全国大气降水供水安全性分析
一、部署重点
开展我国主要平原、重要能源规划矿区以及西南岩溶地区1:5万基础水文地质调查;继续开展我国主要平原地下水污染调查评价;开展严重缺水区和地方病区地下水勘查;建立覆盖我国主要平原(盆地)的国家地下水监测和动态评价体系。
二、部署建议
(一)北方主要平原(盆地)水文地质调查
1.工作现状
1999年国土资源大调查以来,在我国北方11个主要平原(盆地)开展了地下水资源及其环境问题调查评价,建立了含水层数字空间结构,初步查明了地下水系统空间结构,20多年来地下水补径排变化;初步查明了各主要平原盆地存在的含水层枯竭、地下水位下降、地面沉降、荒漠化、盐碱化、地表植被退化等与地下水不合理开发利用相关的环境地质问题;重点开展了鄂尔多斯盆地区域水文地质勘查,评价了盆地区域地下水资源总量,深入开展了鄂尔多斯盆地内蒙古、陇东国家能源基地的水文地质勘查,提出了地下水开发与生态环境保护方案,为国家能源基地供水提供了地下水资源保障。但基础水文地质调查工作精度不够,不能满足国家经济建设规划的需要,严重限制了全局性和区域性重大地下水资源问题评价的精度;评价结果达不到支撑地下水可持续开发利用的需求,造成地下水资源的不合理开发,产生了大量环境地质问题;缺乏翔实基础水文地质数据指导重要区的规划建设。
2.工作目标
总体目标:在深入开展我国北方主要平原(盆地)区域水文地质调查基础上,加强重点地区1:5万水文地质调查,查明平原盆地重点地区的基础水文地质条件,提出地下水资源合理开发利用和地质环境保护建议和对策。
“十二五”期间:完成我国北方的三江平原、松嫩平原、西辽河平原、山西六盆地等主要平原盆地重点地区1:5万基础水文地质调查,提出保障供水安全和地下水开发利用与保护战略。
“十三五”期间:全面完成我国北方的银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地等主要平原盆地重点地区1:5万基础水文地质调查,确保西部生态脆弱区的环境保护和干旱缺水区的供水安全。
3.工作任务
在我国北方的三江平原、松嫩平原、华北平原、西辽河平原、山西六盆地、银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、柴达木盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地11个主要平原盆地,选择地下水开采强烈区、生态环境脆弱区、重点经济规划区和开发区开展1:5万区域水文地质基础调查,采用的技术手段主要包括地面调查、遥感、地球物理勘查、钻探、地下水监测、数值模拟等。以1:5万水文地质勘查规范为依据,通过切实加强实物工作量的投入,提高水文地质勘查程度,查明含水层空间结构、地下水系统分布、地下水补排径条件以及生态环境演化,为地下水资源合理利用和地下水环境保护提供水文地质依据。
“十二五”期间:在我国北方的三江平原、松嫩平原、西辽河平原、山西六盆地等主要平原盆地区,开展1:5万区域水文地质基础调查,进一步查明含水层空间结构、地下水系统分布、地下水补排径条件以及生态环境演化,为地下水资源合理利用和地下水环境保护提供水文地质依据。
“十三五”期间:结合2011~2015调查工作,在梳理成果、总结经验基础上,开展银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地5大平原盆地1:5万基础水文地质调查。
(二)全国地下水污染调查评价
1.工作现状
2004年以来,国土资源部启动了全国地下水污染调查评价,已完成珠江三角洲地区、淮河流域平原区、长江三角洲地区、华北平原区及下辽河平原地下水污染调查评价,完成调查面积约42万平方千米,采集地下水样品2万余件,取得海量地下水质量与污染的调查数据,基本查明了我国东部平原地区区域地下水水质和污染状况。
存在问题:我国中西部地区和东北大部分地区地下水污染总体状况不明。地下水污染严重地区没开展详细调查,难于确定地下水污染范围、程度和污染趋势。地下水污染场地治理修复理论和技术体系尚未建立。
2.工作目标
总体目标:全面完成全国首轮区域地下水污染调查评价,基本查明区域地下水水质和污染状况;基本完成我国地下水集中供水水源区和重要污染源分布区的地下水污染详细调查,圈定污染范围和查明污染趋势;地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究;为我国地下水污染防治、地下水资源保护以及保障饮水安全提供科学依据。
“十二五”期间:完成我国东部地区、中西部地区区域地下水污染调查评价,基本查明地下水水质和污染总体状况;对地下水集中供水水源区和污染严重区开展详细调查,查明污染源,圈定污染范围,查明污染趋势;启动地下水污染治理和修复示范工程;建立地下水污染场地治理和修复技术标准。
“十三五”期间:完成第二轮东部地区地下水污染调查评价;基本完成中西部地下水集中供水水源区和重要污染源分布区的地下水污染详细调查,查明污染源,圈定污染范围,查明污染趋势。
3.工作任务
主要分为三层次的工作。一是以平原、盆地和重要岩溶流域为单元,以城镇和工矿企业集中分布区为重点,开展区域性的1:25万地下水污染调查评价;二是对地下水集中供水水源区和重要污染区,开展1:5万地下水污染详细调查;三是选择典型污染场地,开展地下水及土壤污染修复工程示范研究。
“十二五”期间:对华北平原、长江三角洲平原、珠江三角洲平原和淮河中下游平原区的地下水集中供水水源区和重要污染源区,按1:5万比例尺开展地下水污染详细调查;选择典型地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究。在松嫩平原、三江平原、西辽河平原、汾渭盆地、呼包平原、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、河西走廊(疏勒河)、银川平原、西南岩溶石山地区、四川盆地、江汉平原、鄱阳湖平原等地区,开展1:25万区域地下水污染调查评价。继续开展东部重点地区地下水污染详细调查,完善15个典型地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究。对全国地下水污染调查评价成果进行综合研究,完成一轮全国地下水污染评价。
“十三五”期间:华北平原、长江三角洲平原、珠江三角洲平原、淮河中下游平原、松嫩平原、三江平原、西辽河平原、汾渭盆地、呼包平原等为重点,开展第二轮地下水污染调查评价。对中西部地区的地下水集中供水水源区和重要污染源区,按1:5万比例尺开展地下水污染详细调查。
(三)严重缺水区和地方病区地下水勘查
1.工作现状
国土资源部近15年来组织实施了“西北找水特别计划”、“西部严重缺水地区地下水勘查示范工程”和“地方病严重区地下水勘查及供水安全示范”,总结出一系列地下水富集模式,深化了对区域规律的认识,建立了一套有效的工作方法和地下水勘查技术方法体系,探索出省部合作的新机制,为进一步开展地下水勘查以解决人畜饮水安全问题提供了指导。但是,我国缺水区面积大、缺水人口多,水文地质条件极为复杂,由于已有工作范围和勘查示范力度有限,且多未能与地方各级政府形成有效的合作机制,限制了示范成果的及时推广和更多人口缺水问题的解决,需要进一步对缺水特别严重的地区进行地下水勘查,集中解决居民饮水安全问题。
2.工作目标
总体目标:通过开展我国严重缺水地区、地方病区和污染严重区地下水勘查,实施地下水供水安全示范工程,为有效解决我国人民群众饮水安全问题提供地下水资源保障,全面提升我国水文地质地球物理勘查和钻探水平,引领地下水理论研究走上新的高度。
“十二五”期间:完成珠三角、淮河流域、南方红层集中分布区地下水勘查,实施地下水勘查示范工程,带动地方政府实施地下水供水安全工程。
“十三五”期间:完成南方长江流域重点地区、饮水型地方病区、长三角污染严重区地下水勘查,实施地下水勘查示范工程,直接解决330万人饮水困难,带动地方政府投资实施地下水供水安全工程。
3.工作任务
在北方干旱区、南方红层区、饮水型地方病区和地下水严重污染区选择重点地区开展地下水勘查,利用遥感、地球物理勘查、钻探等最新技术方法手段,查明水文地质条件和地下水分布规律,利用探采结合井直接解决部分群众饮水困难,查清适宜人畜饮用地下水的分布,编制地下水开发利用区划,与地方政府合作,全部解决所选片区居民的饮水安全问题。北方干旱区以寻找富水构造为目标,在南方红层区,因地制宜地确定取水层位,分散与集中供水相结合。在饮水型地方病区,在查清致病与非致病含水层区域分布规律的基础上,施工供水井集中供水。在南方水资源污染区,寻找适宜饮用的地下水集中解决饮水安全问题。
“十二五”期间:开展宁夏中南部、太行山区、吕梁山区、辽西地区、内陆盆地干旱区、青藏高原干旱河谷区、新疆准噶尔盆地高砷高氟水区、塔里木盆地伽师病区,辽河平原、青海南部、冀北山区、山东胶莱盆地高氟区、珠江三角洲及淮河流域水污染区1:5万专项水文地质调查,开展干旱缺水区地下水赋存模式研究,带动地方投资实施地下水供水安全工程。
在云南、重庆、贵州、湖南、湖北、广东、广西、湖南、浙江、江西、江苏和安徽等省红层区开展1:5万专项水文地质调查,实施探采结合示范工程,带动地方政府投资,基本解决红层区内群众的饮水困难。
“十三五”期间:在东南沿海山地丘陵、海南高氟区和江汉平原高砷水区开展地下水勘查、1:5万专项水文地质调查,通过地方投资,基本解决上述地区400万人的饮水困难。在长江三角洲、华北平原等水污染区开展地下水勘查示范,直接解决50万人的饮水安全问题。
(四)西南岩溶石山地区水文地质环境地质调查
1.工作现状
我国西南岩溶石山重点分布在广西、云南、贵州、湖南、湖北、四川、重庆、广东8省(区),岩溶区面积78万平方千米,裸露岩溶区面积50万平方千米,由于特殊的岩溶地质条件,造成大气降水严重漏失到深部岩溶含水层,地表干旱缺水、石漠化严重。从1999年开始,组织开展了西南岩溶区的地下水资源及其生态环境调查评价,查明了区域地下水资源量和石漠化分布现状,完成1:5万重点区岩溶调查10万平方千米,为岩溶地下水开发和解决群众干旱缺水以及石漠化治理提供了重要的水文地质依据。据统计,西南岩溶区严重缺水地区、石漠化区和环境地质问题突出地区达30万平方千米,地下河达3000多条,已完成的工作仅覆盖石漠化严重区1/3不足,地下河仅调查百条左右,很难满足大规模合理开发利用岩溶水的需求。
2.工作目标
总体目标:开展西南岩溶区1:5万水文地质调查,实现岩溶水资源开发合理有序,石漠化、干旱、水污染、内涝、塌陷等环境地质问题得到有效治理,岩溶地下河得到有效监控,水质明显好转,我国岩溶水文地质调查科研水平显著提高,整个西南岩溶石山地区生态文明建设成效显著。
“十二五”期间:完成西南8省区1:5万岩溶水文地质调查6万平方千米,岩溶水资源开发形成规模化效应,解决干旱缺水和石漠化治理初见成效。
“十三五”期间:完成西南岩溶区干旱缺水和石漠化严重地区1:5万水文地质调查6万平方千米,形成岩溶水资源开发有序合理,石漠化整治生态成效明显,岩溶地下河得到有效监测,水质明显好转,西南岩溶水文地质调查和科研水平显著提高。带动地方政府投资,形成中央与地方共同投资、全面推进西南岩溶石山地区水文地质勘查工作的新局面。
3.工作任务
开展西南岩溶8省(区)岩溶水文地质调查,采用地面调查、遥感、地球物理勘查、钻探、岩土水样测试等技术方法手段,查明岩溶发育规律,岩溶水资源开发利用现状和开发利用条件,实施岩溶水资源勘查开发利用工程,加快开展岩溶水赋存发育机理研究,加快开展石漠化治理技术和岩溶区生态地质环境保护技术研究。建立重点岩溶流域监测网络。
“十二五”期间:集中完成岩溶连片分布地区、西南8省区1:5水文地质调查6万平方千米,查明岩溶发育规律、岩溶地下河开发利用现状和条件,岩溶地下河污染现状,开展50个县550条岩溶地下河的开发利用示范工程。
“十三五”期间:完成西南8省区1:5万岩溶水文地质调查6万平方千米;查明岩溶发育规律、岩溶地下河开发利用现状和条件及岩溶地下河污染现状,开展200条岩溶地下河的开发利用示范工程,建立控制主干岩溶地下河的监测站点。
(五)重要能源基地水文地质调查
1.工作现状
我国现有13个大型煤炭基地、55个规划矿区。目前我国大多数能源基地呈现水资源危机加重、突水灾害频发、生态环境恶化、区域含水层系统面临破坏的严重局面。初步统计,现有70%煤矿区缺水,40%的煤矿区严重缺水。水害事故成为威胁煤矿安全生产的“第二大杀手”。许多地区含水层处于疏干、半疏干状态,众多岩溶大泉枯竭。水资源和环境问题成为能源基地持续发展的制约“瓶颈”。到20世纪80年代末,主要能源基地区基本完成了1:20万区域水文地质普查,成为基地资源开发的主要水文地质基础资料。部分地区开展了一系列专题性水文地质研究工作。但总的来看,能源基地区域水文地质调查精度较低,一些新的开发区和规划区,高精度的水文地质调查工作还处于空白状态。此外,能源基地资源开发与环境保护缺乏新理论、新技术的有效支撑,无法保障矿产资源的可持续利用。
2.工作目标
预期目标:开展国家重要能源基地规划矿区的1:5万水文地质调查8万平方千米,查明基础水文地质条件,为能源基地区含水层保护和地质环境合理开发利用提供依据。
“十二五”期间:完成西北、华北5个重要能源基地1:5万水文地质环境地质综合调查4万平方千米。提出区域含水层保护的建议和对策。
“十三五”期间:完成东北、西北、华南大型煤炭基地25个规划矿区的1:5万水文地质环境地质综合调查4万平方千米。
3.工作任务
能源基地水文地质调查分区域调查和重点区调查两个层次。区域调查精度为1:5万比例尺,主要是调查区域含水层结构、分布规律、补径排条件、地下水环境质量。重点区调查主要针对突出环境地质问题开展调查,包括含水层结构破坏情况、突水灾害类型及规模、地下水环境质量及地表生态恶化状况,其调查精度为1:1万比例尺。
西北、华北缺水型能源基地,重点调查含水层结构与分布规律、补径排条件及其变化特征,评价地下水资源开发潜力,提供远景水源地,解决水资源危机。华北、华南突水灾害高发型能源基地,重点调查水害类型、规模及发生条件,评价预测水害危害程度及发展趋势,提出地下水综合利用与灾害防治的技术与方案,降低灾害损失。西北生态脆弱区、东北草原生态区能源基地,重点调查主要环境地质问题,评价分析煤炭开采对地下水系统及含水层结构的影响与破坏,制定区域含水层保护的策略与方案,遏制生态恶化趋势。
“十二五”期间:在鄂尔多斯盆地周边、山西省、冀鲁豫皖三大区域煤炭规划矿区,包括神东、宁东、晋北、晋中、冀中、两淮、陕北、黄陇、晋东、鲁西、河南11个大型煤炭基地,部署1:5万水文地质环境地质综合调查,调查面积4万平方千米。在水资源危机严重、水害频发、含水层破坏严重、生态环境问题突出地区,选择6个典型矿区,建立地下水动态监测站点。开展基于生态环境保护及水害防治的地下水综合利用示范。
“十三五”期间:在内蒙古东北、云贵川、新疆甘肃三大区域煤炭规划矿区,包括蒙东、云贵川2个大型煤炭基地、25个规划矿区,部署1:5万水文地质环境地质综合调查,调查面积4万平方千米。在水资源危机严重、水害频发、含水层破坏严重、生态环境问题突出地区,选择5~6个典型矿区,建立地下水动态监测站、点。开展基于生态环境保护及水害防治的地下水综合利用示范。
(六)地下水监测工程
1.工作现状
我国地下水监测始于20世纪50年代。经过50多年的努力,国土资源部门共建立各类地下水监测点23800多个,其中国家级点1422个,形成了国家、省(自治区、直辖市)、地(市)三级地下水监测网点,主要分布于黄淮海平原、松辽平原、三江平原、关中盆地、银川平原、柴达木盆地、长江三角洲、山东半岛、江汉平原、成都平原、河西走廊、山西六大盆地、神木能源开发区和223个以地下水为主要供水水源的大中城市。主要监测内容包括地下水位、水质、水温以及泉水与地下暗河流量等。近年来,加强了地下水自动监测与实时传输系统和公益性服务能力建设,建立了北京、济南、乌鲁木齐等地下水自动监测示范区,300多个地下水监测点实现了自动监测、无线传输与网上发布,建设完善了国家级地下水监测数据库和中国地下水监测信息网,编辑出版了《中国地质环境监测地下水水位年鉴》,实现了地下水监测信息社会共享。然而,我国从未进行过专门的规模性地下水监测井建设,现有地下水监测井主要利用了以往保留的各类地下水勘探钻孔、水源地生产井和农用机井、民井,存在专门监测井少、井点布局不合理、监测设施陈旧老化、监测自动化程度低等问题,严重制约地下水监测工作公益性服务功能的发挥,不能满足经济社会可持续发展的要求。
2.工作目标
总体目标:建立较完善的国家地下水监测网络,构建地下水动态调查评价体系,实现地下水监测信息采集、传输、处理和服务现代化,及时掌握地下水动态变化情况,开展地下水评价与预测预报,满足地下水监测监督需求,为政府部门和社会公众提供决策支持与信息服务,为防治地质灾害、保护地质环境、保障地下水可持续利用、促进经济社会可持续发展提供依据。
“十二五”期间:完成国家地下水监测工程一期工程建设,初步建立现代化国家级地下水监测网,国家级地下水监测点达到10000个。基本实现对全国主要平原、盆地、岩溶分布区、生态环境脆弱区等地下水的区域控制性监测和对重要地下水超采区、地下水水源区和大中城市地下水水源地的实时自动化监测,建立典型地区地下水动态评价体系,基本满足地下水监测监督需要,为防治地质灾害、保护地质环境提供决策支持与信息服务。
“十三五”期间:完成国家地下水监测工程二期工程建设,基本建成现代化国家级地下水监测网,国家级地下水监测点达到20000个。基本实现全国主要平原、盆地、岩溶分布区、生态环境脆弱区等地下水监测自动化,全面实现重要地下水超采区、地下水水源区和大中城市地下水水源地的实时自动化监测,建立主要平原、盆地和地下水开采区地下水动态评价体系,满足地下水监测监督需要,为科学管理含水层、优化配置水资源、防治地质灾害、保护地质环境提供决策支持与信息服务。
3.工作任务
建设具有国际先进水平的覆盖全国主要平原、盆地、岩溶分布区和生态环境脆弱区的现代化国家级地下水监测站网,及时掌握地下水动态变化过程与区域分布规律。
建设现代化地下水监测(均衡)试验场与监测示范区,开展地下水监测试验与科学研究,满足地下水资源评价、数值模拟、预测预报、污染防治等工作需求。
构建地下水动态调查评价体系,实现我国主要平原盆地的地下水动态评价与预测预报,为履行地下水监测监督职能提供决策支持与信息服务。
开展地下水监测信息系统建设,研究开发新一代全国地下水监测信息系统,整合各类各级地下水监测信息,实现全国地下水监测数据全面融合、统一发布与信息共享。
“十二五”期间:
(1)完成国家地下水监测工程一期,建成10147个国家级自动化监测点,地方配套建设省、市级地下水监测点20000个。
(2)建成北京、郑州、乌鲁木齐3个地下水监测(均衡)试验场,完善北京、济南、乌鲁木齐3个地下水监测示范区。
(3)完成华北平原、松嫩平原、银川平原、河西走廊、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、三江平原、柴达木盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地、山西六大盆地、河套平原等北方平原盆地地下水动态调查评价体系建设。
(4)开发研制新一代全国地下水监测信息系统,完成信息系统功能建设。
“十三五”期间:
(1)完成国家地下水监测工程二期工程建设,在一期工程基础上,新增10000个国家级自动化监测点,国家级点总数达到20000个;地方配套建设省、市级地下水监测点20000个,省、市级地下水监测点总数达到40000个。
(2)新建上海、哈尔滨、桂林、湛江4个地下水监测示范区,地下水监测试验场(示范区)总数达到10个。
(3)完成长江三角洲、珠江三角洲、淮河流域、鄱阳湖平原、江汉平原、成都平原等我国南方主要平原以及南方岩溶地区地下水动态调查评价系统建设。
(4)健全完善全国地下水监测信息系统功能,实现全国20147个国家级地下水监测点的监测信息自动接收、存储及网上发布。
中国环境污染问题
我国环境保护工作虽然取得多项进展,但形势仍然非常严峻。
大气污染程度在加剧,北京成了世界上尘污染最严重的城市之一。水环境污染也日益突出。环境污染从城市向农村扩展。某些物种灭绝、植被破坏、土地退化,以及全球性的环境问题正严重地威胁着我国经济的发展和环境的改善。
据我国专家偏保守的估计,每年由于环境污染和生态破坏所造成的经济损失高达2000亿元,占我国1992年国民生产总值(GNP))的9%左右。国外有的报道称,中国正在成为“公害大国”。
(一)城市环境污染态势
1.大气污染十分严重
我国大气污染属于煤烟型污染,以尘和酸雨(二氧化硫)污染危害最大,并呈发展趋势。
城市尘污染。据参加全球大气监测的北京、沈阳、西安、上海、广州5个城市的监测资料表明,总悬浮颗粒物年日均浓度分别在200~550μg/m3范围内,超过世界卫生组织(WHO)卫生标准60~90μg/m3约3~9倍,这5个城市全被列入世界污染最严重的10个城市之中,北京是世界上尘污染最严重的首都之一。然而,这5个城市在我国仅属中等污染,许多城市尘污染还要严重得多,如:吉林、济南、太原、铜川等城市总悬浮微粒年日均浓度都超过600μg/m3,这些城市冬季总悬浮颗粒物年日均浓度超过1000μg/m3。全国500多个城市中,大气环境质量符合一级标准的城市不到1%。尘污染严重刺激和损害呼吸道粘膜,对细胞产生毒性作用,引起炎症和气道阻力增加,长期作用导致慢性支气管炎、慢性阻塞性肺病。据流行病学调查,我国空气污染导致呼吸系统疾病发病率的归因百分比为30%以上。据20个统计资料较全的大中城市分析,每年因大气污染所致慢性支气管炎患者为150万人,呼吸系统疾病死亡人数为2.3万人,肺心病患者17.7万人,肺心病死亡人数1.3万人。
酸雨污染。由于我国迄今尚未对燃煤产生的二氧化硫采取有效措施,而煤炭消耗量不断增加,造成区域性大面积酸雨污染严重。广东、广西、四川盆地和贵州大部分地区形成了我国西南、华南酸雨区,已成为与欧洲、北美并列的世界三大酸雨区之一。酸雨危害十分严重。例如在重庆市,马尾松成片死亡;街道两旁树木自60年代以来已更换3次树种,仍无法抗御酸雨的侵蚀;嘉陵江大桥钢梁腐蚀严重,必须每年除锈和油漆一次;重庆电视塔建成3年后就生锈,9年内维修3次;建筑物变得又黑又脏;农作物减产5%~10%,往往一次酸雨后作物成片毁坏;酸雾明显损害人体健康。除西南、华南酸雨区之外,近年来又逐渐形成了以长沙、南昌为代表的华中酸雨区,以厦门、上海为代表的华东沿海酸雨区和以青岛为代表的北方酸雨区。据估算,仅西南、华南酸雨区因酸雨造成森林死亡、农业减产、金属腐蚀的经济损失即达140亿元(按1988年价格计)。
随着经济的快速发展,煤炭消耗量将不断增加,全国煤粉尘和二氧化硫排放量将以4%的速度增长,若不尽快采取有效措施,大气煤烟型污染问题将越来越严重。同时,随着城市化的发展,汽车和摩托车拥有量迅速增加,许多城市出现了明显的汽车尾气污染问题。
2.水环境污染日益突出
我国的水环境污染以有机物污染为主,重金属等有害物质的污染在“七五”期间曾得到较好控制,但近几年又有所恶化。
(l)河流
全国七大水系中近一半河段污染严重,86%的城市河段水质普遍超标。例如,淮河在评价的2000公里河段中,78.7%的河段不符合饮用水标准,79.7%的河段不符合渔业用水标准,32%的河段不符合灌溉用水标准。近几年来共发生大的污染事故54起,对工农业生产和人民生活造成极大危害,直接经济损失2亿元;江苏邳县污水灌溉农田,造成小麦平均每亩减产40~50公斤,水稻平均每亩减产60~90公斤。1989年春节之际,上游开闸污水下泄,致使淮南、蚌埠两市自来水受到严重污染而不能饮用,100多万市民的饮用水发生危机,老百姓怨声载道。淮河流域许多地区癌症发病率比正常地区高出十几倍到上百倍,一些村庄2/3的人肝肿大。除淮河之外,松辽水系、海河水系、珠江水系的污染也十分严重。据15个省市29条江河不完全统计,2800公里河段渔类基本绝迹,有渔业价值的中小河流50%不符合渔业水质标准,平均每年发生大面积污染死鱼事故约1000起,直接经济损失4亿元。同时由于河口的污染,溯河性鱼虾资源遭到破坏,产量大幅度下降,部分内湾渔场荒废。
(2)湖泊
我国湖泊普遍遭到污染,尤其是重金属污染和富营养化问题十分突出。例如:滇池是昆明最大的饮用水源,供水量占全市供水量的54%,由于昆明市及滇池周围地区大量工业污水和生活污水的排入,致使滇池重金属污染和富营养化十分严重,作为饮用水源已有多项指标不合格,藻类丛生,夏秋季84%的水面被藻类覆盖。昆明市第三水厂1993年被迫停产43天,直接经济损失4000多万元;沿湖不少农村的井水也不能饮用,造成30多万农民饮水困难;由于饮用污染的水,中毒事件时有发生,1987年昆明市肉联厂100多名职工中毒;滇池特产银鱼大幅度减产,1987年产量仅为最高年产量的1/10,鱼群种类减少,名贵鱼种绝迹。
据全国饮用水源调查,全国约7亿人饮用大肠菌群超标水,1.64亿人饮用有机污染严重的水,3500万人饮用硝酸盐超标水。近年来我国伤寒、细菌性痢疾、传染性肝炎、腹泻等疾病屡有发生,都与水污染有关。
我国是一个水资源短缺的国家,特别是北方缺水问题已十分严重,水污染加剧了水资源的短缺,全国500多个城市中有300多个城市缺水,40多个城市经常闹水荒。据统计,全国因缺水造成粮食减产50多亿斤,工业产值损失近千亿元。
3.噪声和固体废物污染亟待解决
全国的城市道路交通噪声声级基本在70~76分贝之间,据42个城市监测,92.8%的城市交通噪声平均声级超过70分贝的限值;多数城市区域环境噪声污染状况也呈恶化趋势。全国2/3城市居民在噪声超标环境下工作和生活。
我国工业固体废物的产生量和堆存量以平均每年2000万吨的速度增长。1992年工业固体废物产生量达到6.2亿吨,堆存量达到59.2亿吨,占地5.5万公顷。城市垃圾以每年10%的速度增加,1992年达到8262万吨,造成垃圾包围城市的严重局面。固体废物中含有各种有毒有害物质,扬尘污染大气,渗滤液污染地表水和地下水,堆存物污染农田,造成土壤质量下降,并成为重大的环境隐患。目前全国遭受工业固体废物和城市生活垃圾危害的耕地已达1000万公顷,每年损失粮食120亿公斤。
(二)环境污染从城市向农村扩展
随着乡镇企业的迅猛发展,环境污染出现了由城市向农村急速蔓延的大趋势。据调查,乡镇企业现有1800万家, 1992年其废水排放量为36.6亿吨,全国2/3的河流受乡镇企业污染,污染土地2000多万亩。
近十年来,我国使用农药防治虫害效果显著,每年使用农药面积为23亿亩次,每年化肥施用量达2930万吨(折纯),但农药、化肥有效施用率仅为30%(仅为国外先进农业区的1/2),其余都挥发到大气中或随水流入土壤和江河湖泊,造成水域富营养化或饮用水源硝酸盐含量超标。农用塑料的大规模使用,对土壤物理性状有极大的影响,全国平均每亩农田残留地膜5公斤左右,地膜残留率为20%~30%,对土壤破坏很大。由于乡镇工业的总体技术水平和“三废”治理能力低,排出的污染物严重污染周围环境,有的地区已到了不能容忍的地步,例如,一个小造纸厂污染一条河,全国1万多家小造纸厂造成农村水环境严重恶化;土法炼焦、炼硫磺、金属冶炼产生的大气污染使大面积植被坏死、粮食绝收;乱采滥挖、采富弃贫致使资源破坏、草场退化、土地沙化、河道淤塞,其后果不仅造成重大的经济损失,而且严重危害农民的健康,贵州、云南等省出现了明显的公害病,如铅中毒、砷中毒、镉中毒等。
农村环境问题如不及早重视和防范,将会造成比现在城市环境更复杂、更有害、更难治理和恢复的被动局面;生态破坏是涉及长远的根本性的问题,农村生态环境一旦被破坏,需经过几代人才能恢复,甚至难以逆转!
(三)生态破坏态势
我国的生态破坏态势日益严峻。由于自然资源的过度开发和不合理利用,引起了生态环境急剧恶化和自然生态严重失衡。
1.物种灭绝
我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一,高等植物和野生动物物种均占世界的10%左右,其中约有200个特有属。然而,环境污染和生态破坏导致了动植物生境的破坏,物种数量急剧减少,有的物种已经灭绝。据统计,我国高等植物大约有4600种处于濒危或受威胁状态,占高等植物的15%以上,近50年来约有200种高等植物灭绝,平均1年灭绝4种;野生动物中约有400种处于濒危或受威胁状态。近年来,非法捕猎、经营、倒卖、食用野生动物的现象屡禁不止。广东省吴川县非法出售犀牛角,广东珠海活熊取胆等案件已在国际上造成了非常恶劣的影响。
2.植被破坏
森林是生态系统的重要支柱。一个良性生态系统要求森林覆盖率不低于30%。然而,据1993年林业部公布,我国森林覆盖率仅13.9%。尽管建国后开展了大规模植树造林活动,但森林破坏更为严重,特别是用材林中可供采伐的成熟林和过熟林蓄积量已大幅度减少。同时,大量林地被侵占,1984~ 1988年全国每年被侵占750万亩,而1989~1991年达年均837万亩,呈逐年上升趋势,在很大程度上抵消了植树造林的成效。草原面临严重退化,几十年来,由于过度放牧和管理不善,造成了13亿亩草原严重退化、沙化、碱化,加剧了草地水土流失和风沙危害。
3.土地退化
我国是世界上土地沙漠化严重的国家之一,近十年来土地沙漠化急剧发展,50~70年代年均沙化面积为1560平方公里,70~80年代扩大到2100平方公里,总面积已达20.l万平方公里。我国还是世界上水土流失最严重的国家之一,建国初期水土流失面积约153万平方公里,40年来初步治理了50多万平方公里,而目前水土流失面积已达179万平方公里。我国的耕地退化问题也十分突出。如原来土地肥沃的北大荒黑土带,土壤的有机质已从原来的5%~8%下降到l%~2%(理想值应当是不小于3%)。同时,由于农业生态系统的严重失调,全国每年因灾害损毁的耕地约200万亩。
(四)面对全球环境问题,中国的形象堪忧
随着经济发展和人口增长,全球环境正在急剧恶化,臭氧层破坏、热带雨林消失、温室效应和酸雨等全球环境问题正严重威胁着人类自身的生存和发展。
南极上空出现“臭氧空洞”以及横跨美国、日本、中国、前苏联等广阔地带上空的臭氧已经减少3%的警报,正受到世界各国的极大关注。臭氧层破坏将导致皮肤癌发病率增加,明显损害人体及动物免疫系统。我国已于1989年和1991年先后参加了《保护臭氧层维也纳公约》和修正后的《蒙特利尔议定书》。《议定书》规定:经济发达国家将于1994年全部停止使用哈龙类物质,1996年全部停止使用氯氟烃类物质。虽然我国与发展中国家有10年宽限期,但发达国家全部停止使用后,中国将成为世界上生产与使用受控物质数量最多的国家,难免受到巨大的国际压力。
全球气候变暖是人类使用化石燃料时排出的大量二氧化碳等气体所致。目前,我国人均使用能源水平低,但使用煤炭的总量占世界第三(美国、前苏联、中国),而且,我国以煤炭为主的能源结构形式,在短期内不可能根本得到改变。部分发达国家提出到2000年,温室气体排放量要控制在1990年的水平,那时,我国有可能成为世界上最大的二氧化碳排放国,而成为众矢之的。
我国是生物资源十分丰富的国家并已在《保护生物多样性公约》上签字,承担了履行公约的义务。但是,由于一些人缺乏认识,滥捕乱杀野生动物、滥砍乱挖野生植物现象依然存在,走私贩卖珍稀物种屡禁不止,这不仅严重破坏我国的生物资源,也造成了极坏的国际影响。
(五)与国际经济接轨,环境保护面临巨大压力
1992年我国GNP增长12.8%,1993年GNP增长13.4%。但是这种增长基本上是靠外延扩大再生产,靠拼资源、拼能源取得的。这种以高物耗、高能耗、粗放经营为特征的传统发展模式,如不彻底改变,既难以持久,也无法同他国竞争。
同时“贸易与环境”也是当今世界的又一热点。随着关贸总协定的控制领域不断拓宽,谈判范围已由货物贸易到劳务市场、由知识产权到环境保护。美国等西方国家已正式要求中国开放环境保护产品与服务市场。此外,环保条件也正在成为影响贸易和投资的重要条件之一。工业化国家正在提倡“清洁生产”和对生产过程进行从“摇篮到坟墓”的全过程控制。对于属于这类生产的产品,一些国家颁发了“环境标志”、“生态标志”或“绿色标志”,没有标志的产品在国际市场上将不得不丧失竞争力。从发展趋势看,开发“环境标志”产品是国际接轨的必要,否则,国外的产品进得来,我们的产品出不去。
综上所述,我国环境污染和生态破坏已到了岌岌可危的地步,同时又面临着全球环境问题和国际贸易竞争的巨大压力。为了保证国民经济的持续快速健康发展,对于那些突出的环境问题和相关问题,已经到了非解决不可的地步了。
一、全国多年人均利用降水量分布
用水量指分配给用户的包括输水损失在内的毛用水量,按农业、工业、生活三大类用水统计。农业用水包括农田灌溉用水和林牧渔用水; 生活用水包括城镇居民生活用水、公共用水和农村居民生活用水、牲畜用水; 工业用水为取用的新水量,不包括企业内部的重复利用量。
受季风气候的影响,中国的降雨时空分布极不均匀。中国的年均降雨量从东南向西北递减,从东南的 1600mm 递减到西北的不足200mm (附图 1)。我国人口的分布是东南多,西北少,大体可以从黑龙江省黑河市到云南省腾冲县划一条线。此线东南人口稠密,面积只占全国总面积的 43%,人口却占全国总人口的 94%; 西北部人口稀疏,面积占全国总面积的 57%,人口只占全国总人口的 6%。
根据中国气候降水量情况和中国人口分布情况,将我国多年人均利用降水量分布图划分为五区 (附图 2),分区情况如下:
Ⅰ. 降水利用充足区。包括新疆大部分地区、甘肃西北、内蒙古西部、青海西北。该区地域辽阔,地处边疆和内陆,多高山、高原和荒漠,属于资源性缺水地区,水资源量 “先天”不足,且分布极不均衡,“后天”对水资源的利用效率又低。区域内以荒漠为主,缺少平地,自然环境恶劣,而且气候极端,雨水不足,全年平均降水量不足200mm,农业难以发展,区域内生产、生活用水多以水窖储水为主。该区位置偏远,交通不便,开发历史较短,经济基础薄弱,人口很少,因此该区人均用水以降雨为主。
Ⅱ.降水利用较充足区。包括西藏、青海中部、甘肃中部、内蒙古。藏北高原北部海拔4700~5500m的地区,属高原寒带季风干旱气候,最暖月平均气温在6℃以下,年降水量100~150mm,是广阔的天然牧场。每年10月至翌年4月,西藏高原上空为西风急流,地面为冷高压控制,干旱多大风,低温少雨雪,降水量仅占全年降水量的10%~20%,如10月至翌年4月拉萨降水量只占全年降水量的3%,故被称为干(旱)季或风季。内蒙古全境以高原为主,多数地区在海拔1000m以上。主要山脉有大兴安岭、贺兰山、乌拉山和大青山。东部草原辽阔,西部沙漠广布。本区属温带大陆性季风气候,因地域辽阔,各地差异较大,多数地区四季分明,夏短冬长,较为干冷。年均气温-1℃~10℃;全年降水量约50~450mm。降水量受地形、距离和海洋远近的影响,自东向西由500mm递减为50mm左右。蒸发量则相反,自西向东由3000mm递减到1000mm左右。该区地表水量比降水利用充足区丰富。
Ⅲ.降水利用中等区。包括西南地区、长江中下游以北的大部分地区。四川位于亚热带,由于复杂的地形和不同季风环流的交替影响,气候复杂多样,东部盆地属亚热带湿润气候,年降水量900~1200mm。长江中下游地区的气候大部分属北亚热带,小部分属中亚热带北缘年降水量1000~1400mm,集中于春、夏两季。该区域内水系发达、地下水资源丰富,人口密集。
Ⅳ.降雨利用较不充足区。包括四川西北部、黄土高原、华北地区和东北地区。东北地区位于我国温带湿润、半湿润季风气候区。冬季寒冷干燥,夏季暖热多雨。东北地区跨三个温度带(暖温带、中温带、寒温带)、两个干温地区(湿润、半湿润区)。华北地区属于暖温带半湿润大陆性季风气候:春天干燥多风;夏季炎热多雨;秋天气爽雨少;冬季寒冷少雪。该区内地下水和地表水源丰富,人口比长江中下游少。
Ⅴ.降水利用不充足区。包括华南地区、长江中下游以南地区。华南地区的多数地方年降水量为1400~2000mm,是一个高温多雨、四季常绿的热带—南亚热带区域。这里,植物生长茂盛,种类繁多,有热带雨林、季雨林和南亚热带季风常绿阔叶林等地带性植被。植被多为热带灌丛、亚热带草坡和小片的次生林。热带性森林动物丰富多样,有许多典型的东洋界动物种类。华南地区的人口为1.69亿,如果加上港澳台地区,达到2亿。长江中下游以南地区地势平坦,水热资源较丰富,开发历史悠久,工农业较发达,交通方便,城市数量多,故人口密度较大;地表水系发达,地下水资源丰富,故该区降雨利用不充足。
二、全国酸雨区域分布图
酸雨是指pH小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水。大量的环境监测资料表明,由于大气层中的酸性物质增加,地球大部分地区上空的云水正在变酸,如不加控制,酸雨区的面积将继续扩大,给人类带来的危害也将与日俱增。
促使酸雨形成的原因有三种:
(1)酸性污染物。石油、煤等矿物质的燃烧,化工厂、发电厂、汽车行驶等都会排出大量的氮氧化物、硫化物、氨等,当这些气体在空气里达到一定浓度后,会与大气中的水蒸气相结合,形成硫酸、硝酸等酸性物质,然后以雨、雪、雾的形式降落到地面上。
(2)对酸性物质极为敏感的土壤。如我国的西南地区,土壤多为酸性红壤,这里的空气中通常悬浮着很多酸性物质,这些地区就极易形成酸雨。
(3)封闭的地形。在通风条件不好的区域,风速小,空气流动性差,空气污染物不易扩散,导致酸雨频发。
2006年,我国酸雨区域分布范围基本稳定,降水年均pH小于5.6(酸雨)的城市主要分布在长江以南,包括:江苏、上海、浙江、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、海南、贵州、四川、重庆、云南等省(区、市)的大部分地区;胶东半岛和图们江两个局部地区。后两者“酸雨”孤岛的形成,一方面是由于附近有较大城市(长春、吉林),有酸性物质强排放源,另一方面它们邻近海洋(青岛),海洋性潮湿气候提供了产生酸雨的温床。
我国酸雨区域可划分为四个区(附图3)。分区情况如下:
Ⅰ.无酸雨区。降水中pH>5.6,其范围主要是北方大部分地区。我国北方无酸雨的主要原因有以下四个方面:
(1)土壤。土壤中碱金属离子含量与pH是影响酸雨形成的重要因素之一。我国降水中的主要碱性离子钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、铵根(NH4+),主要来自土壤之中。我国北方的土壤偏碱性,pH为7~8;南方偏酸性,pH为5~6。土壤中碱金属钠(Na)、钙(Ca)的含量是由南至北逐渐递增,尤其是淮河、秦岭往北含量迅速增加。由于空气中的颗粒物有一半左右来自土壤,而且碱性土壤的氨挥发量大于酸性土壤,因此北方地区大气中的碱性物质远高于南方,从而导致我国酸雨主要发生在土壤碱性物质含量低、pH低的南方地区。
(2)氨。氨(NH3)为大气中常见的气态碱,易溶于水,能与大气或雨水中酸性物质起中和作用,从而降低了雨水的酸度。如NH3与二氧化硫(SO2)可在有水分的条件下反应生成硫酸氨和亚硫酸氨,从而对酸性物质起到中和作用。一般酸雨区NH3的含量比非酸雨区普遍低一个数量级,说明氨在酸雨形成中具重要作用。大气中氨主要来自有机物分解及农田施用氮肥的挥发。土壤中氨的挥发量随土壤pH的上升而增加,我国北方土质偏碱性,南方偏酸性,氨含量北高南低,是中国酸雨主要分布在南方,北方酸雨较少的一个重要原因。
(3)大气颗粒物。降水中的碱金属和碱土金属主要来自大气中的颗粒物,大气颗粒物主要来自土地飞起扬尘。与国外相比,我国的大气颗粒物浓度大,特别是粗颗粒物多,且南北地区存在着显著差异。北方地区干燥少雨,土壤裸露,大气颗粒物浓度大,大气总悬浮颗粒物(TSP)平均含量为426μg/m3,约为南方的2倍。通过治理环境,大气中的颗粒物浓度持续降低,但南北方一直保持着大气颗粒物浓度的相对水平。不仅北方颗粒物浓度高于南方,北方大气颗粒物中的碱性物质与酸性物质浓度之比也高于南方。对同样的降水,北方大气颗粒物对降水酸性的缓冲能力比南方要大得多。这是因为大气颗粒物主要来自土地扬尘,其组成与土壤组成基本相同,颗粒物酸碱性主要取决于土壤性质。由于北方土壤的碱性物质含量高,北方大气颗粒物中的碱性物质浓度也高于酸性物质,在降雨中这些大气颗粒物对酸性降水具有较大的中和缓冲能力;相反,南方大气颗粒物中碱性物质浓度低,其缓冲能力低于北方(如北京春季大气颗粒物中和能力是柳州颗粒物的3倍),于是,雨水被酸化的作用与受碱性物质中和作用的竞争结果是北方大部分地区未发生酸雨,而南方地区出现大面积酸雨。
(4)我国北方太阳光强随纬度的升高而降低,我国的大气湿度也是由南向北递减,因此,当其他条件相同时,我国南方大气中的SO2较北方大气可以较快地转化为硫酸,酸化当地大气环境,通过降水冲刷形成酸雨。因此我国的酸雨地区主要分布在南方,北方相对较轻。
Ⅱ.弱酸雨区。pH在5.0~5.6,其主要范围包括四川、贵州、福建、广东、广西、海南等省(区)。四川省21个城市中除德阳、都江堰、马尔康外,其余城市均出现酸雨现象。其中,酸雨频率大于40%的城市有6个。这21个城市的酸雨频率五年均值为28.5%,酸雨量占总雨量的37.7%。造成酸雨频发的主要原因是燃煤电厂的SO2。
“九五”期间,福建省酸雨控制区的降水出现一定程度的酸化,降水年均pH在5.20~5.35,低于5.6,酸雨频率在29.1%~55.6%。福建省酸雨控制区各城市,除三明市和龙岩市外,其余城市空气中颗粒物浓度都较低,空气酸性缓冲能力较弱,加之该省土壤以红壤为主,酸性较强,pH为5.0~5.5,土壤扬尘不能为降水提供有效的酸化缓冲和中和机制;另外,该省属亚热带湿润气候,太阳辐射强,气温高,空气湿度大,因而空气氧化气氛较强,有利于致酸前体物SO2和氮氧化物(NOx)的转化。因此,尽管该省空气中的致酸物含量少,但由于对致酸过程的缓冲中和作用弱,也使降水酸化。
西南地区最显著的特点是山高地陡(特别是贵州地区),且城市四周为这些中低山所环抱,造成地形闭塞,气体不易扩散与对流。因而不论是烧煤产生的SO2,还是随着机动车日益增多而排放的NOx,除了少部分直接回到地面外,大部分都聚在城市的上空,然后在雨水的冲刷下回到地面而形成酸性降水;由于该地区土质多为酸性土壤,而大气中颗粒物主要来源于土地飞起的扬尘,从而大气中颗粒物也相应呈偏酸性,这样,风沙扬尘的缓冲能力低,自然加大降水的酸度;该地区普遍森林植被覆盖面积广,也使得污染物不易扩散而成为强酸性降雨区;气候条件与SO2等的严重污染存在非常重要的关系。一是该地区气候较温暖、湿度大,成为SO2和NOx转化为酸的有利条件;二是山谷风较为显著,白天与夜间山风、谷风交替,使大气污染物在区内起伏跌宕,难以向外扩散,加剧了该地区酸雨污染的程度;三是该地区也是雷电多发区(广西柳州就是一例),而雷电能够使NOx浓度增大,同时还能加快SO2和NOx的氧化速度。
Ⅲ.酸雨区:pH在4.5~5.0,其主要范围包括重庆、湖南、江西大部分地区、浙江南部、台湾等地区。1998年重庆市36个降水监测点监测结果见表4-1。统计表明,重庆市降水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%,且酸雨强度和频率趋势为远郊>城区>近郊,表现出酸雨在空间上的迁移性。
根据重庆市主城区1993~2007年降水pH监测资料,分析重庆市15年来酸雨的变化趋势。结果表明:①重庆市主城区降水pH较低,2002~2007年平均pH介于3.8~4.5之间。在这6年的月际变化中,降水酸度夏高冬低,酸雨频率夏低冬高,酸雨强度的变化主要受污染源排放量及其他因素的影响。②重庆市年降水pH基本呈递增趋势。各季节中,秋季pH年际变化呈明显的波动状升高的趋势,其余3个季节呈弱波动状态,没有明显的升降趋势。③ 重庆市酸雨 (pH < 5. 6)频率较高,各季节的酸雨频率基本在80% 以上,而且多数年份酸雨频率 > 90% 。重庆市年降水 pH < 5. 6的频率呈波动性增大。重庆市春季酸雨频率呈明显的升高趋势,夏季和冬季基本呈弱波动的升高趋势,秋季波动较大且升降趋势不明显。④ 重庆市较强级别以上强度的酸雨 (pH < 4. 5)频率年际变化幅度较大,基本介于 30% ~ 80% 之间。重庆市年降水 pH < 4. 5的频率呈较剧烈的波动,变化趋势不明显。
表 4-1 1998 年重庆市降水监测结果
酸雨现象是大气化学过程和大气物理过程的综合效应,其中致酸前体物的排放和大气污染物扩散条件是引起酸雨污染的主要原因。致酸前体物的大量排放是重庆市酸雨形成的根本原因。长期以来,重庆市的能源消耗一直以原煤为主,2004年,全市共消耗能源290×108kg标准煤,其中煤炭180×108kg标准煤,占能源消耗总量的62.4%。尤其是重庆地区为全国高硫煤的主要产区,2004年煤炭年产量300×108kg,其中91%以上为含硫量超过3%的高硫煤。高硫煤大量使用导致了以SO2为主的硫化物的大量排放,2005年重庆市的工业废气排放量为3650×108m3,其中SO2排放量为6.8×108kg。
重庆主城及邻近地区有重庆发电厂、九龙电厂、华能路磺电厂、重庆钢铁有限公司等NOx产生量较大的重污染企业,日前尚没有对NOx的排放采取有效的治理措施。同时,随着社会经济的迅速发展,重庆市机动车持有量近年来快速增长。机动车持有量的快速增加导致了NOx排放总量的增加。除此之外,劣质油料的使用、以建筑工地为主要服务对象的柴油工程机械、交通阻塞、CNG汽车的供气问题难以有效解决等问题加重了市区尤其是城区空气环境中NOx的污染。
大量的SO2、NOx在含Fe、Cu、Mg、V等的大气颗粒物中成酸反应催化剂作用或在雷电等的氧化作用下,通过气相或液相氧化反应生成硫酸、亚硫酸和硝酸及其盐类,成为降水中的主要阴离子组分。
重庆市特殊的地形是导致主城区酸雨污染程度严重的重要原因。重庆地处四川盆地东部,东及东北邻大巴山,南及东南靠贵州高原,两面闭合。这一特殊的地形条件造成了重庆地区全年静风频率高、常年平均风速低,低洼槽谷地区及盛行风的背面全年平均风速更是在1m/s以下。大气稳定度以中性为主,城区出现逆温的频率高,持续时间长,逆温强度大,混合层厚度高。逆温层下极易成雾,致使近地面污染物难以向外扩散。上述恶劣的大气扩散条件不利于污染物质的平移散逸和垂直扩散。尤其是对于主城区而言,长江、嘉陵江横贯其中,丘陵河谷占76%,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,加之城市热岛效益显著,使大气污染物在区内起伏跌宕,难以向外扩散,加剧了重庆酸雨污染的程度。
2004年,湖南省有14个城市上报了降水的pH监测数据。其中pH≤5.6的酸雨样占76.4%。单次降水样的pH为3.05~8.24。
Ⅳ.强酸雨区:降水的pH<4.5,其酸雨的主要范围包括上海、浙江东北部地区。2002~2005年,上海市22个监测点位降水pH年均值和酸雨频率分段统计结果分别如表4-2和表4-3所示。
表 4-2 2002 ~2005 年上海市 22 个监测点位降水 pH 年均值分段统计结果
表 4-3 2002 ~2005 年上海市 22 个监测点位酸雨频率分段统计结果
监测结果表明,2002~2005年,上海市pH<5.6的点位所占比例逐年增加,较强酸雨现象(pH<5.0)和强酸雨现象(pH<4.5)逐年加重;酸雨频率逐年增加,2004年和2005年分别有2个和4个监测点位的酸雨频率在75%以上。
上海作为全国居民人口和经济发展的特大城市,在单位GDP煤炭消耗量持续下降的同时,煤炭消耗的绝对量依然很大。近年来,上海市煤炭消耗量呈持续上升趋势,SO2排放量迅速上升,同时,由于能源供应紧张引发燃煤质量下降,煤中含硫率上升,从而使上海市环境空气中SO2浓度有所上升,导致酸雨污染日趋严重。上海市环境空气污染属煤烟型和石油型并重的复合型污染,但以尘污染为主,且具有酸性,对酸雨的缓冲能力较小,上海市环境空气中降尘量的逐年上升加重了酸雨污染程度;同时,上海市土壤属南方酸性土壤,酸性土壤微粒通过二次扬尘进入空中,减缓了对酸雨的缓冲能力,加剧了酸雨污染程度。上海市属北亚热带季风气候,光照充足,雨量充沛,四季分明。上海市的主导风向为东南偏东风,春季和夏季主导风向为东南东风,秋季主导风向为北北东风,冬季主导风向为北北西风。2002~2004年上海市酸雨频率最大值出现在冬季,最小值出现在夏季。酸雨的季性变化与各季度的污染条件和气象条件密切相关。通常,冬季大气层结稳定,逆温频率明显增加,抑制了污染物的扩散,容易出现高浓度大气污染现象;夏季风速较大,大气稳定度较弱,有利于污染物扩散,污染水平相对较低。
浙江环境监测站对2002年浙江省酸雨的监测数据表明,2002年杭州市市区酸雨频率为73.6%,降水pH均值为4.68,临安市酸雨频率达97.5%,降水pH均值为4.04,其余几个县(市)降水pH均<5.60。酸雨污染程度等级见表4-4。
表 4-4 酸雨污染程度等级
根据表4-4及降水监测结果分析,2002年杭州市被酸雨区所覆盖。重酸雨区覆盖面积达13625km2,占全市总面积82.1%,这些地区为杭州市区、桐庐县、淳安县、余杭区、临安市、建德市;较重酸雨区(萧山)覆盖面积达1163km2,占全市总面积的7%;富阳市属中度酸雨区,占全市总面积的10.9%。1998~2002年,杭州市区和余杭降水中硫酸根SO2-4与硝酸根NO-3质量浓度比值呈下降趋势,SO2-4对降水酸性的贡献值已渐渐变小。主要是由于杭州市机动车拥有量逐年上升(5年增幅达392.8%),导致NOx排放量增加,降水中NO-3质量浓度值逐渐上升。建德市SO2-4与NO-3质量浓度比值呈缓慢上升势头。燃煤和燃油是杭州市的主要工业能源,占全市总能源消耗量的31%~37%。煤和油燃烧产生的SO2是导致“九五”期间降水呈酸性的主要因素,被称为“酸雨前体物”。上海市排入大气的SO2会不断地向周边地区扩散,即所谓的“酸雨前体物中远距离传输”。冬春季节,在北到东北的主导风向下,对浙江省北部地区如杭州市的酸雨形成产生叠加作用,外来酸雨前体物可能是造成酸雨污染的一个不可忽视的因素。与北方相比,杭州市空气中总悬浮颗粒物浓度值较低,而且其土壤以水稻土为主,表层土壤的pH约为5.74,土壤扬尘不能对降水的酸化过程起有效的缓冲作用。
三、全国大气降水安全性分析图
依据全国多年人均利用降水量分布图和全国酸雨区域分布图,将我国大气降水安全性划分为四个区(附图4),分区情况如下:
Ⅰ.大气降水供水相对安全区。人均利用降雨充足,无酸雨,主要范围为新疆、西藏西部、甘肃西北部、青海西北部、内蒙古等地区。
Ⅱ.大气降水供水较安全区。人均利用降雨中等,局部有酸雨,主要范围为西藏东南部、四川、云南、广西西部、贵州、湖南、湖北、重庆、河南、安徽北部、江苏北部、陕西、甘肃东南、山西、河北、山东、天津、北京、辽宁、吉林、黑龙江等地区。
Ⅲ.大气降水供水较不安全区。人均利用降雨不充足,酸雨区pH在4.5~5.0,主要范围为广西东部、广东、福建、江西、安徽南部、江苏南部、浙江南部、海南、台湾等地区。
Ⅳ.大气降水供水不安全区。人均利用降雨不充足,强酸雨区pH<4.5,主要范围为上海、浙江东北部。
黄河断流的危害有哪些?
近年来,我国东部城市化进程特别快,城市发展规模大,数量多,众多的城市群对进入大陆空气中的水分有明显的"截流"作用,使之在当地产生降水,减少了进入内陆(如黄河中上游地区)的水量,使黄河主要补给区降水减少。 三、黄河断流的危害 黄河断流的危害 黄河下游的频繁断流已直接影响到依靠黄河供水的城乡生活和工农业生产用...
人为灾害的相关材料
④造成酸性降雨,对农业、林业、淡水养殖业等产生不利影响。⑤破坏高空臭氧层,形成臭氧空洞,对人类和生物的生存环境产生危害。⑥对全球气候产生影响,如二氧化碳等温室气体的增多会导致地球大气增暧,导致全球天气灾害增多,又如烟尘等气溶胶粒子增多,使大气混浊度增加,减弱太阳辐射,影响地球长波辐射,可能导致天气气候异常。
2020年生态文明建设知识竞赛试题及答案
A.《中华人民共和国环境保护法(试行)》 B.《海洋环境保护法》 C.《水污染防治法》 D.《大气污染防治法》 64.我国是一个缺水的国家,人均水资源仅为世界人均量的___。 A.1\/2 B.1\/3 C.1\/4 D.1\/5 65.不属于造成水体污染原因的是: A.工业废水 B.生活污水 C.旅运、水运 D.大气降水 66.沙暴的形...
人工降雨的原理是什么?
参考观点:人工降雨是指依靠现代科技手段使云层产生降水的过程。其原理是通过增加大气中的气溶胶数量,促使雾滴形成并逐渐增大,最终形成降水。具体来说,人工降雨技术通常采用的方法是散发一定量的云雾化剂(如碳酸钙、硫酸铵等),使其漂浮在云层中,导致云层内部负电荷增加,促进云粒子间的相互碰撞和凝结...
全球气候变暖的原因和影响_全球气候变暖的危害
2.大气环境污染因素 目前,环境污染的日趋严重已构成一全球性重大问题,同时也是导致全球变暖的主要因素之一...(3) 地表水和地下水盐分增加,影响城市供水。 (4)地下水位升高。 (5) 旅游业受到危害(海平面上升50...一年中温度和降水的分布是决定 种植 何种作物的主要因素,温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物...
世界水资源现状?
人类对水资源的需求主要来自于城市对饮用水、卫生和排水的需要。全球目前有8.84亿人口仍在使用未经净化改善的饮用水源,26亿人口未能使用得到改善的卫生设施,约有30亿至40亿人家中没有安全可靠的自来水。每年约有350万人的死因与供水不足和卫生状况不佳有关,这主要发生在发展中国家。全球有超过80%的...
请给我一些有关大气的有关知识
有关大气的科学知识 什么是大气 大气是包围在地球周围的一层气体。大气也称为大气圈或大气层。大气圈是地球四大圈(土石圈、水圈、生物圈和大气圈)之一,是地球上一切生命赖以生存的气体环境,也是人类的保护伞。如果我们从人造地球卫星上看地球,大气好像是蒙在地球表面上的一层浅蓝色面纱。大气的范围...
地球大气中的二氧化碳含量不断增加的主要后果是
温室效应的影响:温室效应引起了一系列的变化和影响。冰川和极地冰层融化加速,导致海平面上升。这对沿海城市、岛屿和生态系统构成威胁,可能引发自然灾害如洪水和飓风。一些地区可能会经历更频繁和严重的干旱,而其他地区则会遭受更强烈的暴雨和洪水,这对农业、供水和生态平衡都会带来负面影响。缓解温室效应的...
当前大气环境质量影响评价中常用的空气质量模式有哪些?各有何特点...
面水资源问题及解决加论述 资源限 水源短缺水源污染问题,已全球严重区,由于水资源短缺与度发及水污染问题加剧,目前城镇供水安全保障面临严峻挑战.水资源非限...浪费严重 专家指,我现浪费水资源现象十严重.农业水资源浪费户.我,土渠输水、水漫灌农业灌溉式目前仍普遍沿用,灌溉用水半输水程渗漏损失,耕自降水利用率45...
环渤海地区经济发展的主要限制因素是什么?
环渤海地区多年平均降水量600mm左右,水资源总量偏少,而水质污染加重了水资源危机。此外,现有供水工程设施老化失修,新水源供水工程兴建缓慢,工程供水能力日趋衰减,水资源的综合利用缺乏有效管理、浪费严重,也将进一步导致水资源危机。 环渤海地区的生态系统安全问题主要是指外来物种入侵、生物多样性降低、部分物种濒临灭绝...
印航生脉:[答案] 什么是酸雨? 被大气中存在的酸性气体污染,pH值小于5.65的降水叫酸雨.什么是酸? 纯水是中性的,没有味道;柠檬水,橙汁有酸味,醋的酸味较大,它们都是弱酸;小苏打水有略涩的碱性,而苛性钠水就涩涩的,碱味较大,苛性钠是碱,小苏打...
萧县15961329340: 我国水资源时空分布不均衡的原因?(详细点,拜求) - ?
印航生脉: 我国现在利用的水资源主要是河流水、淡水湖泊水、浅层地下水等,而我国这些水资源最主要的来源是大气降水尤其是雨水.我国降水量的时空分布是不均衡的,从时间上是夏秋多、冬春少,从空间上讲是南方多、北方少、东部多、西部少,另外我国地形也极其复杂(地形会影响河流的流向),而降水量的时空不均衡与地形的复杂性造成了我国水资源的分布不均衡.
萧县15961329340: 酸雨的味道是酸的吗 - ?
印航生脉: 酸雨 (acid rain)是指PH值小于5.65的酸性降水 并不是味道是酸的近代工业革命,从蒸汽机开始,锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器;而后火力电厂星罗齐布,燃煤数量日益猛增.遗憾地是,煤含杂质硫,约百分之一,在燃烧中将排放酸性气体...
萧县15961329340: 为什么我国水资源从东南向西北逐渐减少?(大气降水的空间分布特点) - ----------------------------------- - ?
印航生脉: 我国水资源分布受降水的影响,陆地上的降水基本上都来自海洋,而我国由东南向西北降雨逐渐减小,所以水资源分布空间格局是由东南向西北减少.
萧县15961329340: 我要写篇关于水的论文,请问我要写什么内容??急!!!! - ?
印航生脉: 人类进入21世纪以来,我们不得不正视一个事实:可利用的淡水资源越来越匮乏.在全面建设小康社会的进程中,能否确立水资源可持续利用的发展观,是关系到我国社会经...
萧县15961329340: 大气降水对城市地面水的污染是怎样的? ?
印航生脉: 大气降水对城市地面水的污染是:我国酸雨污染比较严重,酸雨污染已开始北移,很多湖泊、水库、江河因受酸雨污染,水体pH值下降,直接影响水生生态系统和水质质量,在水污染综合整治措施中,应 考虑大气降雨对水质的影响.
萧县15961329340: 何谓流域的下垫面因素,它与流域的自然地理特征有何区别和联系 - ?
印航生脉: 下垫面因素 降水落至地面后,在形成径流的过程中受到地面上流域自然地理特征(包括地形、植被、土壤、地质)和河系特征(河长、河网密度、水系形状等)的影响,这些影响因素统称下垫面因素.它也是制约河川其它水文现象的重要因素....
萧县15961329340: 中国降水在地区上和时间上的分布特性? - ?
印航生脉: 首先,中国的降水分布分为季风区和非季风区. 受夏季风影响的区域有长江中下游,西南地区,东部,华南,黄河中夏游. 夏季风开始的时间约为每年5月下旬,自由两广开始登陆,一路北上,带来降水.9月开始从大陆撤退,降水也开始减少,10月夏季风彻底从大陆撤离,季风区降水结束. 非季风区主要是说内陆(远离季风影响的地区,如西北内陆) 形成原因主要是因为高大山脉的阻挡. 非季风区与季风区的界限划分是:大兴安领-冈底斯山为界.非季风区主要靠冰山雪融水为主,全年降水稀少. 一个一个字的码不容易啊,还有什么问题可以继续给我流言.你对季风的形成应该是清楚的吧?不用再多解释了吧
萧县15961329340: 河流与地下水补给 - ?
印航生脉: 正常情况下,是相互补给的.丰水期,河水补给地下水;枯水期,地下水补给河水. 但山东那里,指的是黄河,黄河在那里是地上河,河床都比地面高了,地下水不可能补给黄河.
萧县15961329340: 地下水与河流的补给形式 - ?
印航生脉: 1、地下水的补给地下水的补给主要有大气降水、地表水的渗入,大气中水汽和包气带岩石空隙中水汽的凝结,此外还有人工补给等.(1)大气降水的渗入补给大气降水是地下水最主要的补给来源.大气降水到达地面以后被土壤颗粒表面吸...