西昌某厂区二氧化硫污染现状监测及防治策略研究

曾永刚，谢 扬，朱振东，黄 进，黄正文

(1.成都大学 城乡建设学院，四川 成都 610106;2.西昌学院农业科学学院，四川 西昌 615013)

西昌某厂区二氧化硫污染现状监测及防治策略研究

曾永刚1，谢 扬2，朱振东1，黄 进1，黄正文1

(1.成都大学 城乡建设学院，四川 成都 610106;2.西昌学院农业科学学院，四川 西昌 615013)

采用甲醛吸收—副玫瑰苯胺分光光度法对西昌某厂区的二氧化硫进行实时测定，并对厂区植物受污染程度做了研究分析，分析了该厂区二氧化硫污染现状，提出了污染防治建议及对策.

二氧化硫;污染;监测

0 引言

环境空气质量的优劣与人体健康密切相关，二氧化硫(SO2)是一种常见的刺激性污染物［1－2］，也是当今人类面临的且对人体健康影响较大的主要大气污染物之一［3－5］.空气中SO2浓度水平与所在地有无林木覆盖关系密切，因为树木具有吸收、积累SO2的作用，但不同树种之间差异较大［6－7］，同时，SO2也会对植物产生伤害.SO2对植物伤害的一个特点是:如果浓度超过植物伤害阂值，就会有可见伤害症状出现［8－9］，如叶片上出现伤斑、失去膨压、萎蔫等状况.

西昌某厂区聚集了钢业、卷烟厂与复烤厂等工业企业，地处四川西昌市城郊结合部，距市中心以西5 km，属于西昌市城市建设规划区与工业规划区，成昆铁路和机场路等主要交通干道交错其中.本研究利用甲醛缓冲溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法进行厂区SO2的含量测定以及周边植物的生长状况分析，并提出相应的防治措施，以降低SO2对该区域环境的影响.

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

1)实验所用试剂包括:氢氧化钠溶液(NaOH)1.5 mol/L，氨磺酸溶液、环己二胺四乙酸二钠溶液(CDTA-2Na)0.05 mol/L，甲醛缓冲吸收储备液、盐酸副玫瑰苯胺溶液ρ(PRA)0.5 g/L、二氧化硫标准贮备溶液(SO2)100 g/mL，二氧化硫标准溶液(SO2)1.00 g/mL等.

2)实验所用仪器为，722分光光度计.

1.2 方 法

1)首先对西昌某厂区进行实地考察，以确定SO2的各监测点，采用同心圆布点法合理分配监测点，以烟囱群为中心点在下风向100、200、300和400 m的位置布点，确定合理的采样频率和采样时间［10］，进行长期监测.植物调查采取群体调查法，通过对西昌某厂区及周围各类植物的生长状况进行拍照、记录等方式完成调查.

2)按照环境中主要污染物监测方法的国家标准对SO2进行测定［10－11］.本研究对空气中 SO2用甲醛缓冲液采集，生成稳定的羧甲基磺酸，加氢氧化钠后释放出SO2，与盐酸副玫瑰苯胺反应生成红色化合物，于577 nm波长下测量吸光度，进行定量分析.

2 结果与分析

2.1 监测结果

以厂区烟囱群为中心点，在下风向离烟囱群不同距离100、200、300和400 m位置布点采集样品空气，每个点位采集3次，每次采集1 h，采集结果如表1所示.

表1 各监测点SO2浓度监测结果/(mg/m3)

2.2 调查结果

监测厂区内植物主要有:南天竹、小叶榕、白杨树、苍耳、牵牛花、杨树、紫茎泽兰等.SO2通过植物叶面气孔进入植物体内，在细胞或细胞液中生成、HSO3－和 H+［12］，对植物的酶反应产生直接危害，使植物气孔关闭，叶绿素去镁等.典型的SO2伤害症状是出现在植物叶片的叶脉间的伤斑，伤斑会引起植物叶片失绿，逐渐呈棕色并坏死.通常，伤斑的形状为不规则的点状、条状或块状坏死区，坏死区和健康组织之间的界限比较分明，如图1～4所示.

2.3 监测数据分析

根据《环境空气质量标准》(GB3095－1996)，监测厂区属于二类区即一般工业区和居住区，应执行二级标准，即保护人群健康和城市，乡村的动、植物，在长期和短期接触情况下，不发生伤害的空气质量要求.监测厂区数据分析如表2所示.

表2 SO2监测数据与国家标准浓度限值对比结果/(mg/m3)

从表2数据可以看出，该厂区SO2浓度值超出标准最高达0.462倍.由于厂区主要聚集了钢业、卷烟厂、复烤厂等工业企业，其是排放SO2的主要源头.此外，由于厂区地处西昌市城郊结合部，成昆铁路和机场路等主要交通干道交错其中，导致车流量非常大，汽车尾气也是污染源之一.4个监测点位的数据变化趋势如图5所示.

图5 该区域各个监测点SO2浓度变化趋势图

通过图5可以看出，随着监测距离的增加SO2浓度不断增大.

根据高斯模式高架连续点源的地面轴线浓度计算公式，

由于扩散参数σy和σz均随下风距离x的增大而增大，可知等号右边q/(π¯uσyσz)项随x的增大而减小，exp(－ H2/2σ2z)项则随x增大而增大，2项共同作用的结果，必然在下风向某一距离xm处出现地面浓度最大值.而在最大值出现之前地面浓度是随着距离的增大而增大的，所以在400 m之前还没有达到最大浓度值的距离，100、200、300、400 m 各点浓度值依次增大.

2.4 调查结果分析

SO2是对植物危害最大的一种气体［13］.不同植物对SO2的抗性存在较大的差异，在一般情况下，单叶子植物幼嫩的叶片易受SO2伤害，而双叶子植物发育完全的叶片也对SO2过敏，而敏感的植物在0.05～0.5 ppm下便会出现受害症状［14］.当 SO2接触植物叶片时，叶绿素a与叶绿素b比值变小，糖类和氨基酸减少，叶片失绿，叶面出现黄褐色、土黄、浅黄色等伤斑，严重时叶片逐渐枯焦，时间一长，可导致植物死亡［15］.SO2浓度为0.3 ppm时植物在几小时就可在叶脉间出现点状或块状的黄褐斑或黄白色斑，而叶脉仍为绿色.在本次实际调查过程中发现，监测区域有很多植物，比如牵牛花、苍耳、小叶榕等，叶片出现白斑脱绿、变黄枯焦和伤斑等现象，表明该厂区及其周围区域的SO2污染严重.

3 结论

1)根据监测结果及分析，西昌某厂区的SO2浓度最大已超过国家二级标准的0.462倍，周围植物生长状况不甚理想，大多数出现白斑、脱绿、枯黄等现象，周围居民时常感觉有刺鼻及呼吸困难等现象.这表明，该厂区的SO2污染状况已经比较严重，威胁到植物生长及居民的生产生活.

2)植物能吸收、积累、转化和运输大气中的SO2，对环境起着净化作用［16］.其中阔叶林、针叶林和农作物都能净化大气中的SO2，阔叶林净化率比农作物约高4倍左右［17］.如夹竹桃、刺槐、枸树、紫藤、侧柏等植物对SO2的抗性和吸收能力都非常强.因此，可因地制宜地广泛开展植树造林活动，在厂区周围以及公路两侧大量种植夹竹桃、枸树等吸收SO2强的植物，充分发挥绿化保护环境的作用，维护生态平衡，改善该区域的大气质量.同时，相关部门应优化能源结构，从生产工艺上消除SO2的污染，如建设烟气脱硫设施等.此外，针对居民缺乏SO2污染意识，政府部门和环保部门应加强对SO2污染危害和环境保护意识的宣传力度，增强居民的自我保护意识.

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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.

成都大学校科技基金(2013XJZ10)资助项目.

曾永刚(1980—)，男，硕士，讲师，从事环境监测与环境污染控制技术研究.