曾永剛，謝 揚(yáng)，朱振東，黃 進(jìn)，黃正文

(1.成都大學(xué) 城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，四川 成都 610106;2.西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院，四川 西昌 615013)

西昌某廠區(qū)二氧化硫污染現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)及防治策略研究

曾永剛1，謝 揚(yáng)2，朱振東1，黃 進(jìn)1，黃正文1

(1.成都大學(xué) 城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，四川 成都 610106;2.西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院，四川 西昌 615013)

采用甲醛吸收—副玫瑰苯胺分光光度法對(duì)西昌某廠區(qū)的二氧化硫進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)定，并對(duì)廠區(qū)植物受污染程度做了研究分析，分析了該廠區(qū)二氧化硫污染現(xiàn)狀，提出了污染防治建議及對(duì)策.

二氧化硫;污染;監(jiān)測(cè)

0 引言

環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣與人體健康密切相關(guān)，二氧化硫(SO2)是一種常見的刺激性污染物［1－2］，也是當(dāng)今人類面臨的且對(duì)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(wú)林木覆蓋關(guān)系密切，因?yàn)闃淠揪哂形?、積累SO2的作用，但不同樹種之間差異較大［6－7］，同時(shí)，SO2也會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生傷害.SO2對(duì)植物傷害的一個(gè)特點(diǎn)是:如果濃度超過(guò)植物傷害閡值，就會(huì)有可見傷害癥狀出現(xiàn)［8－9］，如葉片上出現(xiàn)傷斑、失去膨壓、萎蔫等狀況.

西昌某廠區(qū)聚集了鋼業(yè)、卷煙廠與復(fù)烤廠等工業(yè)企業(yè)，地處四川西昌市城郊結(jié)合部，距市中心以西5 km，屬于西昌市城市建設(shè)規(guī)劃區(qū)與工業(yè)規(guī)劃區(qū)，成昆鐵路和機(jī)場(chǎng)路等主要交通干道交錯(cuò)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(jìn)行廠區(qū)SO2的含量測(cè)定以及周邊植物的生長(zhǎng)狀況分析，并提出相應(yīng)的防治措施，以降低SO2對(duì)該區(qū)域環(huán)境的影響.

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1)實(shí)驗(yàn)所用試劑包括:氫氧化鈉溶液(NaOH)1.5 mol/L，氨磺酸溶液、環(huán)己二胺四乙酸二鈉溶液(CDTA-2Na)0.05 mol/L，甲醛緩沖吸收儲(chǔ)備液、鹽酸副玫瑰苯胺溶液ρ(PRA)0.5 g/L、二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(SO2)100 g/mL，二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液(SO2)1.00 g/mL等.

2)實(shí)驗(yàn)所用儀器為，722分光光度計(jì).

1.2 方 法

1)首先對(duì)西昌某廠區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，以確定SO2的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用同心圓布點(diǎn)法合理分配監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以煙囪群為中心點(diǎn)在下風(fēng)向100、200、300和400 m的位置布點(diǎn)，確定合理的采樣頻率和采樣時(shí)間［10］，進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè).植物調(diào)查采取群體調(diào)查法，通過(guò)對(duì)西昌某廠區(qū)及周圍各類植物的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行拍照、記錄等方式完成調(diào)查.

2)按照環(huán)境中主要污染物監(jiān)測(cè)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)SO2進(jìn)行測(cè)定［10－11］.本研究對(duì)空氣中 SO2用甲醛緩沖液采集，生成穩(wěn)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(yīng)生成紅色化合物，于577 nm波長(zhǎng)下測(cè)量吸光度，進(jìn)行定量分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 監(jiān)測(cè)結(jié)果

以廠區(qū)煙囪群為中心點(diǎn)，在下風(fēng)向離煙囪群不同距離100、200、300和400 m位置布點(diǎn)采集樣品空氣，每個(gè)點(diǎn)位采集3次，每次采集1 h，采集結(jié)果如表1所示.

表1 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)SO2濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果/(mg/m3)

2.2 調(diào)查結(jié)果

監(jiān)測(cè)廠區(qū)內(nèi)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(guò)植物葉面氣孔進(jìn)入植物體內(nèi)，在細(xì)胞或細(xì)胞液中生成、HSO3－和 H+［12］，對(duì)植物的酶反應(yīng)產(chǎn)生直接危害，使植物氣孔關(guān)閉，葉綠素去鎂等.典型的SO2傷害癥狀是出現(xiàn)在植物葉片的葉脈間的傷斑，傷斑會(huì)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(guī)則的點(diǎn)狀、條狀或塊狀壞死區(qū)，壞死區(qū)和健康組織之間的界限比較分明，如圖1～4所示.

2.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095－1996)，監(jiān)測(cè)廠區(qū)屬于二類區(qū)即一般工業(yè)區(qū)和居住區(qū)，應(yīng)執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即保護(hù)人群健康和城市，鄉(xiāng)村的動(dòng)、植物，在長(zhǎng)期和短期接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求.監(jiān)測(cè)廠區(qū)數(shù)據(jù)分析如表2所示.

表2 SO2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)濃度限值對(duì)比結(jié)果/(mg/m3)

從表2數(shù)據(jù)可以看出，該廠區(qū)SO2濃度值超出標(biāo)準(zhǔn)最高達(dá)0.462倍.由于廠區(qū)主要聚集了鋼業(yè)、卷煙廠、復(fù)烤廠等工業(yè)企業(yè)，其是排放SO2的主要源頭.此外，由于廠區(qū)地處西昌市城郊結(jié)合部，成昆鐵路和機(jī)場(chǎng)路等主要交通干道交錯(cuò)其中，導(dǎo)致車流量非常大，汽車尾氣也是污染源之一.4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)如圖5所示.

圖5 該區(qū)域各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)SO2濃度變化趨勢(shì)圖

通過(guò)圖5可以看出，隨著監(jiān)測(cè)距離的增加SO2濃度不斷增大.

根據(jù)高斯模式高架連續(xù)點(diǎn)源的地面軸線濃度計(jì)算公式，

由于擴(kuò)散參數(shù)σy和σz均隨下風(fēng)距離x的增大而增大，可知等號(hào)右邊q/(πˉuσyσz)項(xiàng)隨x的增大而減小，exp(－ H2/2σ2z)項(xiàng)則隨x增大而增大，2項(xiàng)共同作用的結(jié)果，必然在下風(fēng)向某一距離xm處出現(xiàn)地面濃度最大值.而在最大值出現(xiàn)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(méi)有達(dá)到最大濃度值的距離，100、200、300、400 m 各點(diǎn)濃度值依次增大.

2.4 調(diào)查結(jié)果分析

SO2是對(duì)植物危害最大的一種氣體［13］.不同植物對(duì)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(fā)育完全的葉片也對(duì)SO2過(guò)敏，而敏感的植物在0.05～0.5 ppm下便會(huì)出現(xiàn)受害癥狀［14］.當(dāng) SO2接觸植物葉片時(shí)，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(xiàn)黃褐色、土黃、淺黃色等傷斑，嚴(yán)重時(shí)葉片逐漸枯焦，時(shí)間一長(zhǎng)，可導(dǎo)致植物死亡［15］.SO2濃度為0.3 ppm時(shí)植物在幾小時(shí)就可在葉脈間出現(xiàn)點(diǎn)狀或塊狀的黃褐斑或黃白色斑，而葉脈仍為綠色.在本次實(shí)際調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)區(qū)域有很多植物，比如牽?；?、蒼耳、小葉榕等，葉片出現(xiàn)白斑脫綠、變黃枯焦和傷斑等現(xiàn)象，表明該廠區(qū)及其周圍區(qū)域的SO2污染嚴(yán)重.

3 結(jié)論

1)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析，西昌某廠區(qū)的SO2濃度最大已超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的0.462倍，周圍植物生長(zhǎng)狀況不甚理想，大多數(shù)出現(xiàn)白斑、脫綠、枯黃等現(xiàn)象，周圍居民時(shí)常感覺有刺鼻及呼吸困難等現(xiàn)象.這表明，該廠區(qū)的SO2污染狀況已經(jīng)比較嚴(yán)重，威脅到植物生長(zhǎng)及居民的生產(chǎn)生活.

2)植物能吸收、積累、轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸大氣中的SO2，對(duì)環(huán)境起著凈化作用［16］.其中闊葉林、針葉林和農(nóng)作物都能凈化大氣中的SO2，闊葉林凈化率比農(nóng)作物約高4倍左右［17］.如夾竹桃、刺槐、枸樹、紫藤、側(cè)柏等植物對(duì)SO2的抗性和吸收能力都非常強(qiáng).因此，可因地制宜地廣泛開展植樹造林活動(dòng)，在廠區(qū)周圍以及公路兩側(cè)大量種植夾竹桃、枸樹等吸收SO2強(qiáng)的植物，充分發(fā)揮綠化保護(hù)環(huán)境的作用，維護(hù)生態(tài)平衡，改善該區(qū)域的大氣質(zhì)量.同時(shí)，相關(guān)部門應(yīng)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，從生產(chǎn)工藝上消除SO2的污染，如建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施等.此外，針對(duì)居民缺乏SO2污染意識(shí)，政府部門和環(huán)保部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)SO2污染危害和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的宣傳力度，增強(qiáng)居民的自我保護(hù)意識(shí).

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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(xué)?？萍蓟?2013XJZ10)資助項(xiàng)目.

曾永剛(1980—)，男，碩士，講師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境污染控制技術(shù)研究.