二氧化硫污染的特征和環(huán)境容量的實(shí)證分析

劉思齊

[摘 要]大氣污染中的二氧化硫污染不僅會帶來酸雨等環(huán)境問題，如果人體過量攝入，還可能引發(fā)過敏反應(yīng)，引發(fā)呼吸困難、嘔吐等癥狀。本文以某市為例，結(jié)合其氣象地理?xiàng)l件，對二氧化硫的污染特征進(jìn)行了分析，同時結(jié)合二氧化硫環(huán)境容量控制系數(shù)，計算出了二氧化硫的環(huán)境容量，希望能夠?yàn)槎趸蛭廴镜闹卫硖峁┮恍﹨⒖肌?/p>

[關(guān)鍵詞]二氧化硫 污染特征 環(huán)境容量 實(shí)證分析

中圖分類號：X131 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0225-01

前言：工業(yè)化進(jìn)程的加快以及城市化水平的提高，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，尤其是大氣污染中的二氧化硫，素有大氣污染元兇的稱謂，其對于人體健康以及生態(tài)系統(tǒng)的影響非常巨大，必須得到足夠的重視。相關(guān)環(huán)境監(jiān)測部門應(yīng)該強(qiáng)化認(rèn)識，做好區(qū)域內(nèi)二氧化硫污染狀況的全面分析，確定二氧化硫的環(huán)境容量，盡可能將排放量控制在環(huán)境容量之內(nèi)，減少其對于大氣的污染。

1 實(shí)證事例

某省會城市位于中原地區(qū)，屬于國家重要的綜合交通樞紐，地處華北平原的南部，黃河中下游地區(qū)，總面積達(dá)到7446平方公里，下轄多個市轄區(qū)，固定人口加上流動人口超千萬?？傮w地勢西南高、東北低，從西南部以此為構(gòu)造侵蝕中低山地、構(gòu)造剝蝕丘陵、傾斜平原以及沖積平原。在市區(qū)內(nèi)劃分有多個區(qū)域，包括高新區(qū)、金水區(qū)等，中部地區(qū)以商業(yè)為主，西部工業(yè)發(fā)達(dá)，東部地區(qū)屬于高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，設(shè)置有大量的高校和科研院所，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。不過與此同時，該市存在著非常嚴(yán)重的大氣污染問題，常年霧霾籠罩，主要大氣污染物為PM2.5、PM10以及SO2等，這里主要對SO2的污染特征以及環(huán)境容量進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)槲廴镜姆乐魏铜h(huán)境治理提供一些參考[1]。

2 二氧化硫污染特征

2.1 污染狀況

在該市市區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置10個環(huán)境檢測點(diǎn)，利用專業(yè)的設(shè)備，對二氧化硫污染狀況進(jìn)行檢測分析。這10個環(huán)境檢測點(diǎn)分別布設(shè)在中心商業(yè)區(qū)（4個）、西部工業(yè)區(qū)（3個）以及東部高新區(qū)（3個）。對2009年到2013年的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，可以得到二氧化硫月均濃度的變化曲線，如圖1所示。

結(jié)合曲線圖進(jìn)行分析，可以明顯看出，在冬春季節(jié)，二氧化硫的污染最為嚴(yán)重，尤其是11月到來年1月，二氧化硫的月均濃度達(dá)到峰值，夏秋季節(jié)相對較好。而結(jié)合二氧化硫的年均濃度曲線（圖2）可知，除2012年外，其余幾年均超出國家二級標(biāo)準(zhǔn)，最高的2009年超出國家標(biāo)準(zhǔn)0.6倍，屬于重度污染[2]。

2.2 原因分析

分析市區(qū)內(nèi)二氧化硫污染嚴(yán)重的原因，主要是受氣象、交通、工業(yè)等因素的影響。結(jié)合環(huán)境監(jiān)測站收集到的氣象資料，該市全年以偏西風(fēng)為主，運(yùn)用Pasquill穩(wěn)定度分類方法，分析市區(qū)穩(wěn)定性，得到的最終結(jié)論為B-C，即處于弱穩(wěn)定和不穩(wěn)定之間，有利于空氣的擴(kuò)散，但是由于工業(yè)區(qū)位于西部，在主導(dǎo)風(fēng)向的影響下，會給整個市區(qū)的大氣環(huán)境造成負(fù)面影響。另外，該市位于北方地區(qū)，冬季取暖需求大，而且以燃煤取暖為主，在這種情況下，冬春季節(jié)的二氧化硫濃度也就居高不下。

3 二氧化硫環(huán)境容量

3.1 標(biāo)準(zhǔn)限值確定

市區(qū)包含多個分區(qū)，控制區(qū)域總面積在1288.32平方公里，屬于環(huán)境空氣質(zhì)量的二類分區(qū)，因此需要執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中的二級標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)限值見表1。

3.2 環(huán)境容量計算

結(jié)合有關(guān)專家學(xué)者的研究，在對控制區(qū)域內(nèi)大氣二氧化硫環(huán)境容量進(jìn)行計算時，修正A-P值法應(yīng)該算是最為簡單、最為便捷的方法，同時由于研究應(yīng)用較多，方法的可靠性和準(zhǔn)確性較好。

在該控制區(qū)內(nèi)，二氧化硫環(huán)境容量可以利用相關(guān)公式計算

其中，Q表示二氧化硫環(huán)境容量，104t/a，A表示二氧化硫總量控制系數(shù)，104km2/a，c表示區(qū)域內(nèi)的控制濃度，mg/m3，S表示控制區(qū)域的面積，km2。

控制區(qū)域內(nèi)二氧化硫的控制濃度同樣可以通過公式求得

公式中，表示控制區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)年均濃度限值，mg/m3，表示二氧化硫的背景濃度值，mg/m3[4]。

3.3 控制系數(shù)明確

在二氧化硫環(huán)境容量計算中，總控制系統(tǒng)A是一個至關(guān)重要的參數(shù)，相關(guān)研究表明，A值的計算同樣能夠通過公式獲得，有

在公式中，VE表示通風(fēng)系數(shù)，與混合層的高度H和混合區(qū)域的平均風(fēng)速u密切相關(guān)，有VE=H×u，結(jié)合從氣象部門獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，u的取值為2.2m/s，根據(jù)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，混合層高度H的計算公式為

公式中，表示10m高低位置的平均風(fēng)速，單位為m/s，參照環(huán)境監(jiān)測站采集的數(shù)據(jù)信息，取值為3.72，為混合層系數(shù)，可以通過查表的方式獲取，其值為0.051，f表示地轉(zhuǎn)系數(shù)，為地轉(zhuǎn)角速度，取值7.29×10-5rad/s，表示地理緯度，取35°。

代入相關(guān)數(shù)值進(jìn)行計算，可以得到控制區(qū)混合層高度為2268m，A指為13.941×104km2/a，而結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該市的A值在4.2-5.78×104km2/a，取最大值，最終得到控制區(qū)域二氧化硫的環(huán)境容量為12.55×104t/a[5]。

4 結(jié)論與建議

結(jié)合上述分析，可以看出，該市市區(qū)的二氧化硫排放總量遠(yuǎn)低于環(huán)境容量，不過其年均濃度超出了國家二級標(biāo)準(zhǔn)，主要污染源是西部工業(yè)區(qū)的重污染企業(yè)。對此，立足該市的發(fā)展特點(diǎn)，提出幾個防控建議：一是調(diào)整工業(yè)布局，盡量將位于上風(fēng)向的重污染企業(yè)遷移到下風(fēng)向，減少其對于市區(qū)大氣環(huán)境的污染；二是對于污染比較嚴(yán)重的企業(yè)，應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)管，督促其做好煙氣脫硫處理，減少工業(yè)廢氣中二氧化硫的含量；三是應(yīng)該對市區(qū)的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以更加清潔環(huán)保的能源，如天然氣、地?zé)岬却嫒济?，促進(jìn)市區(qū)空氣質(zhì)量的改善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余益民.中國生活二氧化硫污染的地域性特征分析——基于面板數(shù)據(jù)的實(shí)證研究[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2012，（24）：135-136.

[2] 聶麗曼，劉劍鋒，秦山.二氧化硫污染特征及其環(huán)境容量的研究[J].硅谷，2014，（17）：155-156.

[3] 薛文博，王金南，楊金田，等.淄博市大氣污染特征模型模擬及環(huán)境容量估算[J].環(huán)境科學(xué)，2013，34（4）：1264-1269.

[4] 王立平，劉敏，李然，張海波.中國二氧化硫污染的“穩(wěn)健性”影響因素——基于空間面板數(shù)據(jù)EBA模型的實(shí)證分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2015，35（8）：2362-2369.

[5] 王建，張新娟，張佳，祁迎春.延安大學(xué)SO2污染特征分析[J].延安大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2014，（3）：52-54.