环境科学研究
RESEARCH OF ENUIRONMENTAL SCIENCES
1999年 第 12卷 第6期 vol.12 No.6 1999



重点环保城市二氧化硫扩散特性的研究*
李时蓓　曹晓红　邢　鹤　李　崖
摘　要　根据高、中、低架源排放污染物与地面环境质量的关系和《全国污染物排放申报登记》数据分析得出的每年各环保重点城市由高、中、低烟囱排放的二氧化硫，以及由1996年度《全国环境质量报告书》中给出的二氧化硫年均浓度，得出每个城市的年平均扩散系数。依据各城市的年平均扩散系数计算结果，将各城市划为不利于污染物扩散、较不利于污染物扩散、较利于污染物扩散和利于污染物扩散的4种类型，本方法在制订二氧化硫排放总量控制方案时，具有指导意义。
关键词　二氧化硫　年平均扩散系数　城市扩散特性
Study on Diffusion Characteristic of Sulfur Dioxide in Key
Environmental Protection Cities
LI Shibei　CAO Xiaohong　XING He　LI Ya
(Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012)
Abstract　Annual average diffusion coefficient of each city was estimated according to ①annual SO2emission from high,middle and low chimneys in the key environmental protection cities,based on data from countrywide pollutant emission reporting and registry,②annual SO2 average concentration given by Chian's Environmental Quality Report of 1996,and ③relationship between the pollutant emissions from chimneys of different heights and the surface environmental quality.Based on these estimates,the cities were classified into for categories,i.e.unfavorable,comparatively unfavorable,comparatively favorable and favorable to pollutant diffusion.This method can guide the design of total amount control options for SO2 emission.
Keywords　SO2; Annual average diffusion coefficient; City diffusion characteristic
　　根据“全国排污申报登记”统计得出全国每年二氧化硫的总排放量为1 625万t，环保重点城市每年二氧化硫的排放量为517.19万t，占全国总排放量的31.8%。环保重点城市中每年二氧化硫排放最多的是上海，达43万t；最少的是北海，为0.60万t。
　　环保重点城市中每年二氧化硫的排放量居前5名的依次为：上海、贵阳、太原、天津和重庆；二氧化硫空气质量最差的前5名依次为：贵阳、重庆、太原、青岛和济南。从排名中可以看出，二氧化硫空气质量与排放量有关，但不完全取决于排放量，还取决于城市污染源的排放结构和城市扩散能力。
1　二氧化硫空气质量影响分析
　　城市二氧化硫总量控制目标值确定方法是利用高斯烟羽模式推出了二氧化硫空气质量管理模式［1］，即不同高度烟囱排放出的污染物对地面环境质量影响的权重不同，也就是说低架源排放的污染源对地面环境质量影响的权重最大，中架源次之，高架源为最小。由此得到高、中、低烟囱排放污染物对地面浓度影响的管理模式，即城市污染源对地面浓度贡献的权重系数：低架源为10，中架源为3，高价源为1。
　　　　　　　　　　C=(10Ql+3Qm+Qh)×K　　　　　　　　(1)
式中：C——城市二氧化硫年平均浓度，mg/m3；
　　　Ql——城市低烟囱二氧化硫年排放量，万t/a；
　　　Qm——城市中高烟囱二氧化硫年排放量，万t/a；
　　　Qh——城市高烟囱二氧化硫年排放量，万t/a；
　　　K——城市年平均扩散系数。
　　从式(1)中可以看出，城市空气质量年均浓度不仅与城市污染源排放量和城市污染源的排放结构有关，还与城市扩散能力有关。
2　城市二氧化硫年均扩散系数的确定
　　根据《全国污染物排放申报登记》分析得出每年各环保重点城市由高、中、低烟囱排放的二氧化硫，以及由1996年度《全国环境质量报告书》中给出的二氧化硫年均浓度和式(1)可以得出每个城市的年平均扩散系数。从结果可以看出，各城市年平均扩散系数差别很大，也就是说，各城市污染物的扩散能力差别很大。在此，依据各城市的年平均扩散系数计算结果，将各城市划为不利于污染物扩散、较不利于污染物扩散、较利于污染物扩散和利于污染物扩散的4种类型，详见表1～4。
表1　二氧化硫年均扩散系数与不利于扩散的城市

城市名称年平均
扩散系数SO2地面浓度
(mg/m3)达标分析
呼和浩特
西宁
长沙
南昌
贵阳0.008 95
0.007 56
0.006 203
0.004 299
0.003 4340.11
0.044
0.125
0.084
0.418超标
达标
超标
超标
超标


表2　城市二氧化硫年均扩散系数与较不利于扩散的城市

城市名称年平均
扩散系数SO2地面浓度
(mg/m3)达标分析
合肥0.002 9890.048达标
南宁0.002 6390.039达标
兰州0.002 6290.089超标
沈阳0.002 4680.108超标
桂林0.002 3140.024达标
济南0.002 2760.160超标


表3　城市二氧化硫年均扩散系数与较利于扩散的城市

城市名称年平均
扩散系数SO2地面浓度
(mg/m3)达标分析
成都0.001 8600.070超标
重庆0.001 8250.321超标
大连0.001 7480.065超标
郑州0.001 7450.060达标
湛江0.001 3710.021达标
温州0.001 3030.026达标
乌鲁木齐0.001 2940.073超标
北京0.001 2280.099超标
青岛0.001 0370.179超标
太原0.001 0270.204超标


表4　城市二氧化硫平均扩散系数与有利于扩散的城市

城市名称　年平均
扩散系数SO2地面浓度
(mg/m3)达标分析
南通
厦门
秦皇岛
杭州
南京
天津
广州
石家庄
武汉
长春
苏州
深圳
西安
宁波
上海0.000 985
0.000 980
0.000 938
0.000 783
0.000 726
0.000 701
0.000 699
0.000 677
0.000 676
0.000 421
0.000 396
0.000 358
0.000 324
0.000 245
0.000 2000.038
0.009
0.059
0.067
0.055
0.094
0.065
0.122
0.043
0.022
0.063
0.010
0.066
0.017
0.054达标
达标
达标
超标
达标
超标
超标
超标
达标
达标
超标
达标
超标
达标
达标


3　结果分析
　　年平均扩散系数大于0.003的被划分为不利于污染物扩散的城市。在表1中，大部分城市的二氧化硫空气质量严重超标(二氧化硫年平均浓度二级标准为0.06 mg/m3)，仅有西宁不超标，这是因为西宁目前的二氧化硫的排放量很小，扩散能力最差的城市是呼和浩特，污染最严重的城市是贵阳。
　　年平均扩散系数大于0.002小于0.003的被划分为较不利于污染物扩散的城市。在表2中，有一半城市的二氧化硫空气质量超标较严重，污染较严重的城市有济南和沈阳，二氧化硫空气质量较清洁的城市有桂林和南宁。
　　年平均扩散系数大于0.001小于0.002的被划分为较利于污染物扩散的城市。在表3中，大部分城市的二氧化硫超标，污染较严重的城市有重庆、太原、青岛，空气质量较清洁的城市有湛江和温州。
　　年平均扩散系数小于0.001的被划分为利于污染物扩散的城市。在表4中，有部分城市的二氧化硫超标，污染较严重的城市有石家庄、天津，空气质量较清洁的城市有深圳和宁波。
　　综上所述，在不利于和较不利于污染物扩散的城市中，目前二氧化硫空气质量已超标的情况下，要削减其原有的排放量，控制其发展的量；对目前二氧化硫空气质量还较清洁的城市，要合理的规划城市的发展，不宜发展以燃煤为主的工业。
4　指导制订二氧化硫总量控制方案的参考
　　根据二氧化硫空气质量管理模式和《全国污染物排放申报登记》中的统计数据，以及1996年度《全国环境质量报告书》中给出的各城市二氧化硫年均浓度，得出了各环保重点城市污染扩散特性。从结果可知：每个城市污染扩散特性是不相同的，也就是说存在着不利于污染物扩散的城市和利于污染物扩散的城市。
　　各城市的污染扩散特性对如何制订二氧化硫排放总量控制方案具有指导意义。例如：贵阳、济南、长沙等城市扩散特性不好，即不利于污染物的扩散，应削减其原有排放量，不宜再发展以煤炭为燃料的工业；重庆、太原、青岛、石家庄、天津等城市扩散特性较好，即较利于污染物的扩散，应削减其原有排放量，又由于目前这几个城市二氧化硫空气质量较差，所以仍要控制其发展的量；呼和浩特、沈阳、兰州、南昌等城市扩散性特不好，应削减其原有排放量，控制其发展的量；北京、乌鲁木齐、成都、杭州、西安、广州、大连、苏州等城市扩散特性较好，应削减其原有排放量，合理利用能源，规划好污染源排放结构；西宁、合肥、南宁、桂林等城市扩散特性不好，目前环境质量虽不超标，也应合理利用能源，规划好污染源排放结构，不宜发展以煤炭为燃料的工业；郑州、湛江、温州、南通、厦门、秦皇岛、南京、武汉、长春、深圳、宁波、上海等城市扩散特性较好，目前环境质量不超标，应合理利用能源，规划好污染源排放结构，并且，这些城市存在着二氧化硫排放量可以增加的可能性。
*国家“九五”科技攻关课题(96－911－05－01)
作者简介：女，1962年生，工程师
作者单位：中国环境科学研究院，北京　100012
5　参考文献
1　李时蓓，曹晓红，景峰.确定二氧化硫总量控制目标方法的研究.环境科学研究.1999，12(4)：6.
收稿日期：1999－03－09
