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酸雪类型
丹东市位于辽宁省东南部,南东为北黄海,与朝鲜的新义州市隔鸭绿江相望,是一座沿江分布的带状城市.市区内设有3个降水监测点,锦江山、监测站两个点位于市区内,浪头监测点位于市郊当空气中CO2 溶解于降水和从降水中逸出达到动态平衡时的pH约为5.60,pH < 5.60的降水为酸雨(雪) .降水中阴离子的多少可以表示某种污染物的贡献,阴离子的贡献率拟采用下式计算:K0 = P0 / ∑Pi (1)式中:Pi - 第i种阴离子浓度; P0 - 所求的阴离子浓度; K0 - 所求的阴离子贡献率,其值最大者,说明该次酸雨(雪) 为该类型酸雨(雪) .该次降雪pH值及阴离子- 权重系数值.监测站和浪头两个点位的pH值小于5.6,属于酸雪,锦江山不是酸雪,但pH值也偏低,降雪呈偏酸性; 从离子组分监测结果上看,SO42 - 贡献率最大,其余离子浓度则很小,可以认定此次酸性降雪类型为硫酸型降雪.
2 污染原因分析
2.1 气象条件
空中风场.空中风场以前一天20 时900 hpa(高度900 m 左右) 高空天气图来描述,见图2.空中风场表示了大气环流的走向及水汽来源.前一天20时丹东上空风场处于低压气旋,并且在其上风向的华北、山东半岛上空又有一个低压气旋向东移,丹东市上空接连受低压气旋影响,气流向其中心辐合,又山东半岛是我国长江以北的独立的酸雨区,来源于山东半岛、大连及东港电厂的水汽及大气污染物,对此次酸性降雪都有一定影响.地面气象条件.降雪时间从4时12分到12时42分,降水量为4.2 mm,期间地面为NE风,风向与城市的长轴方向相同,风速较小,为0.5 m /s,地面气流为弱低气压,呈弱辐合,早晨出现较强的逆温天气,这些气象条件都不利于近地面污染物的扩散,从而增强了酸性降雪的酸度.
2.2 污染源
⑴燃煤锅炉排放SO2.丹东市内有3个电厂:化纤电厂、鸭纸电厂和丹纸电厂,还有1 150多台民用燃煤锅炉,排放SO2 6 t/h,此外还有化纤公司等化工企业,排放H2 S、硫酸雾等工业废气,这些都是酸雪形成的来源.⑵湿式除尘器排放酸雾.近几年市内1.4 MW以上吨位的燃煤锅炉都安装了湿式除尘器,这种装置加碱性脱硫剂费用很大,且很难监控企业加脱硫剂,运行时其烟囱冒出的烟气在感官上洁白干净,其实这种白色烟气含有大量的SO2 和亚硫酸,是一种酸雾.
2.3 空气中尘粒
丹东市采暖季风速较小,很少受外来的风沙等沙尘天气影响,空气比较清洁.1月大气降尘7.0t/月•km2 ,是近年来同期的最低值.另外,采暖季降尘大部分来自于燃煤锅炉排出的烟尘,而从湿式除尘器排出的烟尘多半经酸水浸泡带有酸性,它不仅不能中和降雪的酸度,反而会使降雪酸性更强.酸雨(雪) 的形成主要是由大气环流形成的,形成云、降水等天气系统是由上风向远程输送的.此次酸性降雪就是大气环流、地面气象条件、城市长轴走向、城市采暖除尘方式等多种因素共同作用的结果.
3 防治对策
此次酸性降雪虽然是一个个例,却反映了其必然的规律,反映了城市规划、采暖供热方式、锅炉除尘方式和脱硫技术及环境管理等方面的问题.为消除采暖季出现酸雪现象,应采取多种有效对策进行专项治理.⑴拆除城区内小锅炉,采用电厂锅炉采暖供热.不能一个小区一个锅炉房,一幢楼一台炉,这是解决丹东酸雨(雪) 和SO2 污染最根本的出路,也是现代化无污染城市建设的必由之路;
⑵对不在电厂管网内的供热区域采用节能环保型水煤浆锅炉,取代燃煤锅炉.因水煤浆锅炉便于脱硫和管理;
⑶锅炉除尘器更新换代,开发一种既能除尘,又便于脱硫,不排放酸性水蒸汽并运转费用低的除尘脱硫装置,以取代目前在用的湿式除尘器;
⑷盛行风向上游方向的燃煤电厂锅炉应上脱硫设施,削减SO2 的排放,消除和减弱对丹东酸性降水的影响;
⑸城市建设应考虑气象和环境因素,沿江地带不应建排式高楼,以便于城市空气的扩散和交换.
