（环境工程专业论文）某气田净化厂so2异常排放对区域植物的影响及对策研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 为满足能源需求，我国正加速对部分高含硫气田的开发，然而高硫气田开发不可 避免的会对生态环境造成影响，尤其在天然气净化厂运营期出现s 0 2 异常排放时，周 边生态环境特别是区域植物会受到较大影响。本研究以四川东北某大型高硫气田开发 工程为背景，通过其天然气净化厂s 0 2 异常排放源强分析，利用b r e e z ea e l 之m o d 软件和多烟团模式预测净化厂非正常工况和事故排放s 0 2 的分布范围和落地浓度，并 结合其对植物的影响，提出对策方案，丰富了气田开发工程生态环境保护研究的内容， 有助于开发区的生态安全和生物多样性保护。 利用b r e e z ea e r m o d 软件和多烟团模式，结合工程所在区域气象、地形条件， 以净化厂为中心，边长1 4 k m 1 4 k m 的正方形区域为预测范围，分别对净化厂非正常工 况和事故排放s 0 2 的分布特征进行预测研究，结果表明：净化厂s 0 2 非正常排放四种 工况小时浓度超标面积范围5 1 5 6 心1 8 2 2 2 1 矗，日均浓度超标面积范围1 3 3 3 l 2 9 2 8 9 k m 2 ；事故排放主导风向n e 时原料气、酸气放空s 0 2 小时浓度超标面积分别为 2 4 2 5k m 2 、o k m 2 ，静风时s 0 2 小时浓度超标面积分别为1 9 6 2 k m 2 ，0 k m 2 。 基于区域植被现状调查结果与区域植被分布现状图，结合净化厂s 0 2 异常排放分 布特征预测结果分析得出：非正常工况条件下净化厂s 0 2 排放在植被分布区会出现一 定的小时浓度超标面积，当单联合回收率为9 9 、9 8 时，分别有种植面积约o 0 1 0 虹2 、 0 0 3 0 簖的小麦会受到急性伤害；事故排放只有原料气放空主导风向n e 时，约有种 植面积0 0 1 k m 2 的小麦、种植面积3 7 9 8 k m 2 的水稻、种植面积0 8 7 4 k m 2 的玉米会受到 一定的急性伤害。 基于净化厂s 0 2 异常排放对区域植被影响分析结果，提出了异常排放植物损害应 急处理措施及异常排放区域监测方案，以为工程区域植被保护提供技术指导。 关键词：高含硫气田；净化厂；异常排放预测；s 0 2 ；区域植物；影响分析 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t i no r d e rt 0m e e tt l l ee n e r g yd 锄a n d ，c h i n an o wh ss t a n e dt ov e r i 匆锄dd e v e l o ps o m e o f 也el l i g hs u l 缸。g 鼬f i l e d g 嬲矗e l dd e v e l o p m 既tw i l li n e v i 烈，l ya 舵c tt 1 1 ee c o l o 西c a l e r m 姗e n t e s p e c i a l l yw h e nt h e r c a r ea b n o m 谢s u l p h u rd i o x i d ec m i s s i o 璐d 谢n gt l l e p r o d u c t i o np 甜o do f 也en 删g 勰咖f i c a t i o np l a m ，t l l er e g i o n a lp l a n tn e a rt l l ep 嘶f i c a t i o n p l 锄t 奶us u 妇f e 玎e ds 耐0 u sd a m a g e 1 1 1 i sp a p e rt a l 【eal a r g eh i g h - s u l 缸g a sf i e l dd e v e l o p m e n t p r o j e c ti n 也en o r d l e a s to fs i c h u 趾懿髓e x a m p l e ，u s e i n g 也eb r e e z ea e i 己m o ds o f l w a r e 姐d 础j c h 删d c h i i 加e yp 砌洳t op r e d i c t 也ed i s t r i b u t i o nm g e 锄d 踟dc o n c e n 仃a t i o n so f s 0 2i nt h ea b n 0 衄a lc o n m t i o n so fd i s c h a r g eo fm ep 证f i c a t i o np l a n ta r e r 觚a l y z i n gt h e 血e n 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c a t i o np l a n tw l l i c hw a si l lt h ec o n d i t i o no fa b n 0 衄a 1o p e r a t i o n 锄da u c c i d 锄lm o d e r e s p e c t i v e l yi n 也es q u a r ep r c d i c t i v ea r e a 谢m14 虹l o m c t e r s s i d e1 g t h t h er e s i l l t si n d i c a t e t h a t 也eh o l l rc o n c e n t r a t i o no fs u l 斯d i o x i d ed i s c h a 唱e db ym ep 耐f i c a t i o np l a n tw h “ 0 p e r a t e si n4w o 妇gc o n d i t i o nm o d e sc x c e e d st l l es 协1 1 d a r d si na5 1 5 6k m 2 18 2 2 2 k m 2 r e g i o 玛锄dt h ea v e i a g ed a i l yc o n s i s t c n c ye x c e e d st h e 比m d 绷凼i na1 3 3 3 k m z 9 2 8 9 k m z a r e a ；w r h e n 也ep r e d o m m a n te m i s s i o no fw i n dd c t i o ni sn e ，也eh o u rc o n c e n 臼a t i o n0 ff e e d g a s 孤da c i dg 豁v e n t i n gs u l 如rd i o x i d eo u t s t r i p sm es 伽1 d a r d si na2 4 2 5k 玎，a r e aa n da o l a m 2 撇， 锄dw h 吼w i l l dc a h n s ，m ed i n l e n s i o n so ft h ed i s t r i c t sw h e r em eh o u r c o n c e n 仃a t i o no fs u l 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年底，我国已探明各类气田4 1 5 个，探明天然气地质储量6 3 3 5 7 亿立方 米，可采储量3 3 6 8 7 亿立方米( 不含油田溶解气) ，资源探明率为1 1 3 4 ，且尚有待 探明资源量近5 0 亿立方米，勘探潜力很大。我国气田主要分布在鄂尔多斯、塔里木、 四川、准噶尔、松辽、柴达木、东海和莺琼盆地。 本论文研究对象为川东北某高含硫气田。川东北地区属侵蚀构造地形，生态系统 脆弱，受敏感环境因子制约作用强，若在高含硫天然气净化厂工程的建设和营运过程 中不重视生态环境保护，将造成严重的生态破坏。高含硫天然气净化厂工程的建设与 运营会对周围生态环境造成不同程度的破坏，尤其是工程试生产和运营期排放废气中 的s 0 2 等气体会对当地生态环境，特别是植物造成较大影响。特殊情况下，若净化厂 出现非正常生产条件( 硫磺回收装置不稳定) s 0 2 排放或事故性原料气、酸气点火放空， 短时间内排放大量s 0 2 ，并在周边各区域大量聚集，会对生态环境造成更严重的损害。 因此，本文通过分析高含硫气田天然气净化厂异常排放条件下的排放源强，利用 b r e e z ea e r m o d 软件和多烟团模式分别对净化厂非正常排放及事故条件下排放s 0 2 的分布范围和落地浓度进行预测，并结合预测结果分析其对植物的影响，提出切实可 行的s 0 2 植物破坏生态应急处理方案，不仅可确保川东北气田开发区生态安全、保护 区域生态多样性，同时还填补了国内对气田开发工程生态环境保护研究的空白，有利 于为科学地构建环境有益、经济优化、社会可接受的“绿色气田、生态工程”体系提供 重要的基础资料和科学依据，也为其他大型工程开发的生态环境保护提供重要的借鉴 和指导。 1 2 国内外研究现状 ( 1 ) 大气影响预测 工业污染源对大气环境质量有直接的影响，但由于高成本和相关实验的难度，对 污染物浓度进行准确的动态分时空监测不是十分可行，因此大气污染物扩散模式被广 泛地用来模拟预测污染物的扩散分布情况，评估大气环境质量【l 】。2 0 世纪8 0 年代开始， 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 最新的大气边界层和大气扩散理论逐渐被科学家应用到大气污染扩散模式中【z 】。2 0 世 纪9 0 年代中后期，美国气象学会联合美国环境保护局组建法规模型改善委员会，基于 最新的大气边界层和大气扩散理论，成功开发了a e i 洲o d 大气扩散模型，并作为新 一代法规模型，替代原来的i s c ( h d u s t r i a ls o u r c ec o m p l e x ) 模型吼 目前国内外主流的大气预测模型包括e l a 、a e i u m o d 、c a l p 球f 、a d m s 等， 但由于a e r m o d 模型采用了最新的大气边界层和大气扩散理论，其在小范围的预测 的精确性是其他模型无法比拟的，且很多公司推出了基于此模型的商用a e i 蝴o d 软 件，使得该模型在大气影响预测方面的应用变得更加深入和广泛【4 j 。 国际上，s i v as a i l a j i aj 锄1 p a n a 等【5 】( 2 0 0 4 ) 在美国俄亥俄州一个工业区测试了 a e i 湖o d 模型软件，并讨论了其应用的特点。心h o k 壬沁m a r 等【6 ( 2 0 0 6 ) 利用a e r m o d 模型软件预测了美国俄亥俄州卢卡斯县1 9 9 0 年大气污染物的1 小时、3 小时和2 4 小时 平均浓度，并对模型预测结果进行了统计分析和模型的验证，结果显示模型模拟效果 较好。v c m k a t r a m 等【7 】( 2 0 0 4 ) 利用a e i t m o d 对城市小污染源附近地区的污染物地面 浓度进行了预测，指出此模式可考虑建筑物对污染源附近地区大气扩散的影响。 在2 0 0 3 年之前国内针对a e r m o d 模型的研究多存于理论和模式介绍的研究，而 鲜有应用研究，但是最近几年该模型系统在国家节能减排和修改导则模型的背景下发 展迅速，已经在很多方面开展了比较深入的研究：中国气象局沈阳大气环境研究杨洪 斌，张云海等【8 】( 2 0 0 6 ) 对a e 砌o d 模型在沈阳的应用进行了验证研究，结果表明， a e i 蝴o d 空气扩散模型给出的浓度分布能反映出污染源分布和气象场变化对污染物 迁移和扩散的影响。辽宁省环境评估中心王格【刃( 2 0 0 8 ) 利用铁岭市2 0 0 4 年的p m l o 和s 0 2 大气环境监测资料、污染源排放清单资料和气象资料，用a e r m o d 模型进行 了铁岭市大气环境城区评价和各类大气污染源浓度贡献分析。浙江大学郭慧f l o 】( 2 0 0 7 ) 从准确量化机动车排放对城市大气质量影响的角度出发，在城市激动车排放清单的基 础上，采用a e r m o d 模型对机动车和其他污染源造成的污染物浓度进行了模拟，得 到了机动车浓度贡献率的空间分布情况，并据此分析了机动车排放对大气质量造成的 影响。 而对于有毒有害气体的短时间事故排放，根据建设项目环境风险评价技术导则 ( m 厂r1 6 9 2 0 0 4 ) 【1 1 】，可采用多烟团模式进行预测，目前，针对多烟团模式的应用， 有部分学者开展了一定量的研究，如：谷德军等【1 2 】( 1 9 9 8 ) 利用烟团模式思想，建立 了有限时间排放的污染扩散模式，并对其进行了应用比对；王英伟等【1 3 】( 2 0 0 8 ) 将烟 团模式和e x c e l 相结合，对危险气体泄漏扩散进行了模拟计算；刘蕾等【1 4 】( 2 0 1 0 ) 应用多烟团模式，以硫化氢泄漏对大气影响为研究对象，结合风对硫化氢的影响作用， 预测出给定稳定度时，硫化氢泄漏所达到的最大落地浓度以及最大落地浓度点的下风 向距离。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 ( 2 ) s 0 2 对植物的影响研究 国际上很早便开展了s 0 2 对植物影响方面的研究，从s t o c h 砌( 1 8 5 0 、1 8 7 1 ) 的 报告算起，历经了一个多世纪的漫长研究【1 5 】，法国科学家1 8 6 6 年在巴黎、英国科学家 1 8 7 4 年在哥拉斯分别就地衣对大气污染的指示性进行了研究【1 6 1 。s t o n a s a 于1 9 2 2 年提 出s 0 2 不可见伤害的概念，此后经大量研究证明：在植物尚未出现可见症状情况下， s q 能扰乱使植物生理功能，使其呼吸代谢减弱或亢进，产量也下降【l5 1 。国外对关于 植物受s 0 2 影响致可见伤害症状 1 7 】的研究，对生长【1 81 明以及各种生理过程【2 02 1 】的作用 等方面已积累了较为丰富的资料。s 0 2 是形成硫酸型酸雨的主要源头，其氧化物形成的 酸沉降落至地球表面，会对生态环境特别是森林植被造成巨大损害。早在1 9 世纪中期， 英国化学家r o b 觎s 1 n i n l 【2 22 3 】在英格兰展开对酸沉降现象最初的科学研究，并在18 7 2 年首次提出“酸雨”这一术语，但直到2 0 世纪4 0 年代，斯堪的纳亚半岛酸化问题导 致许多湖泊鱼类遭受毁灭性的危害后，酸沉降现象才真正引起各国学者的普遍关注。 瑞士联邦林业研究所的w 波斯哈特在总结前人研究成果后指出，酸雨会对植物叶子造 成直接危害，而通过引起土壤酸化产生间接危害【2 4 1 。近年来许多发达国家更多的关注 于缔造国际性公约，如1 9 9 4 年欧洲2 8 个国家在奥斯陆签署了第二个削减s 0 2 排放量 的协议书，1 9 9 9 年在瑞典斯德哥尔摩召开会议并签订了协议书，将缓解环境酸化、富 营养化和地面臭氧三大环境问题纳入集成的统一战略，并对4 种主要污染物指定了 2 0 1 0 年国家排放限值【2 5 1 。此外，美国己通过计算机成功模拟研究了南部氮、硫化物的 沉降对当地森林土壤化学状况的影响【2 6 1 。 国内方面中国科学院上海植物生理研究所【2 7 】( 1 9 7 8 1 9 8 7 ) 应用动式熏气装置在人 工气候室内对1 9 种农作物和3 8 种观赏植物进行s 0 2 熏气试验，对植物s 0 2 的伤害症 状、生理生化变化及抗性进行了一系列研究，为植物s 0 2 伤害的田间诊断、污染区载 培植物种类和品种提供了参考，同时详细阐诉了s 0 2 对植物生理生化及组织结构的影 响及其损害机理。周青等( 2 0 0 2 ) 在综述了s 0 2 等酸性气体排放引起的酸雨对陆地生 态系统的危害、生态系统对酸雨的敏感性以及植物酸至损伤机理的基础上，探讨了我 国酸沉降重度危害地区的生态系统恢复技术和措施，以及通过化学方法控制植物代谢 从而减轻酸雨伤害的生态生理学研究近况【2 引。胡羡聪等( 2 0 0 3 ) 利用多元回归分析法 对大气s 0 2 ，氟化物对植物生理生态指标的影响进行了研究，最后得出了生长在不同 污染区植物叶片的生态生理指标的变化与大气硫酸盐化速率及氟化物浓度之间的关系 f 2 9 】。齐泽民、王玄德等f 3 0 】( 2 0 0 4 ) 在总结国内外学者与酸雨对植物影响的有关研究进 展的基础之上，就酸雨对植物生理生化水平、植物个体水平、植物细胞水平、种群和 群落自然生态系统水平等四个方面进行了论述，最后指出在分子遗传水平方面的研究 还有待完善、发展。熊言林等( 2 0 0 9 ) 开展实验研究了二氧化硫对不同植物生长的影 响【3 1 1 。王书明等( 2 0 0 9 ) 从含义、组成、危害三个角度论述了s 0 2 引致酸雨后对生态 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 的影响，并介绍了如何防治酸雨1 3 引。 ( 3 ) 高含硫气田s 0 2 异常排放对生态影响及恢复 虽然国内外学者针对s 0 2 排放对生态环境的影响及其对策做了大量研究，但针对 工业生产s 0 2 非正常和事故排放，特别是高含硫气田净化厂s 0 2 非正常及事故排放对 生态环境的影响及其对策的研究十分少见。影响方面，只有钟亦明【3 3 】( 1 9 9 0 ) 通过理 论模式的推导，并结合有毒气体生理毒理性实验，分析了有毒气体事故排放对周围环 境的影响；熊军f 3 4 】( 1 9 9 7 ) 通过对处于抽穗所花期的水稻进行人工熏气试验，研究天 然气净化厂事故排放s 0 2 落地后对水稻生长的影响。刘煦晴掣3 5 】( 2 0 0 4 ) 根据某4 0 万 t a 大型硫酸厂s 0 2 不同转化率下的事故排放影响预测结果，进行了磷酸磷铵企业s 0 2 事故排放对植物损害的评价。熊兴联【3 6 】( 2 0 0 4 ) 以电解铝铝厂发生非正常排放为例， 对空气污染源非正常排放预测评价方法进行了探讨。金桂花等【3 7 】( 2 0 0 4 ) 描述了一些 植物受大气中s 0 2 危害出现的症状特征，以及关于植物的受害程度与大气中s 0 2 浓度 和时间的关系，并根据植物吸收大气中s 0 2 的途径和消化规律，初步探索了植物受大 气中s 0 2 急性危害及定量分析方法。刘治国等【3 8 】( 2 0 0 5 ) 通过对硫酸厂的现场调查， 明确了事故污染源为硫酸厂排出的s 0 2 ，并分析了事故条件下s 0 2 排放导致植物受害 的原因。对策方面，尚未发现专门针对气田开发工程净化厂s 0 2 非正常和事故排放对 生态环境影响的对策方案研究，只有一些针对事故风险条件下应急监测方案的研究， 如李俊杰等【3 9 】( 2 0 0 6 ) 对区域突发性环境污染事故应急监测体系的构建方法进行了探 讨；雷洋等【加】( 2 0 0 8 ) 对大气环境风险预测在事故应急监测布点上的应用进行了探索 性研究。此外还有一些针对大气污染植物修复的研究，如鲁敏等 4 1 1 ( 2 0 0 2 ) 利用短时间 熏气试验研究3 9 种园林植物对硫、氟、氯的净化能力，但此试验并不能得出参试植物 的抗性强度；李玫等【4 2 】( 2 0 0 6 ) 综述了大气污染的植物修复及其机理的相关研究，分 析了目前大气污染植物修复研究中存在的问题并展望了该领域的研究；姚超英等【4 3 】 ( 2 0 0 7 ) 介绍了植物对化学性大气污染物的吸附、吸收、同化、降解、转化等修复机理， 并指出了其研究方向。 1 3 本文研究的主要内容 本文主要研究内容如下： 1 研究区域植被分布及s 0 2 排放源强特征研究。 2 s 0 2 对植物影响的理论分析。 3 异常条件( 非正常工况及事故放空) 下s 0 2 排放浓度的分布特征研究( 大气预测 模型选取、预测参数确定、预测结果及分析) 。 4 s 0 2 异常排放条件下对植物的影响分析。 5 受损植物的恢复对策研究( 监测方案、对策措施) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 4 研究方法和技术路线 1 4 1 研究方法 通过调研大量国内外相关文献资料，研究s 0 2 对植物影响的机理和效应，并利用 大气环境环评技术导则及环境风险评价导则推荐模式( a e r m o d 和多烟团模式) 对高 含硫气田净化厂s 0 2 异常排放的浓度和影响范围进行预测，分析非正常工况及事故排 放条件下净化厂外排s 0 2 对植物的影响，并提出相应的植物保护措施。 1 4 2 技术路线 本文研究的具体思路和工作步骤如图1 1 所示： 图1 1 技术路线 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章s 0 2 对植物的影响理论 s 0 2 是最常见的硫氧化物，为无色气体，有强烈的刺激性气味，也是大气主要污染 物之一。火山喷发会喷出该气体，在许多工业生产过程中，如石油化工行业，也会产 生s 0 2 。目前国内的高硫气田，尽管硫设计回收率可达9 9 8 ，但其净化厂排放尾气中 仍会含有一定量的s 0 2 ，特别在非正常生产和原料气事故放空条件下，产生的s 0 2 将 更多。 s 0 2 排放会对自然生态环境，尤其是大气环境和土壤环境，以及地表水体、地下水 体造成影响。同时，植物、土壤微生物等也都可能受其污染。此外，s 0 2 也是形成酸雨 的主要气体之一，其形成酸性降水的过程如下： s 0 2 型攀器3 上i h 2 s 0 4 ( h 2 s 0 4 ) n ( h 2 0 ) m 颗粒物中硫酸盐 ( s 0 4 2 。) 含量增加 图2 1 酸雨形成的反应过程 2 1s 0 2 对植物的损害机理 硫是一种植物必需的元素，也是植物体内重要化合物的组成部分之一。它们大多 来源于植物根系从土壤中的直接吸收，但还有一部分来源于大气中的s 0 2 】。植物的 生长发育需要约占其本身干重的0 1 0 3 的硫，而一般在植物体内可积累的硫的最高 限量是正常含量的5 1 0 倍【4 5 1 。叶片是大气污染物的受体，因此当大气存在s 0 2 时，许 多植物叶片中的含s 量会相应明显提高。 s 0 2 的主要通过叶片气孔进入植物体内，其次可通过皮孔和叶痕，再经细胞间隙进 入栅栏、海绵组织等叶肉细胞，进入叶脉维管束韧皮部，后由韧皮部将s 0 2 输送到主 根、侧根和茎等部位。即s 0 2 气孔细胞间隙叶肉细胞叶脉维管束韧皮部茎主根一侧 根。s 0 2 对植物的伤害过程，首先是s 0 2 经气孔入叶后，溶于浸润细胞壁的水分中，形 成h 2 s 0 3 ，h 2 s 0 3 再解离成亚硫酸根离子( s 0 3 2 。) 、亚硫酸氢根离子( h s 0 3 。) 和氢离 子( 旷) ，而s 0 3 2 。和h s 0 3 再形成硫酸盐离子( s 0 4 2 ) 。在植物体内因前者转化速度比 后者快得多，故高浓度的s 0 2 进入植物体内会造成h s 0 3 、s 0 3 玉和h + 大量积累，直接 或间接对植物的膜系统、光合作用以及呼吸作用等产生一系列的影响和危害【4 6 4 7 1 。 ( 1 ) 改变体内p h 值 每种植物体内细胞的代谢活动都与植物体内相对固定的p h 值相适应。s 0 2 在植物 体内经生化反应后产生的旷会降低细胞p h 值，从而干扰细胞的生命活动，如引起气 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 孔关闭，使叶绿素转变为脱镁叶绿素等【4 5 1 。 但是，一般认为s 0 2 的毒性与其酸性没有必然联系。例如s 0 3 2 的酸性比s 0 4 2 。小， 毒性却比后者大。此外，植物在接触s 0 2 时气孔的反应不一定是关闭，有的植物如蚕 豆的气孔变得更大，在受s 0 2 伤害的早期，叶子中也很少发现脱镁叶绿素的显著增加。 这些都不能以p h 值的变化来解释。但是，已有证据说明细胞质的p h 、细胞之间或细 胞内部的旷梯度对代谢有调控作用。所以p h 变化与s 0 2 毒性的关系可能还是一个有 待于阐明的问题【4 剐。 ( 2 ) 酶抑制作用 植物体内的s 0 2 转化成s 0 3 2 。后会。对植物体内的酶，如p e p 和r u d p 羧酸化酶产 生竞争性抑制作用，特别在c 0 2 浓度较低时，c 0 2 的固定被s 0 2 抑制，植物的光合作 用会受到直接影响【4 9 】。 ( 3 ) h s 0 3 - s 0 3 2 对植物细胞的损害 h s 0 3 或s 0 3 2 。对植物细胞直接伤害包括：s 0 3 2 造成含硫蛋白质的变性，从而使 部分生物酶丧失活性；某些酶的活性会被其抑制；s 0 3 2 与辅酶反应形成几乎无法 解离的复合物，导致氢的转移受到抑制；s 0 3 2 。易与核酸中的嘧啶碱基作用，从而钝 化m r n a 【4 9 1 。 h s 0 3 或s 0 3 2 对植物细胞间接伤害有：h s 0 3 。与代谢中间产物酮或醛作用形成的 a 一羟基磺酸，它是一些酶的抑制剂，会抑制气孔开放，抑制c 0 2 固定和光合磷酸化， 干扰有机酸与氮代谢，抑制光合作用和呼吸作用中a r p 的形成，矿、c 1 的越膜运输， 从而影响植物的整个生理活动；h s 0 3 或s 0 3 2 经自由基链反应氧化后会产生更多的 自由基，这些新的自由基可导致细胞中一些生物大分子倾倒物氧化和过氧化，从而招 致伤害。 2 2s 0 2 对植物的影响效应 ( 1 ) 对植物体内相关酶活性的影响 s 0 2 会影响植物体内酶的活性。李振国，吴有梅等【5 0 】( 1 9 8 1 ) 研究发现，植物衰 老与其体内过氧化物酶活性的提高相呼应，而s 0 2 也能提高过氧化酶活性，小麦过氧 化物酶活性的增强与s 0 2 引起的可见伤害的出现有关。此外，s 0 2 进入植物体内，可直 接造成细胞p h 值的降低，影响超氧化物岐化酶的催化活性，从而使细胞代谢被干扰。 ( 2 ) 对植物体内光和色素的影响 对叶绿素含量的影响：通过多种植物的测试，s 0 2 在减少植物叶绿素含量的同时 还导致叶绿素失镁而转化为脱镁叶绿素，从而使叶片由绿色变为褐色【5 1 1 。 对叶绿素组成比例的影响：通过一些研究发现，植物叶绿素a 和叶绿素b 的组 成比例受s 0 2 影响明显，但影响与植物的种类、叶片受伤害程度及植物发育阶段有关【5 2 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 5 3 】 o 对光合作用的影响：s 0 2 会对植物光合作用产生影响m5 5 1 。t a n i y a m a 【5 6 】通过试验 得出，在接受3 0 6 0 曲一定浓度s 0 2 熏气后，水稻光合作用明显降低。s 0 2 对光合作 用的影响方式较多5 7 】，目前普遍认为s 0 2 形成的亚硫酸的毒性是引起光全系统的破坏 的重要因素【5 。 ( 3 ) 对植物体内蛋白含量的影响 s 0 2 促使植物体内的蛋白质分解加速并破坏其结构，研究表明敏感植物体内蛋白质 的分解速度远远快于抗性植物。据j a g 钮等【5 2 】用1 3 p p m 浓度的s 0 2 接触豌豆幼苗2 4 h ， 谷氨酸含量下降了6 0 8 0 。b a v a ) ，f 硎用苜蓿接触s 0 2 后发现，蛋白质含量下降。黄 刊5 9 】对水稻和菠菜用o 3 p p m 、o 4 p p m 、o 5 p p m 三个浓度对两种植物进行4 h 的s 0 2 熏 气处理发现，水稻和菠菜叶片内的蛋白质含量均有所降低，且蛋白质含量下降的比率 随着s 0 2 浓度升高而增大。 ( 4 ) 对植物气孔的影响 s 0 2 及其复合污染物会刺激植物气孔使其开闭机能失调，影响植物正常的生理功 能，可使植物因强烈的蒸腾作用而失水死亡唧6 16 2 1 。例如蚕豆、菜豆、玉米、萝卜等接 触s 0 2 后气孔打开【6 3 】，从而吸收更多s 0 2 进入叶内。而花生、郁金香、蕃茄等接触s 0 2 则关闭气孔，阻碍s 0 2 进入，因此这些植物相对具有较强的s 0 2 抗性【4 8 】，但可能会因 气孔关闭而导致c 0 2 进入植物体内的量减少，最终导致植物光合作用减弱。 ( 5 ) 对植物叶片的伤害 s 0 2 对植物的伤害症状多表现在叶部f 6 3 1 ，其伤害症状随植物的种类、发育阶段、 生理状况及s 0 2 浓度、暴露时间等因素而改变。不同类型的植物在受到s 0 2 的损害后， 其急性伤害的症状特征和变化明显不同。s 0 2 伤害的初始症状及其发展过程可大致表示 如图2 2 【2 7 】。 图2 2s 0 2 伤害的初始症状及其发展过程 ( 6 ) 对叶片质膜透性的影响 叶片细胞与环境的分隔界面为质膜，外界环境的作用首先冲击质膜。质膜是大气 污染物进入植物细胞的首道屏障，因此其透性的变化与二氧化硫伤害关联紧密。余叔 文、谭常等f 6 叼通过试验研究认为，s 0 2 对植物的伤害过程中，细胞透性变化是呈现裙 伤害症状的前奏，一旦质膜成为自由通透状态，将会导致细胞内离子平衡被打破，引 q 、 节囔 三 卜 喊 析 概s 赫、 艨 一卜 压 斑 定 皱 膨 状 删 起 去 渍 别 微 一 一 一 一 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 发植物代谢失常。 ( 7 ) 对植物生长发育的影响 s 0 2 会影响植物的生长【6 56 6 6 7 6 羽，此外s 0 2 可引发花粉管不萌发从而使其发育受影 响。据m a 等报道，0 7 5 p p m 的s 0 2 可使紫露草花粉管中的染色体发生畸变【5 2 1 。小麦在 孕穗期、扬花期经s 0 2 熏气，使相当多的花粉粒解体，抑制花粉在柱头组织上的萌发 和花管的伸长，形成异型花粉粒【6 9 】。s 0 2 影响植物生殖器官的结实和产量是因影响其 发育而致。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 第3 章高含硫天然气净化厂s 0 2 异常排放影响预测 3 1 项目区域环境现状及工程概况 3 1 1 区域环境现状 ( 1 ) 地形地貌 工程地处四川盆地东北大巴山南麓，属大巴山中、低山以及川东低山和丘陵的一 部分，山峦起伏，沟谷纵横，地貌成因属侵蚀构造地形。地貌主要有低山、低中山、 丘陵、台地、平坝等类型，而以低山和低中山为主。地势东北高，西南低，由东北向 西南倾斜绵延，最低海拔2 7 7 m ，最高海拔2 3 4 9 m ，平均海拔7 8 0 m 。在低山区内，山 坡坡度一般在2 0 0 5 0 0 之间，而小于2 0 0 坡度多出现在河谷、溪沟的沟底和谷坡下部地 带，高程在当地最高洪水位之上。 ( 2 ) 气候气象 项目所在区域属于亚热带湿润季风气候区，气候受海拔高度影响大，海拔5 0 0 m 以 下地区属四川盆地亚热带气候，全年四季分明，雨量充沛，气候温和，雨水集中在夏 季，东暖雪少，年平均气温1 6 8 ，月平均气温7 月最高2 7 6 ，1 月最低5 6 ，极 端最高气温4 1 3 ( 1 9 5 9 年8 月2 4 日) ，极端最低气温5 3 ( 1 9 7 5 年2 月1 5 日) ， 多年平均最高气温3 8 ，多年平均最低气温2 5 。 多年平均降雨量1 2 1 3 5 ，最高为1 6 9 8 l 锄( 1 9 5 8 年) ，最低为8 6 5 9 m m ( 1 9 6 6 年) ，年平均相对湿度l 3 月份为7 7 7 2 ，6 9 月份为7 9 8 4 ，全年蒸发量为 1 2 1 5 9 i 砌。年均无霜期2 9 6 d ，常年平均日照时数为1 5 9 6 8 h 。 表3 1 年平均风速的月变化 西南交通大学硕士研究生学位论文 第11 页 表3 - 2 季日平均风速的小时变化 0 7 o 7 o 7 o 7 0 7 o 6 0 7 0 9 1 o 1 0 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 o 0 9 o 9 0 9 o 8 o 8 o 8 0 8 o 8 o 9 0 9 0 9 o 9 1 o 1 1 1 o 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 0 1 o o 8 o 7 0 8 o 8 o 8 2 1 1 0 l 1 2 1 1 o o 1 2 2 2 2 0 9 9 9 0 0 l l 1 l 1 1 1 l 1 1 1 1 l 1 1 1 1 n v n v n v 1 1 9 o 8 8 8 9 9 o 2 2 4 3 4 6 4 4 l o o 9 0 9 o 1 0 o o o 0 l 1 1 1 l l 1 1 1 1 l l o 1 o 2 3 4 5 6 7 8 9 m n 屹b m”插埔侈加扎挖拐 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 2 页 表3 3 年均风频的月变化( c 1 0 m s ) 一月 o 91 0 51 9 54 o4 7 二月 1 81 4 12 6 99 46 o 三月 3 47 71 6 78 33 4 四月 1 46 o1 3 54 95 o 五月 2 24 o7 54 33 4 六月 2 53 55 63 23 5 七月1 73 03 63 8 3 6 八月 1 94 38 76 o3 5 九月 2 15 61 0 64 24 3 十月 1 11 75 22 22 7 十一月 2 66 11 2 27 4 4 4 2 4 1 3 2 7 3 1 2 2 1 9 3 0 3 o 2 9 1 5 1 5 1 2 0 7 2 3 3 1 2 2 2 9 3 4 3 o 2 1 l - 3 0 7 1 5 o 9 2 4 6 4 4 4 5 6 7 8 3 8 3 6 3 0 2 9 2 72 34 62 71 1o 90 73 9 2 1 63 o 5 73 41 31 oo 12 1 7 6 o 6 32 71 11 2o 51 63 2 3 7 87 23 1o 60 61 oo 63 4 0 7 99 13 1o 9o 8o 81 2 4 4 1 9 46 02 52 91 30 8o 7 4 5 7 1 1 65 02 62 7 1 11 30 94 3 1 8 35 62 72 81 22 20 94 0 5 5 46 42 92 43 12 22 53 7 9 5 55 12 31 71 3o 8o 86 2 9 5 44 93 22 41 51 0o 7 4 1 8 十二月 1 19 32 1 15 93 51 11 11 51 72 61 71 2o 7o 5o oo 3 4 6 8 表3 4 年均风频的季变化及年均风频( c 1 o m s ) 春季 夏季 秋季 冬季 北 2 3 2 0 1 9 1 3 5 91 2 55 8 3 6 6 o4 3 4 49 34 5 1 1 22 2 46 3 东 3 9 3 5 3 8