近年來大連市大氣中二氧化硫濃度變化特征分析

馬昭

（大連市生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 大連116023）

大連地處中國東北角遼東半島南端，三面環(huán)海，屬于溫帶季風氣候，年平均氣溫10.4℃（大連市氣候公報），冬季平均氣溫-5.2 攝氏度。冬季以集中式供暖為主要供暖方式，近年來供暖期從每年11 月5 日起至次年4 月5 日結(jié)束。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部數(shù)據(jù)顯示，2018 年6 月以來大連市二氧化硫月均濃度在全國169個城市排名中最好名次為第18 名，最差名次為131 名，排名相差較大，二氧化硫月均濃度差異明顯。本文通過分析二氧化硫濃度變化特征，推論產(chǎn)生差異的原因，為大連市二氧化硫進一步減排提供依據(jù)。

1 二氧化硫濃度數(shù)據(jù)來源

監(jiān)測數(shù)據(jù)來源為中國環(huán)境監(jiān)測總站2017 年10 月至2020年9 月全國主要城市空氣質(zhì)量狀況報告，依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095-2012）進行數(shù)據(jù)評價。本文以每年11 月至次年10 月為一個周期，共三個分析周期對36 個月數(shù)據(jù)進行對比分析。

2 二氧化硫濃度變化特征

2.1 周期濃度變化特征

大連市大氣中二氧化硫濃度變化特征明顯，2017/2018 年（周期1）大連市空氣中二氧化硫濃度為13μg/m3，2018/2019（周期2） 二氧化硫濃度下降到11μg/m3，較上一周期降幅達15.38%。2019/2020（周期3） 二氧化硫濃度進一步下降至10μg/m3，相比周期1 降幅23.08%。三個周期中大連市空氣中二氧化硫濃度呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。

2.2 月均濃度變化特征

大連市大氣中二氧化硫月均變化濃度特征清晰，每年11月至次年3 月濃度較高，其余月份濃度數(shù)值變化不大，總體濃度變化趨勢較為明顯。月均值最高點出現(xiàn)在2017 年12 月，達到24μg/m3，為36 個月內(nèi)月均最低濃度的3 倍。36 個月二氧化硫月均濃度變化呈現(xiàn)“山谷型”，頂點濃度在每年12 月或次年1 月出現(xiàn)，“谷底”濃度一般出現(xiàn)在每年7～8 月。

圖1 36 個月二氧化硫月均濃度變化及趨勢

2.3 采暖期及非采暖期變化特征

大連市大氣中采暖期（每年4 月～10 月及非采暖期（每年11 月～次年3 月）二氧化硫濃度變化如圖2 所示。

三個周期非采暖期二氧化硫平均濃度為8μg/m3，采暖期平均濃度為17μg/m3，達非采暖期2.1 倍。其中2017/2018 年（周期1）非采暖期（每年4 月～10 月）大連市空氣中二氧化硫平均濃度為8μg/m3，采暖期平均濃度為20μg/m3；周期2 非采暖期二氧化硫平均濃度為7.6μg/m3，采暖期平均濃度為16μg/m3；周期3 非采暖期二氧化硫平均濃度為8.1μg/m3，采暖期平均濃度為13μg/m3。空氣中二氧化硫濃度與采暖期正相關(guān)，濃度受冬季供暖影響較為明顯。

表1 二氧化硫濃度變化情況 單位：μg/m3

圖2 采暖期及非采暖期二氧化硫濃度變化

圖3 二氧化硫與氣溫、風速、氣壓變化圖

2.4 不同氣象條件變化特征

以周期1 的二氧化硫月均濃度與月平均溫度、風速、氣壓進行比較，結(jié)果見圖3。

從圖3 可以看出，二氧化硫月均濃度值與平均氣壓正相關(guān)，與月平均氣溫負相關(guān)，與月平均風速相關(guān)性不強。冬季氣溫較低，大氣層結(jié)穩(wěn)定，氣象因素不利于大氣中二氧化硫的稀釋和擴散。（大連市冬季大氣中二氧化硫濃度與天氣型的相關(guān)性及其預(yù)報）大氣中二氧化硫濃度與氣象條件關(guān)系較為密切。

3 二氧化硫來源分析

大連市能源消費結(jié)構(gòu)較為單一，煤炭是大連市消費量最大的能源，占全市綜合能源總消費量的88.0%。而大連市煤炭消費量最多的行業(yè)是電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)企業(yè)。與此同時，電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)企業(yè)也是大連市二氧化硫產(chǎn)生量和排放量最大的行業(yè)，分別占全市二氧化硫產(chǎn)生總量和排放總量的83.5%和42.0%。工業(yè)源所消耗的煤炭能源燃燒產(chǎn)生的二氧化硫應(yīng)該是大連市大氣中二氧化硫的主要來源。

推斷得出，在冬季供暖的情況下熱力生產(chǎn)企業(yè)加大煤炭燃料使用量，也是造成大連市寒冷季節(jié)大氣中二氧化硫濃度增加的原因之一。寒冷季節(jié)大氣中二氧化硫增加與采暖期密切相關(guān)。

4 結(jié)論

近年來，大連市大氣中二氧化硫濃度總體下降趨勢明顯，月均變化濃度特征清晰，每年11 月至次年3 月濃度較高，周期濃度變化呈現(xiàn)“山谷型”特征。受采暖期燃煤影響，寒冷季節(jié)大氣中二氧化硫濃度增加，采暖期結(jié)束后溫度回升，二氧化硫濃度降低，大氣污染程度明顯轉(zhuǎn)好。近年來二氧化硫濃度總體降低的原因主要有以下幾點：

第一，大氣污染防治管理措施的不斷加強。環(huán)保部門近幾年來堅持不懈地開展燃煤鍋爐整治，取締建成區(qū)內(nèi)10 噸以下燃煤鍋爐、拆爐并網(wǎng)，使得大連市供熱、供電企業(yè)在數(shù)量降低的情況下產(chǎn)能增加，減少了小型鍋爐燃煤不充分、環(huán)保治理設(shè)施安裝不到位等問題，有效解決了由于燃煤產(chǎn)生的二氧化硫排放點源分散不易控制排放量的問題。

第二，對電力企業(yè)煙氣脫硫升級改造工作的進一步推進，2015 年前全市所有燃煤火電機組就已完成全部配套脫硫設(shè)施，達到了大氣污染物排放標準要求。

第三，加強煤品控制，積極推進煤炭清潔利用，完善全市煤炭銷售網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)潔凈煤配送中心。從源頭嚴格控制煤品品質(zhì)，禁止向城市建成區(qū)耗煤用戶銷售灰分高于16%、發(fā)熱量小于4000 卡/克、硫份高于1%的散煤。全市范圍內(nèi)無高效脫硫和除塵設(shè)施的企業(yè)禁止使用灰份高于16%、發(fā)熱量小于4000 卡/克、硫份高于1%的散煤，完成企業(yè)用煤及散煤清潔化治理。