第３３卷第１３期 Ｖ０ｌＩ３３ Ｎｏ．１３ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１４年５月 Ｍａｖ．２０１４ 长沙城区环境空气颗粒物污染对酸雨污染影响初探 宁顺卫 （湖南省环境监测中心站，湖南长沙４１００１４） 摘要：根据长沙市２００５年～２０１１年环境监测数据，分析了长沙城区环境空气中颗粒物、降尘和ｓ０。污染对降水ｐＨ值 的影响，探讨了长沙城区酸雨污染的主要成因。 关键词：空气颗粒物；降水ｐＨ值；酸雨成因 中图分类号：Ｘ８３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１４）１３＂００１３～０２ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａｍｂｉｅｎｔ ａｉｒ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｃｉｔｙ ｏｎ ａｃｉｄ ｒａｉｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ＮＩＮＧ Ｓｈｕｎ—ｗｅｉ （Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｒｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１００１４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＣｈａｎｇｓｈａＣｉｔｙｆｒｏｍ２００５ｔｏ ２０１１ ｉｎｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｉｍｐａｃｔ ｏｆａｉｒ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔｅｒ，ｆａｌｌｉｎｇ ｄｕｓｔ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ＳＯ２ ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｃｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｂｅｓ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ａｃｉｄ ｒａｉｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｃｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔｅｒ；ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｉｄ ｒａｉｎ 我国大气中９０％的二氧化硫来自燃煤，到２０１０年二 氧化硫排放量达２ １８５．１万ｔ，成为世界上二氧化硫排放量 最大的国家。由二氧化硫引发的酸雨范围不断扩大，程 度不断加重，危害面积已占全国面积的３０％。酸雨是全球 成因，对控制酸雨污染改善生态环境具有重要意义。 １城区降水ｐＨ值与城市环境空气颗粒物的相关性 分析 通过对长沙市城区２００５年～２０１１年降水ｐＨ值与环境 空气中颗粒物和ＳＯ 污染水平的变化分析，可知： ①降水ｐＨ值、ＴＳＰ（ＰＭ 。）、ＳＯ：等污染因子有季节变化 性环境问题之一，在国外酸雨被称为“空中死神”，其危 害表现为改变水生和陆生生态环境，直接危害动、植物 生长，并使有毒、有害物质通过食物链大量聚集生物体 内，最终危害人类健康。同时，对建筑物、机械和市政设 施的腐蚀，造成难以估量的经济损失。据报道，仅美国因 规律，颗粒物四季无明显性变化。降水ｐＨ值、ＴＳＰ（ＰＭ 。）、 ＳＯ 等污染因子的月均值曲线呈规律性变化，一般表现为 每年１、２、１１、１２月份污染较重，６、７、８月份污染较轻的明 显季节性变化规律；环境空气中颗粒物可能因受地面扬 尘及城市基建工地等因素影响较大，未呈现明显季节性 变化规律。 酸雨对建筑物和材料的腐蚀每年经济损失达２０亿美元。 据估算，我国仅川黔和两广四省，１９８８年因酸雨造成森 林死亡，农作物减产，金属受腐蚀的经济损失总计在１４０ 亿元。我国是世界三大酸雨区之一，其中，华南地区又是 我国酸雨污染的重灾区。据报道，每排放１ ｔ二氧化硫造 成约２万元经济损失，２０１０年全国二氧化硫排放总量高 达２ ８００万ｔ，由此测算，２０１０年全国因排放二氧化硫造成 ②酸雨污染与颗粒物污染呈现相关性。２００５年～２０１１ 年中，２００５、２００６年长沙市酸雨最严重，年均值分别为３．４２、 ３．７４，均在４．０以下，２００９年酸雨污染最轻，ｐＨ值为４．７０，为 ７年最高值。ＴＳＰ年均值２００５、２００６年最大，分别为０．２２６、 ０．２２４和０．２２８ ｍｇ／ｍ ，均在０．２２ ｍｇ／ｍ 以上，２００９年ＴＳＰ浓 酸雨污染带来的经济损失约高达５ ６００亿元。 湖南省会长沙地处湖南东北部，比邻株洲市和湘潭 市，是湖南省经济最为活跃的区域，也是华南酸雨区的 核心区域，随着工业化、城市化建设的快速推进，二氧化 度值较低，为０．１７９ ｍｇ／ｍ３ｏ表明降水ｐＨ值的高低与ＴＳＰ浓 度值的高低相关。 硫的排放逐年增加，以ＰＭ 为主的颗粒物污染日趋严重， 致使灰霾天数和酸雨频次增多。因此，探讨长沙城区酸 雨污染与颗粒物污染关系，初步揭示长沙城区酸雨主要 收稿日期：２０１４—０２—２５ 作者简介：宁顺卫（１９７２一），男，湖南衡阳人，大学本科，助理工程师 研究方向：环境空气监测。 ③降水ｐＨｉｌ］均值与ＴｓＰ月均值浓度值基本上趋于负 相关。统计表明，长沙城区降水ｐＨ值的谷值出现在１月、 １２月附近，峰值出在５月至９月，ＴＳＰ月均值峰值出现在１ 月、１２月，分别为０．２３４、０．２５８ ｍｇ／ｍ ，谷值出现在６、７、８月 份，分别为０．１４１、０．１３９和０．１４２ ｍｇ／ｍ ，ｐＨ值的谷、峰值基 本上与ＴＳＰ的谷峰值呈负相关。 １４ 企业技术开发 ２０１４年５月 ④降尘对酸雨影响较小。统计表明，２００５年～２０１１年 ②长沙城区酸雨来源仍为典型的硫酸型污染，颗粒 物对酸雨的形成起十分重要的作用。城区降水化学组分 分析结果统计表明：降水中阴离子（ＳＯ＋ＮＯ）／ＥＢ一有５个 比值在０．９以上，最小比值为０．６２７，ＳＯ／ＮＯ中７个比值均在 ５．０以上，表明阴离子中最主要成份仍是ＳＯ，但阴离子中 ＮＯ所占比例不容忽视。 环境空气中颗粒物主要来源于企业排放的烟尘和粉 中，降尘的年均值在ｌ２．８２～ｌ４．５４ ｔ／ｋｉｎ：・月浓度值范围内 呈无规律变化。在ＴＳＰ和降尘中，空气动力学当量直径≤ １００ ｍ的ＴｓＰ与降水ｐＨ值相关性较大，表现为ＴＳＰ浓度值 越高，ｐＨ值越低；空气动力学当量直径在１ ０００ ｍ左右的 降尘对ｐＨ值的影响不明显。这可能与降尘颗粒大，在环 境空气中运动速度较慢、距地面较近、容易降落等特性 有关 尘，以及地面扬尘。颗粒物在空气滞留过程中吸附环境 空气中的各种气体组分，尤其大量吸附硫氧化物和氮氧 ２城区降水ｐＩ－Ｉ值与城市环境空气污染物ＴＳＰ （ＰＭｍ）、降尘、ＳＯ：的相关性检验 相关性检验分析表明，降水ｐｍｑ均值与环境空气污 染物ＴＳＰ（ＰＭ。。）、Ｓ０ 和降尘的月均值的相关系数分别为： ０．３６，０．４３和０．１７，相关水平呈现为：很显著相关，高度显 著相关和不相关。这与降水ｐＨ值与环境空气污染物ＴＳＰ （ＰＭ ）、ＳＯ 和降尘的监测结果分析是一致的。 ３长沙城区酸雨污染成因综合分析 ２００５年一２０１１年的监测结果表明，长沙市城区降水 ｐＨ值与酸雨频率总体上呈ｐＨ值升高、酸雨频率下降的发 展趋势，具体表现为：２００５年～２００９年，降水ｐＨ值呈规律 性逐年升高，酸雨频率呈逐年下降趋势；但２０００年～２０１ １ 年，降水ｐＨ值逐年下降，酸雨频率逐年回升，但回升后酸 雨污染水平低于２００５、２００６年。 结合长沙市自然环境条件和酸雨形成的机理等多 方面的综合分析，城区降水ｐＨ值与酸雨频率的高低大致 与以下因素相联。 ①与酸雨污染综合防治的措施及管理力度密 切相关。从以上分析可知，长沙酸雨污染主要是工业污 染源燃煤排放ＳＯ 造成的。２００５年开始，长沙市从经济政 策、产业布局和污染防控措施上采取了一系列举措，大 力降低城区Ｓ０ Ｅ放量，减少酸雨频次。一是，强化措 施。先后制定出台了《长沙市二氧化硫污染综合防治规 划》和《关于采取措施控制大气污染的通告》等。二 是，升级产业结构和优化产业布局。长沙的工业主要是 在上世纪７０、８０年代发展起来的，生产工艺相对落后，产 业结构不尽合理，产业布局随意凌乱。结合企业改 制和区域规划，建设规范的工业园区，整合企业入园，大 力发展和引进高新技术产业，淘汰落后工艺和产品，优 化产业结构，减少ＳＯ：的排放，从源头上抑制酸雨的形成。 三是，大力推广低硫煤使用，高硫煤的使用。在城区 二环线以内城区，严禁使用燃煤锅炉，餐饮业实行煤改 气等综合防治措施。同时，加大烟气脱硫设施建设的投 入，加强环境监管，确保脱硫设施的正常运行，降低ＳＯ 的 排放。这些和措施取得了明显的成效。长沙市工业 污染源ＳＯ：排放量从２００５年的１．１２万ｔ下降到２００９年的 ０．８４万ｔ。同期降水ｐＨ值提高了１．２８，酸雨频率降低了４９．３ 个百分点 化物，加之长沙市地处亚热带季风区空气相对湿度较高， 潮湿气溶胶表面吸附水量较大，使ＳＯ 转化速率加快，从 而导致降水ｐＨ酸化严重。２００５年至２００９年，长沙城区工业 企业的烟尘年排放量从６ ０００余吨，下降到４ ０００余吨；工 业粉尘年排放量从７１ ０００余吨，下降Ｎ４８１ ０００ ｔ。这些颗 粒物排放量的下降，减少了酸雨的污染。 ③机动车尾气排放，对酸雨的影响仍然不可忽视。 近年来，长沙市机动车数量正在以每年万辆以上的速度 增加，机动车尾气污染日益严重，特别是是在城区。机动 车尾气排放的ＮＯ是环境空气中ＮＯ 的重要来源。监测表 明，长沙环境空气中ＮＯ 浓度总体上呈上升趋势，表明环 境空气中ＮＯ： ２ｅ，体上污染呈加重趋势。降水中ＳＯ／ＮＯ比 值，总体上呈递减趋势，表明ＮＯ对降水中ｐＨ值的影响有 上升趋势。 根，是导致雨水酸化的重要致酸物质之一，机动 车尾气ＮＯ是根的重要前体物，因此，长沙市机动车 尾气排放对酸雨的影响，应引起各部门的高度重视。 ④城区降水ｐＨ值，酸雨频率受长沙市地形地貌、气 象条件影响。 长沙市地处洞庭湖东南面，地势呈西南高东北低， 地势使冬春两季极不利于污染物扩散。气候为亚热带季 风区，冬春两季逆温层低，全年相对湿度为８０％以上，降 雨充沛，年降雨量为１ ３７８ｆｉｌｍ。这些气象条件，加速了环 境空气中ＳＯ 在潮湿的气溶胶颗粒物表面的转化。这些因 素可能是造成长沙城区降水中ｐＨ值的最低值多出现在１ 月、ｌ２月，酸雨频率高值多出现在冬春两季的原因之一。 ⑤呈弱酸性的土壤类型使环境空气中，气溶胶不能 有效地抑制降水的酸化，这可能是长沙市酸雨严重的原 因之一。根据土壤普查结果，全市土壤多为呈弱酸性的 地带性红壤，红壤覆盖全市总面积的７０％左右，土壤的 ｐＨ值在４．９～５．０，由土壤形成的尘埃多呈弱酸性。此外，＿［ 业排放的烟尘及粉尘也多呈微酸性，导致长沙市环境空 气中的颗粒物呈弱酸性，使环境空气中气溶胶不能有效 地抑制降水的酸化，颗粒物对酸雨的缓冲能力差，这些 因素也是长沙市酸雨严重的原因之一。 ４结语 ①长沙市城市区域酸雨总体上呈污染减轻的趋势。 ２００５年－２０１１年，降水ｐＨ值呈规律性逐年（下转第２２页） 企业技术开发 自实施人员对真实环境业务数据的统计分析结果，以及 ２０１４年５月 ， 入登录页面，用ｐｋ登录，提交登录信息，进入系统； 针对真实环境业务数据而推断的合理性能指标。 通过与开发人员的讨论，确定本次性能测试需在一 定数据量的环境下执行，且测试脚本运行过程中，尽量 模拟不同用户进行操作，因此，需对基础数据进行准备。 基础数据的准备形式，可通过采用真实数据库或测试人 员利用工具新增数据的方法完成。 本次性能测试主要从三个方面进行考虑： （￣ａｃｔｉｏｎ：进入人才库信息查询页面，输入查询条件， 点击查询按钮，查询人才库的信息。设置点击查询按钮 到完成查询人才库操作为一个事务，且在该事务前设置 集合点； ③ａｃｔｉｏｎ＿ｅｎｄ：退出系统。 其次，新建场景，把先前录制好名为场景３的脚本添 加到场景，分别设置ｌ０、２０、３０个虚拟用户同时进行并发 操作，运行３０ｒａｉｎ。 运行后，通过Ａｎａ１ｖｓｉｓ分析得出各项指标，见表１。 表１性能指标表 吞ｂｐｓ①负载测试。主要考虑大量用户驻留系统或对系统 进行操作所产生的结果，根据实际环境使用情况及客户 端数量暂定单台服务器能支持５０～１００用户在线正常操 作。针对此测试需求，将从如下几点人手： 任何操作，待所有用户登录完成后，再陆续注销退出系统。 １００用户持续登录系统，选取部分用户执行简单的页 １００用户持续登录系统并驻留，驻留系统期间不执行 用户数时间（ｓ） 时间（ｓ）时间（ｓ） 资源情况 量（ ）一 口±成功率 １０ ２０ ０．３４６ ０．３５ ４．４５３ ８．２９６ ０．８０５ １．２４２ 正常 正常 ３１ ６９８ ６０ ８３６ １００％ １００％ ３０ ０．３６８ １５．２９４ ３．４４６ 正常 ７５ ２１４ １００％ 面请求并发操作。此场景，将监控用户登录平均响应时 间以及平均页面请求时间。 ②压力测试。主要是大量并发主要功能点，包括用 户登录、新增项目、新增缺陷信息、日志查询、统计查询、 如果平均事务响应时间小于２ Ｓ，优秀；２－５ Ｓ，良好； ６～１０ Ｓ，及格；大于１０ Ｓ，不及格。从表１可看出，并发用户 数在３０时，系统的平均响应时间都少于５ Ｓ，事务完成率为 １００％，满足需求规定的主要功能操作在５ ｓ内完成的要求。 典型项目定制、项目预览、上传图片、专家信息的删除等 功能。模拟一定数量的用户并发访问系统，记录并分析 系统响应时间和事务处理能力等。 ４结语 本文根据性能测试基本理论和基本原则，分析了性 ③稳定性测试。将根据以上测试结果选择特定的流 程进行测试，目的在于发现系统长时问运行或压力之下 能测试工具的选用，根据测试需求，设计了性能测试方 案并实施，最后分析了测试结果。 参考文献： 【１】Ｒｏｎ Ｐａｔｔｏｎ（美）．周予滨，姚静（译）．软件测试［ＭＩ．北京：机 械工业出版社，２００３． ［２］Ｃｈａｄ Ｄａｖｉｓ．Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｓｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｕｔｏｒｉａｌ［Ｍ］．Ｈａｎｈｉｎｇ： Ｍａｎｎｉｎｇ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００６． 是否暴露出缺陷。测试过程将对服务器内存使用量情况 （数据库、应用）、ＣＰＵ使用情况（数据库、应用）、ＴＯＭＣＡＴ 运行情况以及测试数据的完整情况进行监测。 本次测试的主要内容，是查看系统在并发访问的情 况下的性能。测试的主要方法是利用自动化测试工具 ＬｏａｄＲｕｎｎｅｒ，生成单用户能正常访问的脚本，在脚本中增 加事务、集合点，不断对系统进行加压，观察系统在加压 情况下的负载能力。 这里对场景五进行举例分析。 ［３］柳胜．性能测试从零开始ＬｏａｄＲｕｎｎｅｒＪｋ．１＇］［Ｍ］．北京：电子工 业出版社，２００８． ［４］段念．软件性能测试过程详解与案例剖析 】．北京：清华 大学出版社，２００６． 首先，录制脚本，脚本录制过程： ａｃｔｉｏｎ—ｉｎｉｔ：打开ｈｔｔｐ：／／ｌｏｃａｌｈｏｓｔ：８０８０／ＴｅｓｔＡｄｍｉｎ／，进 （上接第１４页）升高、酸雨频率逐年下降的发展趋势；尽 参考文献： 管２０１０年～２０１１年，降水ｐＨ值下降、酸雨频率有所回升， 但酸雨污染反弹后，总体水平低于２００５、２００６年。 ②长沙市降水ｐＨ值与环境空气中ＴＳＰ（ＰＭ 。）浓度值 呈显著相关，与二氧化硫浓度值呈高度显著相关，与降 尘浓度值相关性不明显。 ③ＮＯ 是酸性降水的重要前体物之一，长沙市不断 增加的机动车数量，使型酸沉降的比重会越来越大， 长沙市机动车尾气中Ｎ０对酸雨的影响，应引起有关 部门的高度重视。 ［１】王文兴＿中国酸雨成因研究ｌＪ】．中国环境科学，１９９４，１４（５）： ２３２—３２５，３２７—３２９． ［２张晓勇，２］王振红．当前酸雨形势和治理对策ｆＪ１．环境科学与 管理，２００７，３２（８）：８５—８８，１０７． ［３］李金惠，汤鸿霄．中国降水酸度预测模型『Ｊ１．中国环境科 学，１９９８，１８（１）：８—１１． 【４］文涛，袁河清，李萍．长沙市酸雨的特点及防治措施研究 ［Ｊ］．华南师范大学学报（自然科学版），２００８，（３）：８９—９４．
