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目录

第一章 绪论
一．概况
（一）位置
（二）重庆市酸雨现状及污染特征
1. 酸雨污染现状及地域分布
2. 酸雨年际、月际变化
二．主要研究内容
三．结论
第二章 酸雨及其成因
一．酸雨的定义
二．重庆酸雨的成因
（一） 能源结构是酸雨形成的根本原因
（二） 气象因素和地形条件是酸雨形成的重要条件
第三章 重庆酸雨对其陆地生态系统的危害
一．黑雨
二．酸雨与森林
三．酸雨与土壤及其生物
四 酸雨对植物的影响
五 酸雨与河流
六．酸雨与建筑
第四章 酸雨的污染防治
一．积极开发、大力推广清洁能源。
二．使用低硫燃料和改进燃烧装置.
三．利用植物的自净作用防治酸雨
四、烟道气的脱硫
五 控制汽车尾气的排放

浅析重庆酸雨对陆地生态系统的危害及其治理

孙高敏

西华师范大学国土资源学院资源与城乡规划管理2005级6班
摘 要：重庆市是全国酸雨污染最严重的地区之一。因此本文先从酸雨的概念，成因进行分析，在次对重庆市酸雨对陆地生态系统的危害及其怎样治理开展深入的研究,对重庆市酸雨防治, 三峡库区的生态环境安全,区域经济社会的持续、健康发展都具有重要意义。
关键词：酸雨 陆地生态 危害 治理 重庆

Acid rain on the building-up of chongqing terrestrial ecosystem and its governance harm

Sun Gaomin
Chian Ｗest Normal University college of resources land resources of urban and rural planning &resource management level 6 class in 2005

Abstract:TheChongQing is the acid rain pollution in one of the worst hit areas. Therefore this paper starting from the concept of acid rain, causes are analyzed, and the acid rain in times of ChongQing on terrestrial ecosystem management in how the harm and in-depth study on prevention and control in the three gorges reservoir area of chongqing, acid rain, and the ecological environment of the regional economic and social security of the sustained and healthy development has important significance.
Keywords: Acid rain control land ecological harm ChongQing

1 概况
重庆位于东经105°17′~110°11′、北纬28°10′~32°13′之间,幅员面积8.24万平方公里。地貌类型以山地为主,喀斯特地貌大量分布。气候属中亚热带湿润季风气候区,年平均降雨量1020~1370mm,但时空分布不均。土壤类型多样,其中水稻土占42·8%,紫色土占30·6%,黄壤16·1%。区域内水资源总量超过5000亿立方米长江、嘉陵江、乌江等与上百条中小次级河流,构成近似向心状的复合水系。农用灌溉水源主要由江河、溪流、塘库组成,其中池塘占较大比重。天然气、煤等矿产资源丰富。重庆作为西南地区重要的工业基地,工业用煤量大,并且当地的煤含硫量高(3%~5%)。境内盆地丘陵交错,白天与夜间山风、谷风交替,加之风速小、气温高、湿度大、伏旱重、雾日多等气候特征,使大气污染物在区内起伏宕荡,难以向外扩散,加剧了酸雨污染的程度[2],每年SO42-湿沉降介于1~5g/m2[3],属中国酸雨严格控制区。

2 重庆市酸雨现状及污染特征
2.1 酸雨污染现状及地域分布
1998年重庆市36个降水监测点监测结果见表1。统计表明:重庆市降水pH范围3.43~8.90,降水pH均值为4.88,酸雨pH均值4.59,酸雨频率为45.6%,酸雨量占降水总量的49.8%;与往年相比,重庆市酸雨属组团式的区域性污染,原重庆市域污染重于涪陵、万州和黔江,且酸雨强度和频率为远郊>城区>近郊,表现出酸雨在空间上的迁移性。

2.2 酸雨污染特征
重庆酸雨中的污染指标较为复杂,据表2可知,硫酸根离子占绝对优势,酸雨仍属典型的硫酸型,这与重庆市大气环境中SO2严重超标(1998年年日均浓度0.147/mg·m-3,其中主城区
0.183/mg·m-3),而NOx基本达标(1998年全市年日均浓度0.042/mg·m-3)是一致的。表2 重庆市1998年降水组分监测统计/mg·L-1
3 重庆酸雨的成因
作为大气污染重灾区,重庆酸雨由来已久,已引起了国内外广大专家、学者和各级政府部门的关注。
3.1 能源结构是酸雨形成的根本原因
重庆市酸雨污染与能源结构关系密切。重庆是座工业城市，城市生产和生活能源消耗 长江和嘉陵江流经重庆，特别是长江三峡大坝以煤为主，而重庆地区煤炭含硫量普遍偏高。重庆市作为全国的老工业基地,长期以来,能源消耗一直以原煤为主,1997年全市能源结构中煤炭占77.9%、天然气12.8%、电力4.6%、成品油4.7%。根据分部门燃料消耗统计,重庆市酸控区每年煤炭消耗量为1552.54万t(主城区440万t),其中电力行业耗煤量563.54万t。而重庆本地煤炭中,91%以上为含硫量超过3%的高硫煤,含硫量低于3%的占9%(其中小于1%的低硫煤仅7%),本地煤年产量3000万t,约占全国产量的—2—30%,是全国高硫煤的主要产区。高硫煤大量使用导致了大气中以SO2为主的硫化物的迅猛增加。1995年,重庆市SO2排放量95万t,煤炭消费排放的SO2占排放总量的98%,其中燃煤直接排放占85.4%;酸控区SO2排放总量为76.053万t,其中火电厂高架源为22.436万t,占29.5%(重庆发电厂、华能珞璜电厂17.92万t,占电力行业的79.87%)。以燃煤为主排放的大量SO2,在大气颗粒物中Fe、Cu、Mg、V等成酸反应催化剂的作用下,通过气相或液相氧化反应生成硫酸或亚硫酸及其盐类,是重庆酸雨污染的主要物质。
3.2 气象因素和地形条件是酸雨形成的重要条件
重庆市地处盆地，山地面积达60％，丘陵占30％，常年平均风速0.9—2.1米每秒,气象和地形条件不利于大气污染物的扩散，使大量排放的二氧化硫在本地区沉降。酸雨损害植物新生芽叶生氏发育，导致生态坏境恶化。特殊的地形和气象动力条件对大气污染物的扩散十分不利。重庆地处四川盆地东部,东及东北临大巴山,南及东南靠贵州高原,呈三面闭合态势。域内山地面积占59.8%,丘陵30.2%,平坝和台地10.0%。主城区位于长江与嘉陵江汇流地,东西两侧系低山,丘陵河谷占76%,低山24%,是有名的“山城”。重庆主导风为偏北风(NNE),特殊的地形条件对风的影响十分突出,常年平均风速界于0.9~2.1m/s,冬季平均风速约1m/s,夏季1.5m/s左右,低洼槽谷地区及盛行风的背面全年平均风速在1m/s以下,全年微静风频率大于50%。重庆地区大气稳定度主要以中性为主,全年频率为67%,冬季达75%。城区出现逆温的频率一般在60~80%,接地逆温频率在35~40%之间,冬季逆温持续时间平均达10h,甚至全天不散。逆温强度0.6℃/100m,混合层厚度500~600m,逆温层下极易成雾,致使近地面污染物难以向外扩散。重庆市域地面流场以辐合型为主,局地城市风、山谷风明显。由于能流物流高度集中的城市活动所释放的热量较多,造成主城温度比周围农村年平均气温高0.5~1.5℃,形成城市风,造成的局部地区气象的异常和大气污染物浓度在城区的增加。此外,重庆地区峰谷相间,盆地丘陵交错,山谷风较为显著,白天与夜间山风、谷风交替,使大气污染物在区内起伏宕荡,难以向外扩散,加剧了重庆酸雨污染的程度。
3.3 汽车尾气成为人造酸雨的的新来源
在发动机内，活塞频繁打出火花，如同天空中的闪电，将氮气氧化成氮氧化物。近年来，重庆市汽车、摩托车数量猛增，其尾气对酸雨的“贡献”率正在增加，成为酸雨形成的新特征类型。

4 酸雨对重庆陆地生态系统的危害
4.1酸雨对森林的危害
　酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。在酸雨的作用下，土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会释放出来，并随着雨水被淋溶掉。所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失，造成土壤中营养元素的严重不足，从而使土壤变得贫瘠。此外，酸雨能使土壤中的铝从稳定态中释放出来，使活性铝的增加而有机络合态铝减少。土壤中活性铝的增加能严重地抑制林木的生长。酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。酸雨还可使森林的病虫害明显增加(见下图1)。

图1酸雨对森林的危害
4.2酸雨对土壤及其生物的危害
酸雨渗入土壤中,使土壤酸度增大,引起盐基离子和重金属离子溶出增多,H+ 与CaCO3的反应,随着pH的降低,使Ca,K,Na,Mg及Pb,Cu,Zn,Be,Cd,As,Mn,F和Fe的离子浓度增加,尤其是引起Al3+的浓度逐渐升高,增加了水体中Al的浓度和毒性.彭金良等总结了酸度通过3种机制改变金属的形态与分布:(1)酸度改变了金属的水解平衡及游离金属离子的浓度;(2)H+与金属离子对有机或无机物质的竞争结合,改变络合平衡;(3)酸度影响了金属离子吸附过程中金属氢氧化物的共沉淀,生物表面吸附等.张宇峰等研究了酸雨和有机配体(EDTA)对已污染红壤中稀土元素释放的影响,结果表明,相同pH下,萃取率随着EDTA浓度升高而升高;EDTA浓度相同时,萃取率随pH降低而降低.同时,酸雨抑制了一些元素的吸收,徐冬梅等表明,酸雨通过改变土壤pH而改变土壤磷酸酶的肽链构像,氨基酸残基微环境而影响土壤磷循环,酸雨又导致了过量N和S等的输入,导致土壤营养严重不平衡,成为造成土壤肥力降低,森林衰亡等的重要原因之一.
4.3 酸雨对河流的危害
酸雨使湖泊酸化。实验证明，pH<5时，鱼类的繁殖和发育会受到严重影响。酸雨将土壤中的活性铝冲洗到河流、湖泊中，毒害鱼类，直至死亡。长江和嘉陵江流经重庆，特别是长江三峡大坝的修建，高峡出平湖，长江水流速度将变缓，如果酸雨得不到控制，就会改变整个长江水体生态系统，使水体中的生物种类和数量大大减少，甚至有可能成为“死湖”。酸沉降的最终去向是湖泊和河流,河水中重碳酸盐等碱性物质中和留入的酸,直到耗尽这些碱,河水逐渐被酸化.水一旦被酸化,鱼就会因体内的盐份浓度下降而衰弱死亡.其次,土壤中溶出的铝离子也会被输到水中,这些金属的毒性从浮游生物起按由弱到强的顺序排列的生物依次灭绝、生物链断裂、生态系统被切断.同时鱼卵不能被孵化,成鱼因腮的损坏而不能呼吸.例如,在最早出现酸雨危害的挪威,1986年全国1005个湖泊再次进行了酸雨危害的调查,鱼类几乎灭绝的湖泊占52%之多,在这次调查的对象中,有305个湖泊是1974～1975年调查过的,比较两次的结果,发现在72%的湖泊中,氮氧化物的浓度上升了.通过这次调查推断,遭受到特别严重影响的地区达13000平方公里,增加了40%.
4.4．酸雨对建筑的危害
酸雨容易腐蚀水泥、大理石等，并能使金属表面生锈，因此建筑物易受损。重庆江边山崖上的石刻佛像已面目模糊，公园和广场上的雕刻艺术品变得越来越“黑”，各种市政设施往日的辉煌不再，造成了严重的经济损失。
4.5酸雨对人类健康的危害
酸雨中的二氧化硫对呼吸道有刺激作用,轻者会引起咳嗽,声音嘶哑;重者使人感到呼吸急促,胸痛等;若长期吸入二氧化硫,可发生肺炎肺心病,调查发现,于清洁区相比较,酸雨污染区儿童的血压有下降趋势.红细胞及血红蛋白偏低,而白细胞数较高.酸雨除了危害人体的呼吸系统之外,对人体的免疫系统也有危害.另外,酸雨还可以导致老年性痴呆症的发生.研究发现,在老年性痴呆患者的大脑组织中,铝元素含量很高,而在土壤、水和食物中,铝元素较高的地区,老年性痴呆的发病率也较高,在自然状态下难溶于水的铅元素在酸性水质中可被激活,从而呈现出可溶性,并能被人体吸收,从而导致老年性痴呆.

5 酸雨污染的防治
酸雨的危害已经引起重庆市政府的重视,就目前而言,提高能源利用率,减少污染气体的排放;改变能源结构,加速发展无污染能源;增强人们对防酸的意识;此外,在饮食和营养上日常生活中因该注意用洁净的水,吃无污染的食品,把酸雨给人们带来得危害降低到最小限度.以上说明, 酸雨的防治主要是减少硫化物和氮化物的排放量。
5.1积极开发、大力推广清洁能源
大力开发水资源，充分利于乌江、嘉陵江水能资源，使水电在电力中的比重升至50％以上；结合扶贫开发小水电；煤矿采用液化、气化进行清洁能源开发；综合抽放瓦斯并加以利用；农村大力开发沼气能源；加速开发利用天然气的步伐，尽早替代煤炭的直接燃烧；此外，对汽车要推广使用天然气作为动力燃料，从而大大减少其尾气中Nn的排放量；积极发展核能，以及开发利用新能源和太阳能。
5.2使用低硫燃料和改进燃烧装置.
改用含硫量低的矿物燃料是减少SO2：排放和控制酸雨的最有效方法；火电厂和锅炉用低硫煤或对高硫煤进行洗选脱硫，最大限度减少SO2的排放量。减少二氧化硫最简单的方法是改用含硫低的燃料.化石燃料中硫的含量一般其为重量的1.0%～6%,美国正在作出规定,当煤的含硫量达到1.5%以上时,就因该加入一道洗煤工序,原煤经过洗选后,二氧化硫的排放量可减少30%～50%,灰分去除约20%.另外,该烧固硫型煤、低硫油或以煤气、天然气代替原煤,也是减少硫排放的有效途径.
   改进燃烧方式也可以达到控制二氧化硫和氮氧化物排放的目的.使用低氮氧化物的燃烧器来改进锅炉,可以减少氮氧化物的排放,流化床燃烧技术近来得到应用,新型的流化床锅炉有极高的燃烧效率,几乎达到90%,而且能去处80%～90%的二氧化硫和氮氧化物,还能去处相当数量的重金属.
5.3利用植物的自净作用防治酸雨。
许多植物都可以吸收一些有毒有害的物质，或富集其体内，或转化为无害物质。据统计，10000 ㎡的柳杉林每年可吸收720kg的SO2：；利用长江两岸退耕还林还草的大好时机，栽植能起自净作用进行酸雨防治的树木，也是使环境自我生态恢复的一种有效方法。
5.4推广民用气化率，加强煤层气资源的开发利用
目前，重庆市政府正在大力推广城市居民及公用事业单位使用天然气、液化石油气，同时也在农村推广使用沼气。大力推进该项工程后，可减少燃煤有效地控制低空面源造成的以S02为主的污染，减少酸雨的危害。重庆市煤层气资源丰富，目前中梁山矿务局抽放的煤层气(瓦斯)全部用于燃气供应，松藻矿务局2003年抽放煤层气约9 500万耐，部分用于煤矿职工生活、发电外，其余近50%的煤层气因未利用而排空，其他矿务局抽放的煤层气除职工生活使用外基本上是排空，不仅造成资源的大量浪费，而且还造成大气污染。重庆市应尽快出台有关政策措施，促进矿井煤层气资源的开发利用。
5.5加强环保监督管理
严格执行国家环保法规，改变走先污染后治理的老路。严格执行环境评价制度，严格审查批新、改、扩建S02排放项目，采用先进、可靠、易于管理实施的削减措施;加大宣传力度，有针对性的开展环境教育;明确法律责任、管理职能和实施办法，做到有法可依、违法必究、执法必严，强化环保的法律地位。同时可依靠市场经济杠杆，制定排污收费制度和处罚措施;对于投资环保领域、发展环保产业的企业给予一定的优惠政策。使用催化剂,来控制氮氧化物的排放量.

6 结论
综上所述，重庆市在减少S02排放和酸雨治理上已经取得了一定的成果，但该市的降水pH值和酸雨pH值均成上升之势，酸雨的频率也有大幅度下降，该市的治理措施在主城区范围内已初见成效但污染仍然严重，形势依旧严峻，大力发展清洁生产，积极推进各项治理措施的开展，进一步深化净空工程的各项措施，减少酸雨污染，增大环境容量，走可持续发展道路，造福子孙后代是我们应有的责任
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