天津市耀华中学高三(4)班胡晓峰
编者按:本报从今天起推出“成才之路”专栏,旨在为青年学生提供展示才华的平台,鼓励学生畅谈自己在科技实践与创新活动中的心路历程和心得体会。第一期发表胡晓峰同学的文章。他的论文《天津酸雨状况调查研究及防治对策》在天津市青少年科技创新大赛上获一等奖,今年8月又在兰州举办的第18届全国青少年科技创新大赛上经过独立布展、公开展览、展示交流、封闭答辩和技能测试等激烈竞争,荣获大赛一等奖和崇宝奖。
近年来媒体相继报道全球范围内因酸雨而导致的各种灾害现象。漫步津城,一些房屋建筑、铁塔钢桥和雕塑绘画中被雨水污蚀现象也逐渐显现。这些腐蚀现象是不是因酸雨而形成?究竟天津有没有酸雨?如果有,成因是什么、程度如何、影响范围有多大、又该如何防治?这些问题引起了我的兴趣。我从下雨天冒雨接雨水、收集各种资料等基础性工作做起,开始了此次研究探索活动。
为了学习酸雨的相关知识,掌握酸雨的准确含义,酸雨形成的过程,酸雨的成分及其来源,我参考了1986年—2001年度《天津市环境质量报告书》、《2001年天津市环境状况公告》、《天津市二氧化硫污染控制“十五”计划》等资料,对其中有关酸雨的部分进行统计整理,利用计算机绘制图表,分析论证;又从相关网站下载“酸雨”资料。为了验证酸雨,起初我用自己接的雨水做了一些简单实验(用pH试纸、酸度计等),但发现自己做实验所得数据与权威部门公布的数据有一定差异,最终我采用了权威部门公布的数据,这样更具有说服力。
活动过程中,环保专家为我提供了各级各类降水监测数据、气象资料;介绍了天津市矿物燃料燃烧的现状;介绍了天津和南方不一样的土壤情况(南方多酸性土,天津几乎是碱性土)和气候状况;降水情况以及SO2、NOx和TSP等的监测情况,为论文的最终完成起到了关键作用。
论文详尽分析了天津十几年来酸性降水指标,发现:近十年来天津酸雨发生率呈上升趋势。然而我国酸雨控制区和天津的酸雨特点截然不同。在天津降水pH值随降水量增加而降低;这种差异正是我此次调查研究的新发现之一。导致这个差异产生的原因是由于天津及周围地区与南方不同,土壤主要是偏碱性的潮土和褐土,而且整个区域森林覆盖率相对较低,水域面积少,土地开垦率高,植被覆盖时间短;并且冬春季风还会带来大量沙尘,因而天津大气中存在着相当数量的碱性浮尘。当出现降水时,大气中酸性污染物和碱性尘都会溶于降水,二者相互中和,使降水趋于中性。在碱性浮尘多、降水量小时,被降水溶解的碱性物质多于酸性物质,因而降水pH值高;反之降水pH值低。这种特点从降水pH值和大气监测值的差异中也可得到证实。例如2000年,全年污染最轻的时期是七八月份,而这段时期又正是天津的汛期,降水过程多,降水量大,而降水pH值却偏低。转移到降水中的二氧化硫、氮氧化物等正是此时期降水pH值偏低的物质基础。反之,冬春季采暖燃煤会增加二氧化硫和总悬浮颗粒物排放量,加之气候干燥、降水过程少,降水量也小,偶尔的沙尘入侵,致使二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物大量滞留在空中,此时偶然出现的降水过程,由于溶入降水中的碱性浮尘相对于酸性污染物多,从而使降水pH值升高,甚至可能出现碱雨。通过天津酸雨与众不同的特征———小雨偏碱性,大雨偏酸性及其造成原因,我们可以这样认为:酸雨pH值是受多种不同物质的浓度共同影响的,判断一个地区酸雨状况要综合考虑降水中不同物质之间的相互影响。这一点已经得到有关环境专家的认可。
充分认识了天津酸雨及其形成原因后,我还对如何防治进行了调查研究,收集到许多天津近年来制定的相关法律法规。经调查发现,要减少酸雨及随之而来的各种危害,最有效的方法就是减少二氧化硫等污染物排放量,降低它们在空气中的浓度,结合天津实际就是要做到脱硫与除尘并举。重点是要解决好电厂和城区冬季供热燃煤锅炉脱硫除尘工作;工业燃煤窑炉要按计划最大限度地改用清洁能源。严格控制机动车尾气。有计划地发展可再生能源。加强对酸雨和二氧化硫的监督、监测预报。这些对改善天津酸雨状况有一定参考价值。
在课题研究过程中,我学到了许多在课堂和书本上学不到的气象、环境、社会等科学技术知识,与学习相互促进、取长补短。初步掌握了如何观察事物、搜集信息;如何思考问题、发现问题、研究问题并最终解决问题。这项环保实践活动极大地提高了我的环境意识和法制意识,初步树立了环境保护和可持续发展观念,从而进一步增强了爱护大自然、保护环境的自觉性,同时也丰富了自己的想象力、创造力及分析解决问题的能力。我意识到:科学研究工作是一种严谨细致认真的探索性活动,开始工作之前结果如何不得而知,随着工作的深入开展,会有许多问题和困难在等待着我们,每解决一个问题都会增加一份前进的勇气和动力。成绩的取得是对前一阶段工作的充分认可和对今后工作学习的鞭策;离不开指导老师俞世泰、专家学者以及父母的全力支持、悉心帮助。
《科技日报》2003年11月12日