水的场次为19场, 其中14场2市均有酸性样品出现, 3场2市均无酸性样品出现, 即有17场降水具有同步必, 酸雨同步性达90%。

中西部酸雨带呈现局部污染特征, 各点位酸雨出现不同步, 且频次差异较大。此酸雨带内各城市均布设了3个降水监测点位, 有部分点位未出现酸雨。由图4可以看出, 出现酸雨的各点位酸性降水发生的时间比较分散, 同步性差;各点位酸雨频率高低不等, 最高的超过30%。

2条酸雨带污染程度差异较大。东南部酸雨带污染较重, 主要表现在:降水p H值小于4.5的样品主要集中在此酸雨带。2007年全省共计67个降水p H值小于4.5的样品中, 丹东和大连分别为45个和19个, 2市p H小于4.5的酸雨样品之和占全省的95.5%, 即几乎所有的污染严重的酸雨均发生在东南区域;酸雨频率较高, 大连、丹东全年酸雨频率均在50%以上, 75%的点位酸雨频率在40%以上;2007年丹东、大连2市全年酸雨样品最多, 分别为78个和48个, 2市酸雨样品之和占全省酸雨样品总数的84%, 即全省80%以上的酸雨发生在大连和丹东2市。如果不计丹东、大连2市的降水样品, 2007年辽宁省酸雨频率仅为1.6%。

中西部酸雨带污染较轻。主要表现在:此酸雨带内的5个城市酸雨频率较低, 均低于15%, 3个城市降水p H年均值在5.6以上;此酸雨带内的酸雨样品比东南部酸雨带样品少, 2007年共24个, 占全省酸雨样品总数的1.6%。

2.3 时间污染特征

图5为辽宁省降水p H均值与酸雨频率月变化曲线。2007年各月辽宁省均有酸雨出现, 且有9个月全省降水p H月均值低于5.6, 而5月~10月的5个月期间全省共有117个酸雨样品, 占全省酸雨样品总数的78%, 也就是说, 近80%的酸雨出现在5月~10月的降水量较大、温度较高的月份, 其中8月份的酸雨频率最多, 为一年中酸雨频率最高月份。这种酸雨时间污染特征同与吉林省隔渤海相望的山东省、天津市[10,11,12]具有高度一致性。

图6为全省降水p H均值、酸性降水p H均值和酸雨频率季节曲线。酸雨污染的季节变化规律:夏、秋季污染较重, 春、冬季较轻。与我国河南、山西及南方的酸雨区秋冬季较强、春夏稍弱的季节性变化特征不同。

图7为全省各季节酸性样品降水p H均值分布情况。由图可见, 夏季酸性降水样品的p H值出现在低值区最多, 52.5%的降水样品p H≤4.5, 由此造成夏季为辽宁省酸雨污染最重的季节。

2.4 遥感反演分析

图8为2007年辽宁省及周边地区对流层SO2与NO2柱浓度的分布图。从辽宁省内来看, 全省SO2与NO2的高浓度区在沈阳、本溪等中部地区;而最小值则出现在东部和北部的部分地区。从辽宁省外的形势来看, 东南部的河北、山东、北京、天津等地SO2浓度明显高于辽宁地区。

图9是辽宁省及周边地区2007年各月对流层SO2与NO2月均浓度的分布态势。从图上可以看出, 1月~4月及10月~12月在辽宁省中部SO2浓度相对较高, 而5月~7月相对较低。从辽宁省外的形势来看, 在省外西南和南部地区, 全年各月始终存在远高于省内SO2浓度的高值区, 而省外西南方向的NO2浓度也始终高于省内, 尤其1月~4月及10月~12月。因此, 在西南风向下, 省外周边高浓度的致酸物质可能会输送到辽宁省内, 形成酸性降水[13]。尤其会影响辽宁省东南沿海地区, 如丹东和大连, 这也是辽宁省东南酸雨带丹东和大连酸雨污染具有同步性的原因。从时间上看, 从3月到9月, 辽宁省的气候特征是处于西南风为主导风向的控制下, 这更有利于省外东南部的高值区致酸物质的输送, 也就是为什么夏秋季节辽宁省酸雨污染更严重的可能原因。

3 结论

辽宁省酸雨污染虽然总体较轻, 但空间分布极不平衡, 呈现为2条近乎平行的西南—东北走向的带状分布:覆盖大连—丹东地区的东南部酸雨带;从西至东贯穿葫芦岛—锦州—沈阳—抚顺—铁岭中西部酸雨带;东南部酸雨带污染较重, 且呈现区域性污染特征, 中西部酸雨带污染较轻, 且呈现局部污染特征。

酸雨污染的季节变化规律:夏、秋季污染较重, 春、冬季较轻, 且夏季中的8月份酸雨频率最高, 强酸性降水样品出现最多。

遥感监测结果显示, 辽宁省始终处于省外西南和南部致酸物质高于省内的形势中, 在西南和南风为主导风向的夏秋季节, 省外高浓度的致酸物质可能输送至省内, 尤其辽宁省东南酸雨带受影响最大。

摘要：以辽宁省酸雨污染较重的2007年为例, 分析了辽宁省酸雨污染特征。并利用嵌套网格空气质量预报模式系统 (NAQPMS) , 分析了其污染成因。结果表明:辽宁省酸雨污染空间分布极不平衡, 呈现2条近乎平行的西南—东北走向的带状分布;覆盖大连—丹东地区的东南部酸雨带;从西至东贯穿葫芦岛—锦州—沈阳—抚顺—铁岭中西部酸雨带;东南部酸雨带污染较重, 且呈现区域性污染特征;中西部酸雨带污染较轻, 且呈现局部污染特征。辽宁省酸雨污染在季节变化上, 夏、秋季污染较重, 春、冬季较轻, 且夏季中的8月份酸雨频率最高。利用遥感监测反演技术, 初步分析了辽宁省酸雨污染的可能成因。

关键词：酸雨,酸沉降,形成机制,遥感监测

治理酸雨的好办法 篇2

此前, 西欧许多国家的古老建筑也都不同程度地遭到类似厄运。美国的洛杉矶、旧金山和纽约的怀特费斯山等地区, 还因酸雾影响, 使城市设施、旅游胜地、湖光山色、沃野田园黯然失去原有的光彩和繁茂。酸雨袭来祸及全球。

酸雨, 确切地说是酸性降水, 包括雨、雪、雾、雹所形成的酸雨。少量来源于大自然, 比如火山喷发、海水蒸发、动植物腐败体散逸出的酸性气体。多数还是因为火力发电、工业锅炉、汽车排气、石油燃料等工业“三废” (废水、废气、废渣) 及家用热源所产生的挥发污染物而造成的。

20世纪70年代, 瑞典政府曾组织了一个科学调查小组, 在斯德哥尔摩召开的人类环境会议, 提出一份《跨国界的大气污染:大气和降水中的硫对环境的影响》的报告, 认为酸雨给人们带来的危害将不低于核辐射。从此, 酸雨成了举世瞩目的环境污染问题。

近年来, 一些国家披露, 因酸雨污染致死的儿童和老人, 在德国已有4000余人, 英国达5000人, 美国有20000多人。酸雨使美国和加拿大毗邻处一年中致病死亡50000余人, 并使加拿大境内江河污染, 森林枯萎、土壤变性、建筑物毁坏。日本的酸雨一度引起人体皮肤疾患, 诱发和加剧了哮喘和呼吸道病变。

酸雨在我国主要分布在长江以南, 以川东、黔南地区最为严重, 酸雨的PH值低于4.5, 重庆市江北地区就有4000亩农作物毁于酸雨。我国大气颗粒污染物比较严重, 其中土壤粒子占的比例很大, 北方夏季达2/3, 南方为1/3。北方土质多碱性, 南方土质偏酸性, 当酸雨袭来时, 江南土质就失去中和作用, 因此易形成低空污染使酸雨更易接近地面而破坏生态平衡。经过分析, 二氧化碳约占酸雨中有害物质含量的70%。我国南方和北方的二氧化硫排放大体上处于同一个量级, 但是, 最近几年, 北方酸雨相对较少, 降雨地区零星分布, 而江南地区却降雨面积大、次数多。这一点引起气象学和环保学科研部门的关注。

根治酸雨、保护环境、净化土壤, 已是世界各国的当务之急, 国内外都在研究对策和办法, 竟意外地发现, 沙尘暴在肆虐过程中, 对酸雨却有着一定的遏制作用。真可谓“一物降一物”。

枣庄市酸雨形势分析 篇3

关键词：酸雨,化学组成,成因,危害,防治措施,山东枣庄

大气是人类生存的重要环境, 大气污染将最直接地影响人们的生活和工作。近年来, 被称为“空中死神”的酸雨, 就像无形的杀手, 侵害着人类的身心健康, 影响着人类的生活。

所谓酸雨, 其正确的名称应为“酸性沉降”, 可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类, 前者指的是所有气状污染物或粒状污染物, 随着雨、雪、雾或雹等降水形态而落到地面上;后者则是指在不下雨的情况下, 从空中降下来的落尘所带来的酸性物质。由于大气中含有大量的CO2, 故正常雨水本身略带酸性, pH值约为5.6。因此, 一般把雨水中pH值小于5.6的称为酸雨。利用枣庄市2003~2008年的酸雨观测资料, 分析枣庄市降水pH值的季节变化特征, 对枣庄市酸雨形成原因进行初步分析。

1 酸雨化学组成

一般酸雨化学组成中, 较重要的物种包括H+、Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、K+、Na+、Ca2+及Mg2+等9种。其来源包括自然来源及人为来源, 一般而言, NO3-及SO42-为主要的致酸物质, 由硫氧化物与氮氧化物转化而来。在人为污染排放方面, Ca2+及NH4+为主要的中和 (致碱) 物质, SO42-与石化工业、火力电厂使用化石燃料燃烧含硫物质有关;Na+、Cl-、Mg2+主要源自海洋的海水飞沫;NO3-主要是工厂高温燃烧过程、交通工具尾气排放等造成的;Ca2+、K+来自飞尘;NH4+源于农药喷洒。雨水pH值高低与否, 并不必然代表其中人为污染物的多少, 因污染物中除了上述酸性离子外, 亦存在碱性离子, 以中和酸性, 雨水酸碱值为众多离子平衡后计算得来。换言之, 雨水中虽有高浓度的SO42-与NO3-, 但因其有其他碱性离子中和, 雨水未必呈现酸性反应 (即低酸碱值) , 反之亦然。雨水酸碱值无疑可以作为一项先期指标, 但更重要的是必须进一步进行雨水化学成分分析, 了解其污染物来源, 并计算随雨水沉降至地表的污染物通量 (即所谓沉降量, 以kg/hm2·a为单位) , 进而制定控制策略, 加以改善。

2 酸雨的变化特征分析

2.1 降水pH值的年变化

2003年1月1日至2008年10月31日期间共进行酸雨观测246次。经测试, 枣庄市降水pH值平均为6.79, 其中2005年出现1次酸雨过程, 2007年出现2次, 2008年出现2次。枣庄市2003年 (9月1日至12月31日) 降水pH平均值为7.82, 2004年为7.56, 2005年为7.35, 2006年为6.85, 2007年为6.46, 2008年为6.53, 2009年 (1月1日至9月30日) 为6.42。可见, 枣庄市的酸雨情况非常严峻, 降水酸性和酸雨出现频率逐年加强。

2.2 降水pH值的月变化

枣庄市降水日的平均pH值≤5.6的日期2005年为9月2日, 降水pH值5.56;2007年为5月23日、6月19日、8月31日, 降水pH值分别为5.14、5.60、5.33;2008年为8月20日、8月21日, 降水pH值分别为5.24、5.17;2009年为3月21日、6月7日、7月10日、8月19日, 降水pH值分别为5.11、4.79、5.42、4.85。可见, 5~9月降水的pH值偏小, 酸性较强, 10月至次年4月pH值偏大, 酸性较弱。

3 酸雨成因和危害

3.1 成因

枣庄市是一个老工业城市, 主要依靠煤、水泥等作为主要能源, 在观测站3km范围内有火力发电厂、化肥厂、水泥厂、垃圾处理厂等多个企业, 导致枣庄市酸雨不断加剧。

3.2 危害

(1) 酸雨破坏水土环境, 影响大面积的森林和农作物生长, 造成经济损失。据报道, 欧洲和北美一些国家的森林受酸雨危害率高达30%~50%。我国南方重酸区已出现一些严重的森林衰亡现象, 如重庆市郊区50%的松树枯死;峨眉山金顶冷杉的死亡率达40%;浙江西天目山因酸雨的影响大片柳杉死亡;柳州市区和郊区的林木也出现较为严重的酸雨危害。植物对酸雨反应最敏感的器官是叶片, 叶片受损后会出现坏死斑、萎蔫、叶绿素含量降低、叶色发黄、褪绿、光合作用降低, 使林木生长缓慢或死亡, 使农作物减产。同时, 酸雨危害植物表皮及角质层, 使植物的抗病虫害能力减弱。酸雨对水生生物也有很大危害, 它使许多河湖水质酸化, 导致许多对酸敏感的水生生物种群灭绝。当湖泊、河水的pH值降到5以下时, 鱼、虾类的生长繁殖便会受到严重影响, 加之湖河底泥中有毒金属遇酸溶解, 更加速这些水生生物群的死亡。欧洲、北美的许多湖泊因酸雨危害已经变为死湖。另外, 酸雨会使土壤酸化, 土壤中的钙、镁等养分被酸溶解, 导致土壤养分流失。酸化的土壤抑制土壤微生物的活性, 破坏土壤微生物的正常生态群落, 使有机物分解减缓, 土壤贫瘠, 病虫害猖獗。

(2) 酸雨影响人和动物的身体健康, 雨雾的酸性会对眼、咽喉和皮肤产生刺激, 引起结膜炎、咽喉炎、皮炎等病症。

(3) 酸雨对建筑物和金属材料的腐损也非常严重, 许多城市刚落成或新装修的建筑物在一场酸雨过后, 就会失去美丽的光泽, 如本来光亮如镜的大理石经酸雨腐蚀后会变得暗淡无光, 甚至层层剥落。

4 酸雨防治措施

(1) 减少污染, 如减少SO2的排放, 可采用低硫的煤、石油、天燃气等燃料, 以及加工制成低硫或脱硫的燃料;或开发新能源, 如太阳能等。

(2) 进行回收处理、综合利用。如硫酸厂的尾气可采用氨吸收法、石灰乳吸收法等进行回收;硝酸厂尾气可采用碳酸钠溶液吸收法、氢氧化钠溶液吸收法等。

5 结语

气象环境与降水pH值关系密切, 其中偏南气流与地面风速较小时易出现酸性降水。近几年在酸雨检测中不断有降水pH值小于5.6的现象出现, 降水酸性越来越强, 酸雨出现频率越来越多, 呈逐年增大的趋势, 应引起有关部门的高度重视。而枣庄市酸雨的产生与当地的环境污染和工业布局有很大关系。因此, 控制酸雨, 可限制高硫煤的开采与使用, 要重点治理火力发电厂、化肥厂、水泥厂等行业生产过程中排放的SO2等污染物。

参考文献

[1]李柱国.浙江省酸雨的时空分布、成因和发展趋势[J].环境污染与防治, 1988 (4) :10-15.

[2]陈志远.中国酸雨研究[M].北京:中国环境科学出版社, 1997.

[3]金文哲, 李友琼.广州地区酸雨现状的研究[J].中国环境科学, 1989, 9 (2) :123-125.

酸雨对设备器材破坏的研究 篇4

一、成都市区域内环境调查

在本次研究中, 雨水采样点设置在西南交通大学操场 (地处成都市西北方向) , 该采样点四周空旷, 无特别高大的建筑物, 是相对清洁区。进行为期4个月的雨水收集和测试后, 结果表明 (见下表) , 成都市5~8月, 雨水pH平均值为6.51, 低于7, 虽然达不到酸雨水平, 但仍然表现为弱酸性 (pH小于5.65的酸性降水叫酸雨, 而大于5.65的雨水属于弱酸性雨水, 主要是由汽车尾气, 火电厂、饭店、家庭使用烧煤等, 向大气中排放大量酸性物质造成的) , 对户外体育器材的腐蚀仍然起到明显作用。

二、弱酸性雨水对器材的影响

1. 户外体育器材损耗情况及因素

目前, 高校用作体育器材的材料主要是木材、钢材、不锈钢、铝合金等。当雨水与这些材料接触时, 会造成这些材料的腐蚀, 长期浸泡在雨水中的体育器材的腐蚀会加快。笔者对成都市高校户外使用的体育设备器材, 包括运动场地的围网、篮球架、单双杠、乒乓球网等进行了追踪观察, 发现体育器材的损耗与腐蚀密切相关。

如图1所示, 户外双杠基座的整个基座金属已经被锈空并且断裂。基座钢的厚度是4毫米, 比较厚实, 但经过多年的风吹、日晒、雨淋, 已经严重损坏, 如果再继续使用可能会造成不必要的危险事故。深入分析其原因可知, 由于成都雨水充沛, 该双杠基座常年受到弱酸性雨水的“浇灌”, 金属材料被弱酸性雨水浸泡和腐蚀, 加剧了金属的氧化生锈;此外, 在人为作用下 (日常锻炼使用) , 金属物会受到静拉伸应力, 从而让室外的体育器材受到很大程度上的破坏, 甚至出现应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂, 即材料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力下, 所出现的低于强度极限的脆性开裂现象。在出现该现象的过程中, 金属受腐蚀的敏感部位会形成微小凹坑, 微小的凹坑受弱酸性雨水的侵蚀会产生细长的裂缝, 且裂缝扩展很快, 能在短时间内发生严重的破坏。

如图2所示, 户外篮球架为典型的点蚀形式。下方位置的点蚀已经开始向深度面积扩张。从材料学角度来看, 点蚀有大有小, 一般情况下, 点蚀的深度要比其直径大得多, 且经常发生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。仔细观察图3不难看出, 基架上的锈迹有雨水侵蚀往下淌的痕迹, 焊接点生锈更加严重, 如果焊接点锈空致使基架管道内进水从里面开始腐朽, 后果将不堪设想。由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性, 当介质中含有某些活性阴离子 (如Cl-) 时, 这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上, 从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时, 金属表面就发生腐蚀, 随之腐蚀往深处发展, 金属表面很快就被腐蚀成小孔, 这种现象被称为点蚀[1]。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀。点蚀虽然失重不大, 但由于阳极面积很小, 所以腐蚀速率很快, 严重时可造成体育器材穿孔或断裂。篮球架下的固定基座一旦被腐蚀穿孔, 受力后就容易发生断裂, 甚至发生严重的伤害事故。到目前为止, 笔者没有查到官方有关户外体育设备器材强制报废的标准, 部分学校出现这种情况时不断地进行焊接, 这也成为了一个安全隐患。

如图3所示, 户外乒乓球球桌的球网金属丝已经生锈并且断裂。如果不进行更换或维护, 断裂的面积会不断增加。球桌上掉了一层较厚的锈, 其原因是球网被弱酸性雨水腐蚀之后出现金属氧化, 致使焊点的金属面脱落;球网左侧下端的焊点处已经与其周围的金属面积和颜色明显不同, 如果继续受雨水的侵蚀, 且受到人为地碰撞后就有可能会出现焊点的断裂。在日常活动中, 球网金属丝断裂, 已经影响到正常使用;且铁丝断裂后会露出锋利的尖端, 可能会刮伤和刺伤运动者的身体。

图4为弱酸性雨水对户外木质体育器材的腐蚀情况, 从图中情况来看, 木质体育器材由于被雨水侵蚀而造成腐蚀断裂, 已经给参与锻炼者的正常使用造成了严重的障碍。图5是新建不久的围网的钢管, 其厚度只有不到2毫米, 而且直接插入地面, 雨水、潮湿很快会造成钢管的损坏, 由此会造成围网的坍塌。

2. 弱酸性雨水对体育器材的影响

当弱酸性雨水与金属或木质材料接触时, 就会造成体育器材的腐蚀 (腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象) 。体育器材在受到弱酸性雨水侵蚀时, 在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应, 使金属转入氧化 (离子) 状态, 这会显著降低体育器材的强度、塑性、韧性等力学性能, 破坏构件的几何形状, 增加转动件间的磨损, 缩短体育器材的使用寿命。

在弱酸性雨水环境下, 钢铁材质的体育器材腐蚀最为严重和迅速, 这是因为, 铁片表面生锈可吸收更多的S O2, 在Fe的催化作用下更快地形成硫酸盐。硫酸盐作为阳极, 其周围成为阴极, 就形成一个腐蚀电池, 反应结果即生成铁锈层, 随后逐渐深入内部, 直到最后整个钢铁材质的体育器材完全损害, 因此, 铁质体育器材不宜裸露在弱酸性雨水中。

铝合金材质的体育器材在抗腐蚀性能方面要优于钢铁材料的体育器材, 主要是因为铝合金材料置于空气下, 表面会形成一层稳定的氧化膜, 阻止腐蚀的进一步进行。但是在弱酸性雨水环境下, 这层氧化膜会遭到破坏, 进而导致腐蚀增速。因此, 铝合金材质的体育器材也要尽量避免暴露在酸性雨水介质中。

木质材料体育器材的腐蚀虽然没有金属材料腐蚀强烈, 但是木质材料本身的强度较低, 耐用性比金属材料差很多, 特别是在弱酸性雨水侵蚀下木质在出现松软后容易折断, 导致木质体育器材失效。

3. 户外体育设备及器材的使用年限

通过对学校户外体育设备器材多年的观察和走访学校材料学院的专家教授, 笔者了解到, 1毫米的钢管在成都地区的使用年限为2~3年, 2毫米钢管的使用年限为3~5年, 3毫米钢管的使用年限为6~9年, 4毫米钢管的使用年限为10~15年。对于超过上述年限的器材, 建议进行大的维修或者报废。

三、高校户外体育设备与器材安装、检修、维护建议

1. 安装

运动场地安装金属围网时, 不能直接栽在地面上, 应有0.1~1.0米的水泥墙, 水泥墙上面应呈“∧”形状, 上面“栽入”金属钢网架, 这样可以使雨水尽快流入地下, 不会造成雨水与金属的长时间接触, 锈蚀的速度也就变慢。如, 篮球围网、网球围网、排球围网、田径场围网、单杠、双杠、健身器材等;也可用水泥垫高金属器械, 避免其与地面直接接触, 也就可以防止金属器械长期浸泡在水中, 且潮湿的地气也接触不到金属器械, 从而增加了金属器械的使用年限。此外, 足球门桩、篮球架桩、秋千等大型器材需要牢固固定于地下, 并且要用水泥围住高于地面的部分。

2. 检修

在日常教学中, 要定期对室外体育器材进行检修, 一旦发现有松动或底盘固定不稳等问题, 应及时加固, 以避免事故发生。如, 对单杠等器材需要用拉线固定;对器材腐蚀或磨损严重部位, 要及时补救。此外, 一些铁制器械接头处焊接要牢固, 旋转接头处要随时调整松紧度。

3. 维护

铁质体育器材长期暴露在室外, 受弱酸性雨水侵蚀会生锈加速腐蚀;木质体育器材受弱酸雨水侵袭也会腐蚀生虫。对此, 木质器材可通过在表面刷漆进行保护;对于金属器材, 第一步要除锈, 第二步刷防锈漆, 第三步刷面漆, 而且, 要做到每年重复一次这些程序。这样既可延缓体育器材的寿命, 又可使器材更加美观;对于一些螺丝或旋转接头处, 可以涂抹黄油、润滑油, 以防止金属物锈死, 减小摩擦而延长寿命。

此外, 还要对高校学生进行思想教育, 让学生不仅能够爱护和正确使用体育器材, 还能够学会观察和发现体育器材所出现的问题并及时告知学校有关部门, 以便学校及时对体育器材进行报废和更换。

参考文献

[1]金属的腐蚀及金属零件的防锈去锈[J].表面工程资讯.2009, 1.

[2]四川省环境质量报告书.四川省环保.2003.

[3]酸雨观测方法 (试行二版) .国家气象局, 1993.

[4]成都市环境质量报告书, 成都市环境监测中心站.2001.

泰安市酸雨气象特征分析 篇5

酸雨的范围不仅仅是“雨”, 而且还包括雪、霜、雹、雾、露等各种降水形式。酸雨观测是气象部门大气观测的组成部分, 是气象工作中一项重要的基础工作, 其主要任务是及时获取具有代表性、准确性、连续性的资料, 为了解环境变化、保护环境提供支持。一次降水过程降水量必须大于或等于1.0 mm时, 才可进行酸雨测量。该文主要是对泰安市2009年9月至2010年8月降水的p H值进行分析。

1 降水pH值的月变化特征

2009年9月至2010年8月共进行酸雨观测54次, p H值平均值为6.34, 所有降水的p H值<7, 均呈酸性。其中最大p H值出现在2009年12月9日, 为6.99;最小值出现在2009年9月13日, 为4.35。有4次酸雨的p H值低于5.6, 分别为2009年9月13日的4.35、2009年10月12日的5.35、2010年8月24日的5.06和2010年8月25日的5.41。

由图1可以看出, 8—11月降水的p H值处于低值区, 酸性较强, 4次p H值<5.6的酸雨也正出现在8—11月, 而其他月份的降雨p H值相对较高。

2 降水pH值的影响因素

2.1 降水pH值与相对湿度的关系

分析泰安市2009年9月至2010年8月的月平均相对湿度与降水pH值的变化情况 (图2) , 二者的变化趋势相反:相对湿度升高, 降水pH值降低[2]。

2.2 降水pH值与降水量的关系

首先对54次降雨观测样本依据降水量从小到大排序, 并将每次降水的pH值与之对应绘成曲线图。从图3可以看出, 随着降水量的增大, 样本pH值呈减小的趋势。这说明降水量较大时, 空气中的酸碱物质在一定程度上被稀释。另外, 将连续2次酸雨观测不超过24 h的pH值进行分析, 共有12次连续降雨, 其中有8次第2日的降水pH值与第1日的pH值趋近7.00 (中性) , 这是由于空气中的酸碱物质受第1次降水的冲洗减少的缘故[3]。

2.3 降水pH值与地面风的关系

风是影响大气对污染物输送和扩散的重要因子, 在研究中尺度污染时, 地面风的变化起着重要作用[4]。因此, 在主要污染物不变的情况下, 近地面层风场与酸雨关系密切。在4次pH值<5.6的酸雨中, 有3次是在北风情况下出现的。这是因为观测场位于泰安市的城南, 北风将市区的污染物刮向观测场, 导致观测点降水的酸性变强。另外, 从风速的统计结果来看, 这4次酸雨发生时平均风速是2.4 m/s, 都小于3 m/s。说明当近地面层风速较小、层结稳定时, 污染物不易扩散, 易形成酸雨。

3 小结

泰安市降水的p H值有明显的月变化特征, 这种变化与相对湿度、降水量呈负相关, 与地面风向、风速也有较密切的关系[5,6]。

参考文献

[1]郝吉明, 马广大.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社, 2002.

[2]王新堂, 刘焕彬, 李芸, 等.山东城市酸雨分布及其与气象要素的关系[J].山东气象, 2005, 25 (2) :26-28.

[3]吴兑, 邓雪娇.环境气象与特种气象预报[M].北京:气象出版社, 2001:104-113.

[4]赵殿五, 张晓山.中国的大气污染和酸雨、环境和气候变化对中国的挑战[M].北京:气象出版社, 1993:166-172.

[5]张敏, 宋纪堂.聊城市酸雨特征初探[J].山东气象, 2004, 24 (B11) :31-32.

酸雨对油菜种子发芽的影响 篇6

1 材料与方法

1.1 模拟酸雨条件

模拟酸雨的具体配制是:首先需要配制p H为1.0的酸雨母液,在配置的过程中要确保硝酸根和硫酸根的体积比为1∶4.7,然后用制备好的蒸馏水将母液配制成p H为5.0、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0的模拟酸雨,最后需要用p HS-29A的酸度计进行测试,确保无误差。

1.2 选用材料

选用苏油1号作为油菜品种,利用0.1%的汞进行杀菌8 min,并进行去离子水冲洗,仅只选取60例油菜种子作为研究对象,并将种子随机排列在垫有3层滤纸,直径为13 cm的培养器具中,并在p H值为4.0、3.5、3.0、2.5、2.0与5.0的酸雨模拟条件下进行培养;并与酸液离子成分中含有的中性溶液p H6.5(CK)进行对比,将种子放在26℃左右的恒温培养箱内。每天对种子的溶液进行更换,让其持续培养1周,并观察种子的萌发情况。

1.3 检查方法

根据种子检测原理和技术进行对种子的活力评估;通过种子浸泡后的重量与浸泡前的重要进行相比得出种子的吸水值;根据GI=∑(Gt/Dt),来计算种子的发芽指数,其中发芽数用表示,发芽天数用在经种子萌发2 d后,利用电导测定仪进行检查种子呼吸速率根据VI=S×∑(Gt/Dt),油菜生长势用S表示,其单位用每株平均鲜重量进行表示;检测每株幼苗的根长度和芽长度,根据一直指数(%)=(CK长度-处理长度)/CK长度(100%),根长以及芽长值均采用其平均值;(发芽前种子重量一发芽种子各部分干质量总和)/发芽前种子重量×100,来计算种子的贮藏物质消耗率。

2 结果与分析

2.1 酸雨对油菜种子发芽率的情况分析

发芽率能够充分地反映出种子质量的高低;当p H值为2.0~2.5时,油菜的发芽率显示为0,随着p H值的增高,发芽率分别为71.00b、83.65a、86.33a、87.15a,由此可得油菜的发芽率随着p H值的提高而增加,两者呈正相关;从降幅的角度观察,p H3.0酸雨条件下,与CK值相比,油菜下降了13.32%,两组具有显著性的差异[1]。

2.2 对油菜种子发芽势的情况分析

发芽势能够用来表示种子的活力情况,在p H值为2.0~2.5的条件下,油菜的发芽时经分析为0,当p H值为3.0、3.5、4.0、5.0时,其发芽势分别为65.23c、73.12a、78.01b、79.05b,明显呈增长的趋势,即油菜芽的发芽势与p H值的升高呈正相关;而与与CK值相比,p H为3.0时,降幅为11.09%,p H为3.0~5.0,两组差异性不明显。

2.3 对油菜种子的发芽指数以及活力指数变化情况进行分析

发芽与活力指标能够将种子的活力程度反映出来,在p H值为2.0~2.5的条件下,活力指标以及发芽指数均为0,在p H值为3.0~5.0时,油菜随着p H值的增高,其发芽指数和活力指标表现出明显的正相关系,p H值为3.0时,较CK值,活力指标以及发芽指标的降幅为1.78%、5.89%显著高于在其他p H值的降幅,因此在p H值为3.0条件下,油菜抗酸雨能力更强。

2.4 对种子的异状发芽率的情况进行分析

异状发芽直接反映出种子在困境中生长的情况,经研究发现,在p H值在任意的条件下,异状发芽率为0,可见酸雨对异状发芽率的影响,油菜的异状发芽率抗酸雨能力为0。

2.5 酸雨对油菜种子萌发生理的影响

2.5.1 对种子吸水值变化的分析

经分析发现,p H值分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0时,其吸水值分别为81.43a、82.16d、84.15c、86.19c、90.64b、91.75ab,随着p H值的逐渐增高,油菜种子的吸水值也随之增加;在酸雨的影响下,油菜种子的水分反应速度逐渐升高。

2.5.2 对油菜种子的呼吸速率变化情况进行分析

呼吸速率是反映种子萌发过程中的能量新陈代谢状态或者组织损伤程度的重要反映,当p H值分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0时,其呼吸速率为0.03(24.00)c、0.06(43.25)d、0.12(81.24)c、0.16(93.24)a、0.18(100.00)a、0.19(113.52)b,与p H值的变化呈正相关联,酸雨对油菜能量代谢具有一定的影响。

2.5.3 对油菜种子贮藏消耗率以及运转效率的情况分析

经研究,随着p H值的逐渐增高,油菜种子的贮藏消耗率却呈下降趋势;贮藏消耗率与p H值呈负相关系,油菜种子呼吸增强时,导致贮藏的物质消耗量有所增加,而由于条件的影响,外在输送减少,这表示着油菜种子的生理代谢出现了紊乱或者大量的物质都用以对胚细胞损伤的修复。

2.5.4 对油菜种子的抑制指数进行分析

抑制指数能够将酸雨对种子萌发的抑制程度反映出来,随着p H值在2.0~5.0上升时,芽长抑制指数以及根长抑制指数出现降低的现象。由于可见,p H值与油菜种子的抑制指数呈负相关。

3 讨论

在本次分析中,油菜的贮藏物质消耗效率、吸水率及吸水值随着p H值增高而升高而降低,与p H值呈负相关[2]。其原因可能是植物细胞再酸雨的条件下,将酸雨中的H+致使油菜的细胞质中的p H值出现下降的情况,进而改变了底物电离及酶[3]的带电性质,进而使酶的完全性造成损害造成油菜的贮藏物质运转的效率逐渐降低。在酸雨的影响下,油菜中的CAT和POD的活性出现减低的状态,进而导致H2O2的能力下降,其体内的水含量积累出现下降趋势。综上所述,酸雨的p H值≥3.0时,能够促进油菜种子的活力指数、发芽指标、发芽势、发芽率生长;但是对油菜的贮藏物质运转效率、吸水率及吸水值,贮藏消耗率,油菜的芽、根生长抑制指标等造成了一定的影响。

摘要：选用p H值为4.0、3.5、3.0、2.5、2.0与5.0进行模拟酸雨条件,探究油菜种子发芽情况。结果表明,在p H值2.0~2.5时,油菜发芽情况为0,而在p H值为3.0时,与CK相比,具有显著的差异性;当p H值≧3.0时,油菜种子的活力指数、发芽指标、发芽势、及发芽率与p H值呈正相关系。

关键词：酸雨,油菜种子,影响

参考文献

[1]冯颖竹,陈惠阳,余土元,等.中国酸雨及其对农业生产影响的研究进展[J].中国农学通报,2012,9(11):306-311.

[2]曹春信.酸雨对油菜的胁迫机理及外源抗坏血酸的缓解效应研究[D].南京:南京农业大学,2010.

浅析重庆市酸雨分布特征 篇7

19世纪40年代, 英国化学家史密斯就对降水布点监测, 开始连续观察研究。通过研究发现, 他首次提出“酸雨”一词[1]。从广义上讲, 酸雨更准确的说法是酸沉降, 所谓酸沉降是指排放到大气中的各种物质变酸, 然后酸性物质从大气中沉降到地表面的整个过程[2]。酸沉降分为湿沉降和干沉降两大类, 前者指的是所有气状污染物或粒状污染物, 随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者, 而p H值小于5.6的雨雪或其他形式的降水则习惯性称为“酸雨”。

其实关于“p H值小于5.6的降水为酸雨”这一说法一直存在着争议[3]。一些学者提出, 未被污染的天然雨水背景值 (p H为5.6) 即为是否为酸雨的判定值;但许多的学者认为p H值小于5.6作为降水是否“酸雨”的判定不够严谨。他们根据自己的研究提出了不同的观点。他们作了大量的监测研究[4], 选取一些未被人为污染的区域作为背景点, 布设监测点位监测其降水p H值 (见表1) 。根据其监测数据, 提出区域降水是否为酸雨的判定标准, 应与该区域的降水背景点p H值密切相关。他们认为在热带雨林中, 由于树木排放的甲酸和乙酸等有机酸可能使p H值低至5.0, 但这属于天然源, 所以应将“p H值小于5.0”作为该地区降水是否为酸雨的判定值;对于海洋区域来说, 其降水中的硫酸根是怎么也削减不了的, 而硫酸根是影响p H值大小的重要指标, 所以在界定海域区域降水是否为酸雨时, 还应考虑硫酸根对海洋天然源的贡献占多少[5,6]。而有些学者认为将“p H值小于5.6”作为降水是否为酸雨的判定, 太过笼统。他们认为在一些城市中, 因为受到碱性离子 (主要来自于空气中的颗粒物) 的中和, 其p H值往往高于5.6, 但并不能就此断定, 其降水没有被污染。相对而言, 远离城市的远郊地区, 降水p H值小于5.6, 并不能断定其降水被污染。

目前我国判定降水是否为酸雨时, 其标准仍然是以降水p H<5.6作为依据。因此本文也以降水p H<5.6作为酸雨判定依据。

2重庆市酸雨污染时空分布

2.1重庆市酸雨污染空间分布特征

酸雨频率和降水p H值是评价酸雨污染的两个重要指标。为规律性地研究重庆市酸雨时空分布, 笔者查阅统计了2006~2010年共5年的全市酸雨监测数据。通过统计汇总得到, 5年全市各个区县环境监测站共采集雨样9384个, 其中酸雨样4744个, 酸雨频率48.2%。降水p H均值为4.79 (见表2) 。分析统计降水p H值可知, 5年中降水p H最低值为3.03 (2009年4月在大足县监测点监测到) ;降水p H最高值为8.50 (2006年6月在江北区监测点监测到) 。

利用降雨量加权平均法[7], 可以计算出全市各区县5年的降水p H年均值。通常习惯将降水p H值小于4.5的区域, 称为重酸雨区。全市共有5个区县的降水p H年均值小于4.5, 属于重酸雨区。从空间分布看, 重酸雨区分别为巴南区、铜梁县、荣昌县、大足县和万盛区。降水p H值在4.5~5.0之间为中度酸雨区, 全市共有16个区县的降水p H年均值在4.5~5.0之间, 属于中度酸雨区。从空间分布看, 中度酸雨区分别为石柱县、江北区、城口县、南川区、武隆县、江津区、潼南县、万州区、北碚区、开县、涪陵区、沙坪坝区、渝中区、丰都县、渝北区和忠县。降水p H值在5.0~5.6之间为轻酸雨区, 全市共有5个区县的降水p H年均值在5.0~5.6之间, 属于轻酸雨区。从空间分布看, 轻酸雨区为綦江县、大渡口区、云阳县、长寿区和永川区。还有13个区县的降水p H年均值大于5.6, 不属于酸雨区。 (见图1) 。

从酸雨频率空间分布来看, 南川区、万盛区和渝北区等3个区域酸雨频率偏高 (>90%) ;南岸区、城口县、璧山县、永川区、綦江县、垫江县、奉节县、九龙坡区、梁平县、秀山县、酉阳县、黔江区、巫山县、石柱县、巫溪县和彭水县等16个区县酸雨频率较低 (<30%) (见图2) 。

2.2重庆市酸雨污染季节分布特征

为研究重庆市酸雨污染的时间分布特征, 笔者特选取“十一五”中的2010年春、夏、秋和冬季四个季节作为时间样本。查询汇总这四个季节的酸雨监测数据, 将酸雨频率和降水p H值作为分析指标。总体结果显示, 冬季降水p H值最低 (为4.46) , 相对应的是冬季酸雨频率最高 (为57.2%) 。可见, 2010年我市冬季酸雨污染最重;夏季降水p H值最高 (为4.92) , 相对应的是夏季酸雨频率最低 (44.9%) 。可见, 2010年我市夏季酸雨污染最轻 (见表3) 。

2.2.1春季分布状况

2010年春季, 全市降水p H最高值为7.04, 最低值为4.07, 降水p H季均值为4.87。全市重酸雨、中度酸雨和轻酸雨区域分别有9、9和8个。全市共有8个区县酸雨频率为0.0%;共有9个区县酸雨频率范围为80~100%。

2.2.2夏季分布状况

2010年夏季, 全市降水p H最高值为7.08, 最低值为4.06, 降水p H季均值为4.92。全市重酸雨、中度酸雨和轻酸雨区域分别有6个、9个和8个。全市共有12个区县酸雨频率为0.0%;共有11个区县酸雨频率范围为80~100%。

2.2.3秋季分布状况

2010年秋季, 全市降水p H最高值为7.09, 最低值为3.97, 降水p H季均值为4.81。全市重酸雨、中度酸雨和轻酸雨区域分别有6个、8个和9个。全市共有11个区县酸雨频率为0.0%;15个区县酸雨频率范围为80~100%。

2.2.4冬季分布状况

2010年冬季, 全市降水p H最高值为7.56, 最低值为3.58, 降水p H季均值为4.46。全市重酸雨区、中度酸雨和轻酸雨区域分别有8个、6个和6个。全市共有10个区县酸雨频率为0.0%;12个区县酸雨频率范围为80~100%。

3结语

通过查阅汇总2006~2010年共5年的全市酸雨监测数据和2010年四个季节的酸雨监测数据, 对重庆市酸雨污染的空间分布和时间分布做了初步分析, 得出以下结果:

3.1从降水p H空间分布看, 全市5年里的重酸雨区分别为巴南区、铜梁县、荣昌县、大足县和万盛区;全市共有16个区县属于中度酸雨区;全市共有5个区县属于轻酸雨区。

3.2从酸雨频率空间分布来看, 南川区、万盛区和渝北区等3个区域酸雨频率偏高 (>90%) ;而南岸区、城口县、璧山县、永川区、綦江县、垫江县、奉节县、九龙坡区、梁平县、秀山县、酉阳县、黔江区、巫山县、石柱县、巫溪县和彭水县等16个区县酸雨频率较低 (<30%) 。

3.3从季节时间分布看, 冬季降水p H值最低, 酸雨频率最高, 酸雨污染最重。夏季降水p H值最高, 酸雨频率最低, 酸雨污染最轻。

参考文献

[1]Parkin, G.F., and DagueR.R.Optimal Design of Wastewater Treatment Systems by Enumeration.Journal of the Sanitary Engineering Division ASCE, 1972, 98, (SA6) :883-851.

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