黄丹1，程馨2
1.成都理工大学地球科学学院，成都610051
2.成都理工大学生态环境学院，成都610051
摘要：为探究气象因素对攀枝花市二氧化硫(SO2)的影响，对2014-2017年攀枝花市５个国控环境监测站和同期气象台的逐日监测数据进行了分析。结果表明：SO2浓度与气温呈显著负相关关系，与风速呈较弱的负相关关系，而与相对湿度无显著相关关系，且当温度低于15℃、相对湿度高于60%、偏东风或西风控制时，攀枝花市易发生高浓度SO2污染。
关键词：二氧化硫；气象因素；攀枝花市
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：
1引言
二氧化硫(SO2)是最常见的大气污染物之一，主要来源于煤的燃烧和工业尾气排放，排放到大气中的SO2是形成硫酸型烟雾和酸雨的主要原因。研究表明，大气SO2污染水平与气象条件(如温度、湿度、风速、风向等)有着密切联系。佘峰（2010）研究表明，SO2浓度与平均风速、温度和相对湿度呈负相关关系；刘亚梦（2014）研究认为，SO2浓度与平均气温之间存在显著的相关关系，与气温呈负相关关系，且与日最低温度相关性最强，而与相对湿度和平均风速均无显著的相关关系。本文选取攀枝花市常规观测的气象资料（包括气温、相对湿度、风速和风向），分别进行相关性的统计分析，以期为攀枝花市政府制定SO2污染物的防护与管理政策提供参考。
2 资料与方法
2.1 站点的选择
选取攀枝花市5个国控环境监控站进行统计分析，即弄弄坪站、炳草岗站、仁和站、河门口站、四十中小站。
2.2 资料说明
选用2014-2017年弄弄坪站、炳草岗站、仁和站、河门口站、四十中小站5个站点逐日地面SO2观测资料、逐日地面气象要素（包括气温、相对湿度、风速和风向）气象资料进行分析。数据均根据《环境空气质量标准》(GB3095-2012)进行筛选，扣除了质控校准和停电故障。
3 结果与讨论
3.1 SO2浓度总体情况
攀枝花市2014-2017年5个国控监测点的SO2 24小时平均浓度为39.40μg/m3，整体浓度在10.00μg/m3～137.00μg/m3间波动。
3.2 气象因素
选取攀枝花市常规观测的四项气象资料（气温、风速、相对湿度和风向），分别进行相关性的统计分析。
3.1温度
温度与SO2浓度呈显著负相关关系，计算相关系数为-0.29（相关系数均通过0.01的显著性检验）。随着温度的上升，太阳辐射增强，大气大多处于中性或不稳定状态，近地层的对流愈加强烈，导致污染物的扩散，最终使大气SO2浓度降低。如图1所示，当气温位于30℃以上时，SO2平均浓度小于30μg/m3，且无超标情况出现，当温度较低 (<15℃)时，SO2浓度均值变化较小，当温度高于15℃时，其下降趋势愈发明显。SO2浓度值与季节分布密切相关，各季节污染相对于全年污染状况变化由重到轻依次为：冬季＞秋季＞春季＞夏季。
图1 不同温度下SO2浓度均值变化 图2 不同相对湿度下SO2浓度均值变化
3.2相对湿度
相对湿度与SO2浓度具有较弱的正相关关系，计算相关系数为0.07127（相关系数均通过0.01的显著性检验）。由于攀枝花市冬季常出现热岛效应，空气湿度较大，易在大气中出现一个逆温层，阻碍SO2扩散，致使大气中SO2浓度增加，这种作用带来的影响较小。如图2所示，当相对湿度高于50％时，SO2浓度均值超过40μg/m3，最大平均浓度出现于相对湿度为50-60％时，达到41.8μg/m3。冬季时，气温较低，相对湿度较高，日光较弱的条件下，较容易发生硫酸型烟雾污染，导致大气中SO2浓度增加，在夏季晴天较多时，气温较高，相对湿度较低，SO2转化途径以光化学氧化为主，最终形成硫酸或硫酸盐，以干、湿沉降方式降落到地面上，导致夏季大气中SO2浓度下降。
3.3风速与风向
SO2浓度与风速具有较弱的负相关关系，计算相关系数为-0.16016（相关系数均通过0.01的显著性检验）。当风速不超过4m/s时，SO2浓度随着风速的增加呈下降趋势，当风速位于0～3 m/s时，SO2浓度随着风速的增加变化较大，这种趋势在风速超过3m/s时不再延续。研究区全年整体风速：春季>夏季>秋季>冬季，冬季时风速较小，污染物不易水平迁移，致使SO2浓度增加。同时另一方面，风速越大，大气中污染物的抬升高度就越低，反而会增加污染物的地面浓度。
图3 不同风速下SO2浓度均值变化
为进一步分析SO2浓度变化过程，对SO2浓度随风速与风向的季节性变化进行了进一步分析，如表1所示。春季盛行偏西风和偏东风，出现频率最高为WSW向，夏季盛行东南风、西南风和偏东风，出现频率范围为11.7%～24.5%，秋、冬季则盛行偏东风和东南风，出现频率范围为9.1％～24.7％。夏季时风速在1～2.4m/s时，SO2浓度基本低于60μg/m3以下。ENE-ESE方位在不同季节风向频率出现均较高，影响攀枝花市SO2浓度升高的污染源主要来自偏东部和西部地区，而北部地区影响较小。
表1 2014-2017年攀枝花市四季风向频率
4 结论
低温条件有利于SO2污染的发生，SO2浓度与气温呈显著负相关关系，相关系数为-0.29041，与风速呈较弱的负相关关系，而与相对湿度呈较弱的正相关关系，当气温低于15℃、相对湿度高于60％时，较容易发生硫酸型烟雾污染，导致出现高浓度SO2污染，且影响攀枝花市SO2浓度升高的大气污染源主要来自偏东部和西部地区，北部地区影响较小。
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