西昌某廠區二氧化硫污染現狀監測及防治策略研究

曾永剛，謝 揚，朱振東，黃 進，黃正文

(1.成都大學 城鄉建設學院，四川 成都 610106;2.西昌學院農業科學學院，四川 西昌 615013)

西昌某廠區二氧化硫污染現狀監測及防治策略研究

曾永剛1，謝 揚2，朱振東1，黃 進1，黃正文1

(1.成都大學 城鄉建設學院，四川 成都 610106;2.西昌學院農業科學學院，四川 西昌 615013)

采用甲醛吸收—副玫瑰苯胺分光光度法對西昌某廠區的二氧化硫進行實時測定，并對廠區植物受污染程度做了研究分析，分析了該廠區二氧化硫污染現狀，提出了污染防治建議及對策.

二氧化硫;污染;監測

0 引言

環境空氣質量的優劣與人體健康密切相關，二氧化硫(SO2)是一種常見的刺激性污染物［1－2］，也是當今人類面臨的且對人體健康影響較大的主要大氣污染物之一［3－5］.空氣中SO2濃度水平與所在地有無林木覆蓋關系密切，因為樹木具有吸收、積累SO2的作用，但不同樹種之間差異較大［6－7］，同時，SO2也會對植物產生傷害.SO2對植物傷害的一個特點是:如果濃度超過植物傷害閡值，就會有可見傷害癥狀出現［8－9］，如葉片上出現傷斑、失去膨壓、萎蔫等狀況.

西昌某廠區聚集了鋼業、卷煙廠與復烤廠等工業企業，地處四川西昌市城郊結合部，距市中心以西5 km，屬于西昌市城市建設規劃區與工業規劃區，成昆鐵路和機場路等主要交通干道交錯其中.本研究利用甲醛緩沖溶液吸收—鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法進行廠區SO2的含量測定以及周邊植物的生長狀況分析，并提出相應的防治措施，以降低SO2對該區域環境的影響.

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1)實驗所用試劑包括:氫氧化鈉溶液(NaOH)1.5 mol/L，氨磺酸溶液、環己二胺四乙酸二鈉溶液(CDTA-2Na)0.05 mol/L，甲醛緩沖吸收儲備液、鹽酸副玫瑰苯胺溶液ρ(PRA)0.5 g/L、二氧化硫標準貯備溶液(SO2)100 g/mL，二氧化硫標準溶液(SO2)1.00 g/mL等.

2)實驗所用儀器為，722分光光度計.

1.2 方 法

1)首先對西昌某廠區進行實地考察，以確定SO2的各監測點，采用同心圓布點法合理分配監測點，以煙囪群為中心點在下風向100、200、300和400 m的位置布點，確定合理的采樣頻率和采樣時間［10］，進行長期監測.植物調查采取群體調查法，通過對西昌某廠區及周圍各類植物的生長狀況進行拍照、記錄等方式完成調查.

2)按照環境中主要污染物監測方法的國家標準對SO2進行測定［10－11］.本研究對空氣中 SO2用甲醛緩沖液采集，生成穩定的羧甲基磺酸，加氫氧化鈉后釋放出SO2，與鹽酸副玫瑰苯胺反應生成紅色化合物，于577 nm波長下測量吸光度，進行定量分析.

2 結果與分析

2.1 監測結果

以廠區煙囪群為中心點，在下風向離煙囪群不同距離100、200、300和400 m位置布點采集樣品空氣，每個點位采集3次，每次采集1 h，采集結果如表1所示.

表1 各監測點SO2濃度監測結果/(mg/m3)

2.2 調查結果

監測廠區內植物主要有:南天竹、小葉榕、白楊樹、蒼耳、牽牛花、楊樹、紫莖澤蘭等.SO2通過植物葉面氣孔進入植物體內，在細胞或細胞液中生成、HSO3－和 H+［12］，對植物的酶反應產生直接危害，使植物氣孔關閉，葉綠素去鎂等.典型的SO2傷害癥狀是出現在植物葉片的葉脈間的傷斑，傷斑會引起植物葉片失綠，逐漸呈棕色并壞死.通常，傷斑的形狀為不規則的點狀、條狀或塊狀壞死區，壞死區和健康組織之間的界限比較分明，如圖1～4所示.

2.3 監測數據分析

根據《環境空氣質量標準》(GB3095－1996)，監測廠區屬于二類區即一般工業區和居住區，應執行二級標準，即保護人群健康和城市，鄉村的動、植物，在長期和短期接觸情況下，不發生傷害的空氣質量要求.監測廠區數據分析如表2所示.

表2 SO2監測數據與國家標準濃度限值對比結果/(mg/m3)

從表2數據可以看出，該廠區SO2濃度值超出標準最高達0.462倍.由于廠區主要聚集了鋼業、卷煙廠、復烤廠等工業企業，其是排放SO2的主要源頭.此外，由于廠區地處西昌市城郊結合部，成昆鐵路和機場路等主要交通干道交錯其中，導致車流量非常大，汽車尾氣也是污染源之一.4個監測點位的數據變化趨勢如圖5所示.

圖5 該區域各個監測點SO2濃度變化趨勢圖

通過圖5可以看出，隨著監測距離的增加SO2濃度不斷增大.

根據高斯模式高架連續點源的地面軸線濃度計算公式，

由于擴散參數σy和σz均隨下風距離x的增大而增大，可知等號右邊q/(πˉuσyσz)項隨x的增大而減小，exp(－ H2/2σ2z)項則隨x增大而增大，2項共同作用的結果，必然在下風向某一距離xm處出現地面濃度最大值.而在最大值出現之前地面濃度是隨著距離的增大而增大的，所以在400 m之前還沒有達到最大濃度值的距離，100、200、300、400 m 各點濃度值依次增大.

2.4 調查結果分析

SO2是對植物危害最大的一種氣體［13］.不同植物對SO2的抗性存在較大的差異，在一般情況下，單葉子植物幼嫩的葉片易受SO2傷害，而雙葉子植物發育完全的葉片也對SO2過敏，而敏感的植物在0.05～0.5 ppm下便會出現受害癥狀［14］.當 SO2接觸植物葉片時，葉綠素a與葉綠素b比值變小，糖類和氨基酸減少，葉片失綠，葉面出現黃褐色、土黃、淺黃色等傷斑，嚴重時葉片逐漸枯焦，時間一長，可導致植物死亡［15］.SO2濃度為0.3 ppm時植物在幾小時就可在葉脈間出現點狀或塊狀的黃褐斑或黃白色斑，而葉脈仍為綠色.在本次實際調查過程中發現，監測區域有很多植物，比如牽牛花、蒼耳、小葉榕等，葉片出現白斑脫綠、變黃枯焦和傷斑等現象，表明該廠區及其周圍區域的SO2污染嚴重.

3 結論

1)根據監測結果及分析，西昌某廠區的SO2濃度最大已超過國家二級標準的0.462倍，周圍植物生長狀況不甚理想，大多數出現白斑、脫綠、枯黃等現象，周圍居民時常感覺有刺鼻及呼吸困難等現象.這表明，該廠區的SO2污染狀況已經比較嚴重，威脅到植物生長及居民的生產生活.

2)植物能吸收、積累、轉化和運輸大氣中的SO2，對環境起著凈化作用［16］.其中闊葉林、針葉林和農作物都能凈化大氣中的SO2，闊葉林凈化率比農作物約高4倍左右［17］.如夾竹桃、刺槐、枸樹、紫藤、側柏等植物對SO2的抗性和吸收能力都非常強.因此，可因地制宜地廣泛開展植樹造林活動，在廠區周圍以及公路兩側大量種植夾竹桃、枸樹等吸收SO2強的植物，充分發揮綠化保護環境的作用，維護生態平衡，改善該區域的大氣質量.同時，相關部門應優化能源結構，從生產工藝上消除SO2的污染，如建設煙氣脫硫設施等.此外，針對居民缺乏SO2污染意識，政府部門和環保部門應加強對SO2污染危害和環境保護意識的宣傳力度，增強居民的自我保護意識.

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Study on Sulfur Dioxide Pollution Monitoring and Prevention Strategy of One Factory in Xichang

ZENG Yonggang1，XIE Yang2，ZHU Zhengdong1，HUANG Jin1，HUANG Zhengwen1
(1.School of Urban and Rural Construction，Chengdu University，Chengdu 610106，China;2.School of Agricultural Sciences，Xichang College，Xichang 615013，China)

This paper uses the formaldehyde absorption－pararosaniline spectrophotometry to measure sulfur dioxide of a factory in Xichang，and analyzes the pollution degree of the plants in this factory.The sulfur dioxide pollution status of this factory is discussed，and the suggestions and countermeasures of pollution prevention and control are put forward finally.

sulfur dioxide;pollution;monitor

X173

A

1004－5422(2014)01－0083－03

2013－11－14.

成都大學校科技基金(2013XJZ10)資助項目.

曾永剛(1980—)，男，碩士，講師，從事環境監測與環境污染控制技術研究.