——学军中学气象小组
于方觉 章凌骁 孟倩 韩亚文
指导教师:杜持红 钟丽娟
杭州素有六朝古都之称,其秀丽的风光和众多的文物古迹一直令杭州人引以为豪。但是,你或许会发现,许多文物古迹已完整无损地保存了几个世纪,如今却斑驳脱落,有待修缮。灵隐的经典之作“摩崖石刻”的眼睛、鼻子、耳朵都有修补痕迹;湖滨的“美人凤”早早涂上了抗氧化材料;南星桥的白塔更是经受不住侵蚀之苦,“动手术在即”。而造成这类危害的罪魁祸首就是“空中死神”——酸雨。
顾名思义,酸雨就是显酸性的雨。人们一般把PH值小于5.6的雨水称为酸雨,它产生于雨、雾、雪、雹等降水过程中。选PH值=5.6这个值的原因是:常温下,二氧化碳气体溶于水达到饱和时的PH 值为5.6,而二氧化硫的酸性略强于二氧化碳。
酸雨是怎么形成的呢?根据酸性物质形成的途径和降水的形式,可以将酸雨的成因分为云中致酸和云下致酸。云中致酸指在云的形成过程中的酸性物质进入云水使云水酸化,云下致酸则指雨水离开云冲刷近地层大气,吸附大气中的酸性物质使雨水酸化。与此同时,大气中存在的碱性物质也会进入降水,对降水的酸性起一定的中和作用。北方大气中碱性物质特别是颗粒物浓度远大于南方,这就是南方酸雨发生率比北方严重的原因。因此,酸雨的形成是一个十分复杂的过程。
一、 酸雨的测量方法
为了监测分析学军中学附近的酸雨情况我校地理兴趣小组在老师的指导下已经到处对此进行了两年的观测和分析。
我们的采样点布置了两个。一个设在科学馆的天台上,另一个设在校园的一个气象园中。这样设置是为了尽量避开排放酸碱物质的局部污染源。采样器主要是聚乙烯塑料容器小桶。主要测点是校气象园的雨量皿,皿口离地面高度0.75m,辅采样点是校科学馆顶(科学馆的高度约20米)。主要测点——校气象园的雨量常年置于露天加塑料盖,在预报有雨时,打开盖子,每次可取降水全过程的雨样(连续性降水每一日测一次)。辅采样的点在白天(在校时间)下雨开始取一定水样。
样品采样后,我们记录采样地、时间、雨量等内容。然后把样品带入化学实验室,测定PH值。测定PH值主要采取两种方法:1.用PH计;2.用精密PH试纸。用精密PH试纸时,我们用玻璃棒把待测样品滴在PH试纸中间,把试纸显示的颜色跟标准相比,得到PH值。在用PH 计测时,我们先测电导率,再测PH值。因为甘汞电极插入样品后,饱和Kcl溶液扩散到样品中,回改变降水样品的电导率。两种方法前者较容易,但结果不太精确。因此我们采用两种方法互相结合的手段。
二、 降水量及酸雨的概率
我们把两年的观测(1997年11月——1999年10月)测量资料进行统计和分析,如图1和图2。两年总降水量 3180.94mm,平均酸度5.25。平均酸雨概率平均值73%。月降水量最大值是1999年6月600mm,最小值1998年11月2.9mm。最酸值(PH最小值)出现在1997年12月3、4、5日,PH是4.4。PH值最大值是7.0出现在1999年4月16日。
三、 学校及附近的酸雨特征:
1、 98年雨水酸度大于99年。 98年1~10月,雨水平均酸度5.09;PH小于5.0的酸雨次数是10次。1999年1~10月雨水平均酸度PH5.54,PH小于5.0的酸雨次数是5次。这可能是杭州市治理大气环境,保护大气的结果。
2、 酸雨概率与降水的连续状况相关性较强。
如图3,酸雨概率大值往往出现在连续性降水时,最酸雨水也往往出现在有连续性降水时。我们开始以为是雨量器出露在外,受到尘埃中碱性物质的中和所致,后来我们采用辅助测点,接雨皿在降水开始后置露天接雨,其PH值相差无几。我们还注意到酸雨与风向的关系,其相关性不大,最酸雨水出现在偏北风和偏东风盛行时较多。
3、学校测定酸度值大于杭州市雨水酸度值杭州市属于我国南方酸雨危害严重的城市。97年及97年以前雨水的酸度年平均值低于4.5。杭州市1998年全市降水的PH 值范围3.54~7.58,平均值4.81。我校测定1998年降水PH值是5.1。这主要是我校位于文教区,工厂较少、硫污染较轻。同时,测点附近树木较多,吸收抵挡部分的 酸性物质。另外,我市春夏两季盛行西南风,SO2浓度中偏向城区的东部和南部。而我校处在城区的西北,硫污染较小区。
四、 我们的体会和努力方向:
我们坚持了两年的测量,无论是双休日还是节假日,总有同学或老师对雨水进行定期的观测,坚持就有成果,这些是大家的。在观测的过程中我们学会了雨量测量的方法,雨水的酸度的测量方法。我们去了浙大(杭大)化学系,向大学老师请教,学会了很多知识,掌握了技能。
与杭州市正规站点相比,我们测量的资料的统一性与精确性较差一点。一方面我们的仪器比较简陋、进行观测的同学多,有高中的,也有初中的,人多了,各年级同学的熟练程度不一样,认真程度也有差异,在老师的指导下我们处理各种资料,作出了分析。
今后,我们对酸雨的测定将继续下去,我校被列入GLOBE计划(有益于环境的全球学习与观察计划),这将会有更好的设备和仪器使我们的观测更加精确和完整。我们可以通过网络与世界各地的青少年朋友交流环保的信息和资料。我们以后还要对酸雨的硫酸根、铵和钙离子浓度作出测定,并开始测量降尘量与酸雨作出对比分析。
资料来源:地理小组测量资料
1999年7月20日都市快报
1997年中国环境状况公报
(中国环境报98年6月4日)

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