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酸雨(acid rain)是全球共同关注的环境问题之一,目前普遍认为pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水就是所谓的酸雨。空气中的主要污染物SO2、NO2是降水中硫酸根离子和硝酸根离子的主要前体物,PM2.5是悬浮在空气中空气动力学当量直径:小于2.5微米的细颗粒物。南京市地处长三角,是江苏的省会城市,经济发达和城市化进程加快的同时,带来日益严峻的大气环境复合污染问题。为了解南京市酸雨污染的现状以及降水特征与空气中主要污染物之间的相互关系,本文对南京市2013年的降水监测数据和空气自动监测数据进行多角度深入分析,总结出了南京市降水特征、酸雨污染现状和空气污染现状,对2009-2013年的历史数据进行了趋势分析,得出酸雨污染和空气污染的五年变化情况,同时进一步探讨大气降水与空气质量之间的相互关系,主要结论如下:1、南京市2013年平均降水量864毫米,月降水量呈倒V型,夏季降水量充沛,其次是春季和秋季,冬季降水量相对较少。降水pH年均值为5.13,其中为酸雨样本pH年均值为4.72。单笔样品降水pH值范围介于3.52-7.88,最小值出现在5月,最大值出现在8月。连续五年的降水pH均值均小于5.6,降水均呈弱酸性,五年的降水pH年均值和酸雨pH年均值的秩相关系数分别为-0.9和-0.8,说明南京市的降水酸度和酸雨酸度都在逐年增强,且趋势显著。2、南京市2013年酸雨发生率是35.6%,属于酸雨多发地区。酸雨污染主要为弱酸性和酸性酸雨,占酸雨样品的71.4%,其次为重酸性酸雨,偶有严重酸性酸雨发生。冬季酸雨污染最为严重,酸雨发生率最高,降水酸度与酸雨酸度也最强。酸雨发生率与pH值呈反比例关系,降水pH值越小,其酸雨发生率越高,即降水酸度越强,酸雨发生率越高;而相反的,降水pH值越大,酸雨发生率越小,即降水酸度越小,酸雨发生率越小。连续五年酸雨发生率均超出30.0%,五年酸雨发生率秩相关系数为0.7,表明南京市酸雨发生率呈逐年上升趋势,但趋势不显著。3、2013年南京市降水样品中阴阳离子当量浓度总和为680微克当量/升,离子浓度从大到小依次为 Ca2+>SO42->NH4+>Cl->NO3->Mg2+>Na+>K+>F-,SO42-与 NO3-浓度的比值为2.3,影响南京市降水特性的空气污染前体物仍然是SO2。五年SO42-/NO3-的比值平均为2.5,表明降水离子中硫酸根离子仍然是南京市降水致酸的主要原因之一,并且与空气中SO2的浓度有着一定关系,南京市酸雨主要是因煤烟燃烧污染引起的,但根据五年的SO42-/NO3-的秩相关系数来看,rs=-0.6,说明SO42-/NO3-比值呈逐渐下降趋势,也就是说南京市降水的成分受硝酸根前体物NO2的影响正在逐步变大,其酸雨污染类型由煤烟型为主导类型逐渐向煤烟型与机动车污染混合型转变。4、南京市2013年空气主要污染SO2、NO2、PM2.5、PM10的年平均浓度分别为37、55、78和137微克/立方米。按照环境空气质量标准(GB3096-2012)评价,除S02年均浓度达标外,其余三项污染物均超标,其中NO2超标37.5%,PM2.5超标1.2倍,PM10超标近1倍。根据五年监测数据分析规律,南京市空气中SO2、NO2和PM10浓度总体呈现夏季污染较轻,冬季污染较重的特征。S02、N02变化规律基本一致,呈扁V型;PM10可能因为受沙尘(3、4月)和秸秆焚烧(6、11月)等因素影响,在典型时段出现波动上升。5、非降雨日空气中的S02、N02、PM1o和PM2.5平均浓度比降雨日的要高,降水对S02的影响最大,降雨日比非降雨日下降40.0%,对PM2.5和PM10的影响均在30.0%左右,对N02的影响最小,为19.0%。无论是重污染日还是正常日,降水对空气中的污染物有不同程度净化作用;当降水少于5毫米时,降水对空气中的颗粒物净化作用不大,甚至可能导致颗粒物的吸湿增长,反而使颗粒物浓度升高;当雨量中等时,降水对PM2.5的净化率一般小于对PM10的净化率;当暴雨时,降水对PM2.5和PM10的净化率均在70%以上;重污染天气时,降水对空气中的NO2的净化作用不明显,一场降水过后,NO2浓度仍然偏高。6、通过选定的中雨样本分析,秋冬季雨后空气中PM2.5的质量浓度均低于雨前和雨中,变化明显,而夏季由于PM2.5浓度水平与秋冬季相比,平均浓度相对较低,雨后PM2.5质量浓度虽也有下降,但下降幅度不明显,且春夏季雨中由于湿度较大,还出现PM2.5浓度比雨前大的现象,也就是说细颗粒物在湿度较大的情况下,会有吸湿增长现象,随着雨水的冲刷时间的增加,PM2.5的浓度才会有一定的下降。南京市PM2.5的主要水溶性离子和降水中的离子成分基本一致,降水对PM2.5中的水溶性离子也有一定的削减作用,其中对SO42-、NO3-、NH4+、Cl-和K+的削减效率尤为明显,其削减比例均在30%～50%之间。从样本雨前、雨后水溶性离子浓度变化情况来看,春夏季雨水对PM2.5中的离子冲刷作用没有秋冬季明显,甚至有SO42-、NH4+、NO3-雨后浓度还高于雨前的情况,这与春夏季空气中的气态污染物的浓度水平本来就很低,且分布很均匀有关。而2013年的秋冬季,受我国中东部雾霾天气和秸秆焚烧共同影响,南京市频发空气重污染天气,空气中PM2.5的浓度偏高,一场降雨后,不论是PM2 5还是其中的水溶性离子浓度都极速下降。