福建省大气中SO2污染特征研究

摘要近年来，大气污染环境问题逐渐加剧，为清楚了解福建省大气中SO2污染特征，本研究基于福建省2015-2019年各地市SO2浓度数据，阐述其时空变化特征，并将SO2月浓度同相应气象因子降水量、气温作双坐标图分析，探讨气象因素的对污染物浓度的影响。主要结论有：2015-2019年，福建省SO2月浓度曲线整体呈“U”型变化特征，具有季节性差异，冬春季节浓度普遍高于夏秋季节，随着年份的增长，SO2浓度水平降低；SO2浓度与降水量、气温呈显著负相关；福建省SO2浓度变化具有区域性特点，沿海城市污染物浓度较低，而山区城市污染物浓度较高；利用《环境空气质量标准》(GB3095-2012)评价，福建省九地市2015-2019年期间二氧化硫污染物浓度年均值均达到国家一级标准。关键词：福建省；二氧化硫污染；时空分布；气象因素AbstractIn

recent

years,the

environmental

problem

of

atmospheric

pollution

has

graduallyintensified,in

order

to

clearly

understand

the

characteristics

of

SO2

pollution

in

the

at-mosphere

of

Fujian

Province,

this

study

is

based

on

the

data

of

SO2

concentration

inv-arious

cities

in

Fujian

Province

from

2015

to

2019,to

elaborate

its

spatio-temporal

characteristics,and

to

analyze

the

monthly

concentration

of

SO2

with

the

correspondingmeteorological

factors

precipitation

and

temperature

as

a

double-coordinate

graph

to

explore

the

influence

of

meteorological

factors

on

pollutant

concentration.The

mainconclusions

are:

from

2015

to

2019,the

monthly

SO2

concentration

curve

in

Fujian

Province

is

characterized

by

a

"U"-shaped

change,with

seasonal

differences;the

winterand

spring

seasons

are

generally

higher

than

the

summer

and

autumn

seasons,

with

theincrease

of

the

year,the

level

of

SO2

concentration

decreases;SO2

concentration

is

sign-ificantly

negatively

correlated

with

precipitation

and

temperature;the

change

of

SO2

concentration

in

Fujian

Province

has

regional

characteristics,with

lower

concentrationsof

pollutants

in

coastal

cities

and

higher

concentrations

in

mountainous

cities;using

the

"ambient

air

quality

standards"

(GB3095

-2012)

evaluation,

the

annual

average

SO2

pollutant

concentration

in

nine

cities

in

Fujian

Province

from

2015

to

2019

met

the

national

standard.Keywords:FujianProvince;SO2pollution;Spatio-temporaldistribution;Meteorologicalfactors目录TOC\o"1-3"\h\u1引言 引言1.1研究背景及意义1.1.1研究背景环境是人类社会得以生存和发展的根基，大气生态系统作为其中重要的组成部分，是生命的重要基础。地球环境经过亿万年的演变，大气圈各组分含量保持平衡，随着一些危害性物质含量上升，导致这种平衡被破坏，万物的生存也随之受到威胁。工业革命发展近百年的时间里，人类活动的规模和强度日益加大，期间所产生的污染物包括大量的废气、烟尘排入环境，远远超出环境的承载力，大气环境污染问题加剧。大气污染公害事件也因此频频发生，不仅严重影响到公民的身体健康，也对各国经济造成损失。进入二十一世纪以来，资源大量消耗，环境污染的严重性显露无余，大气污染问题已经全球化REF_Ref23562\r\h[1]。我国的《大气污染防治法》于1987年发布，但此后较长时间对于大气污染防治并未给予足够重视REF_Ref23621\r\h[2]。我国煤炭消费总量高，巨大的燃煤量直接影响的是空气污染不断加重。加之近年来，传统粗放式经济发展模式的延续，城市大规模的建设，工业化结构日渐复杂，机动车以迅猛之势增加，我国大气污染问题因此逐渐凸显，成为社会生活的关注焦点。许多地方接连出现严重的大气污染天气，以京津冀所在的华北地区雾霾频发，长三角地区也出现大面积雾霾天气，波及范围广，人们的生产和生活遭受牵连。大气环境污染造成的影响体现城市规划、经济发展、生态发展等方方面面。据有关统计数据表示，各类环境问题对我国经济造成的损失达到了GDP的10%左右REF_Ref20057\r\h[3]。现阶段，防治大气污染形势严峻，高浓度、多污染物、多污染源、多层次的叠加是我国大气环境呈现出的主要污染特征，将大气污染有效控制是我国发展中面临的严峻挑战。大气污染物根据形态主要分为颗粒态、气态污染物，SO2属于气态污染物。由于目前SO2排放量大、控制技术尚不成熟，危害与处理难度艰巨。SO2还是形成PM2.5的重要前提物，排放到大气中易对环境造成二次污染。众所周知，PM2.5是灰霾天气的主要元凶之一。此外，我们熟知的酸雨污染由二氧化硫造成，二氧化硫排放到大气中经过一系列化学反应还会形成酸雾，最终形成酸雨，酸雨污染破坏生态系统和水环境。我国大面积酸雨污染严重，近年来以福建的厦门为代表的沿海酸雨区赫然在列。对2018年酸雨情况统计中表明，福建北部是酸雨污染的主要分布区之一。1.1.2研究意义我国坚决向大气污染宣战，通过各项法律法规、行业规范的颁布修订对大气污染控制提出了要求。当前，为全面推进蓝天保卫战，大气环境治理和空气质量改善任重道远。长久以来，福建省环境空气质量整体水平持续优良率较高，在全国排名位居前列，“清新福建”、“生态福建”成为福建省的象征。现如今，福建省酸雨污染现象的发生给生态环境敲响警钟。据福建省主要污染物最新环境统计数据得知，2018年SO2排放量为12.19万吨。巩固扩大蓝天保卫战成果，减少塔罗牌效应的发生，SO2污染防治作为一项重大的环境工程，已成为福建省大气污染防治的一项重要工作。因此，分析全省SO2污染特征，对于推动福建省生态环境试验区建设有重要的参考价值，可以从整体了解SO2污染状况，对加强大气质量监管、改善环境质量，提高人们的环保意识也具有重要意义。该研究分析为福建省大气环境中SO2污染治理提供理论依据的基础上，也为治理其他污染物提供科学参考。1.2大气中二氧化硫污染研究进展1.2.1二氧化硫污染的危害性人类与环境是处于相辅相成的状态，环境空气的优劣与人体健康密切相关。大量流行性病学研究表示，二氧化硫是一种刺激性污染物，对人体呼吸系统、心血管系统、神经系统具有显著危害。二氧化硫通过呼吸作用进入人体、侵入体液，进而引发呼吸道疾病，甚至加剧REF_Ref23791\r\h[4]。有研究报告指出，每年有约三百万的人口死亡与室内外的空气污染有关。在大气污染严重的城市，对人体系统引发的各种疾病的发病率更是不断增加，严重威胁人体健康。与此同时，SO2污染对植物的危害也不可忽视，当SO2达到一定浓度时，叶片上就会出现伤斑、失去膨压以及萎缩等伤害性症状。研究表明，受到二氧化硫污染的农作物，其植物生理性病害已成为影响农业生产的重大问题REF_Ref23869\r\h[5]。1.2.2国内外研究进展人类对环境大气污染问题的认识是逐渐深入的。第一次工业革命以后，一些西方发达国家发展迅速，随之带来的不仅是经济水平的提高，还有震惊世界的环境污染重大公害事件，为此环境污染得到重视，相关研究进行较早。早在20世纪60年代，一些化学家对二氧化硫污染给予重视，称作是“阴险的化学战争”，并且意识到二氧化硫浓度上升所造成的酸雨对自然生态的危害REF_Ref21027\r\h[6]。70年代后，随着工业化发展对全球环境趋势的影响，环境污染越来越成为公众关注的焦点，对城市大气污染的评价分析及相关防治措施已成为大气污染和城市气候的重要研究课题REF_Ref23983\r\h[7]。联合国人类环境大会的举办、《人类环境宣言》的通过以及“世界环境日”的确定等一系列举措呼吁人类重视环境。研究历程表明，20世纪80年代，国外有关大气污染治理的研究进入初始发展阶段REF_Ref24042\r\h[8]。Morawska分析了大气颗粒物与气态污染物的相关性REF_Ref24091\r\h[9]；Jiang等研究发现在大气污染严重时期，大气颗粒物的浓度值与CO、NO2、SO2具有明显的相关性，此外，CO、NO2、SO2在大气中经过一系列化学反应形成气溶胶，加重了PM2.5的污染REF_Ref24163\r\h[10]；Chung等对二氧化硫对植物的影响研究中表明，当二氧化硫浓度在40ppb下降低了植物的碳固定能力REF_Ref24218\r\h[11]。许多研究机构针对城市间相互作用对二氧化硫污染的影响开展了研究，也有一些学者将研究重点放在了环境污染与经济关系的研究上，Maddison通过一组二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机化合物及一氧化碳排放量作为指标，并采用空间计量模型进行研究证实排放量与人均收入相互间具有“倒U”关系REF_Ref24293\r\h[12]。众多学者通过探究分析造成污染的诸多因素以及之间的相关性，为从多个方面对污染进行治理。我国早期经济发展落后，工业进程迟缓，环境问题出现较晚，相关研究也比较滞后，进入二十一世纪，随着经济的高速发展，环境恶化严重，由于大气污染影响机理复杂，许多国内高校以及相关科研院所的专家、学者对中国的大气污染从不同方面多角度多层次进行了研究。以SO2为例，研究包括从省份、单个城市区域、城市群为单位进行分析区域内污染特征，通过光化学理论、观测资料分析、模式研究等方面，以污染指数、污染物浓度等为评价指标，再对日、月、季、年变化规律进行时间特征分析，在北方城市中还含有采暖期与非采暖期之间的对比，许多研究中还探讨了污染物之间是否存在相关性，以及地理、气象等其他因素对污染特征的影响进行补充说明。河北科技大学何素娟对河北省石家庄、保定、邢台三个城市基于空气质量指数研究2015年污染状况，其中对二氧化硫等多种主要污染物分析年、季、月变化趋势，进而根据空气质量状况进行评价，并对大气污染源分析成因REF_Ref24375\r\h[13]；杨小露等分析了武汉市主要污染物PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3浓度变化趋势以及相互间的影响，发现其具有季节性变化特征、污染物之间互相影响并且与气象因子具有明显相关性REF_Ref24447\r\h[14]；刘鲁宁等使用气体分析仪对秦皇岛地区污染物进行监测中指出采暖期二氧化硫浓度达到非采暖季节的5倍左右，且京津冀、环渤海工业气团可导致二氧化硫污染物积累、内陆干洁气团及南方海洋气团有利于扩散清除REF_Ref24506\r\h[15]；杜改芳等在济南市大气污染时空特征研究中，通过综合污染指数评价法、空间插值法，以“十一五”期间大气环境监测结果为依据，透过时间、空间两方面进行分析REF_Ref24568\r\h[16]；冯刚通过2011-2013年乌鲁木齐城市群分析了大气污染特征，采取Daniel检验法进行预测，讨论了经济、城市化、城市群内部之间、气象对污染物的影响REF_Ref24630\r\h[17]；张溥亮等总结了1996-2015年株洲市SO2污染时空变化特征，指出二氧化硫浓度与工业二氧化硫排放量呈正比REF_Ref23791\r\h[4]。此外，国内还有许多学者对SO2的危害、控制技术、防治措施等方面也进行了研究，一些研究人员通过对国外大气污染防治的研究并结合中国国情对二氧化硫污染环境治理提出建议。1.2.3福建省研究现状近年来，福建省在大气污染防治工作取得显著成效，生态环境状况在全国范围内保持领先水平，随着经济的发展，由于各种原因，大气环境问题在发生变化，同样面临着严峻的形势，许多学者针对福建省大气污染环境问题从不同方面不同层次对福建省大气污染进行分析。陈郁青对二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物污染特征从地域、季节、年际三方面展开，并采用空气污染指数法评价福州市区大气环境质量，作出预测分析，提出防治对策REF_Ref21027\r\h[6]；曹超等分析了2002-2004年厦门市主要污染物SO2、NO2、PM10的季节变化趋势，研究了气象条件对污染物浓度的影响REF_Ref24839\r\h[18]；胡清华结合福建省“十一五”期间二氧化硫减排情况，对二氧化硫浓度年变化、酸雨污染情况进行分析，对相关政策实施效果给予肯定REF_Ref24891\r\h[19]；张云峰等通过空气监测站监测数据对福建省2015年各地市二氧化硫时空变化特征进行分析REF_Ref24956\r\h[20]。除了对福建省总体污染情况的研究以外，对各个区域也进行了相关研究。除以上研究外，但由于目前大气污染的来源、归趋和变化特征等都十分复杂，相关研究还需要进一步开展。1.3技术路线本研究技术路线图如图1-1所示。选题背景与问题提出选题背景与问题提出选题背景选题背景选题意义研究综述选题意义研究综述国内外研究现状分析国内外研究现状分析区域概况分析及研究方法区域概况分析及研究方法时空变化特征分析时空变化特征分析污染特征原因解析SO2污染特征研究污染特征原因解析SO2污染特征研究气象影响因素分析气象影响因素分析总结与展望总结与展望图1-1研究技术路线

2区域概况分析及研究方法2.1研究区域概况福建省位于我国东南沿海地区，除东部沿海以外，其西部、南部、北部分别与江西、广东、浙江相邻。福建省设有九个地市，总面积12.4×104km2。地形：福建省依山傍海，地貌类型复杂多样，山地面积大，而可种植面积较少，又因临海，故有“八山一水一分田”一说。西部龙岩、三明、南平三市地处山区沿武夷山脉呈东北-西南走向，丘陵连绵，河谷、盆地相互交错。东部城市福州、莆田、泉州、厦门、漳州、宁德则沿海，地势较为平坦，其中宁德地区山峰颇多，沿海一带形成堆积平原，高低错落。福建省陆地海岸线曲折，港湾星罗棋布。总体地势水平是西高东低，北高南低。图2-1福建省地理位置地形图气候：福建省位于北回归线偏上方，其气候类型属于亚热带季风气候，水热条件具天然优势，但地貌类型的多样化也带来气候区域的差异性。气候特点总体表现为：春季气温较低，雨水较多，夏季普遍高温，与此同时伴随台风的侵袭，带来雨水，秋季较为短暂，冬季气候干燥，随着降水的到来较为湿冷。福建省雨水充沛，5-6月为福建省的雨季，全年降水量较高。受季风环流影响，对污染物浓度的扩散有一定影响。自然资源：福建省还是处在成矿带区域，因而矿产资源具有种类多、数量大的特点。森林资源也较为丰富，森林覆盖率居全国首位。此外，曲折的海岸线带来众多的天然港口。人口：截止到2019年末，福建省常住人口为3973万。交通：福建省道路交通网络较发达。截止到2019年末，公路通车里程持续增长，实现109785.16公里，海西高速公路网和铁路运营里程都得到了迅猛发展。此外，全年货运完成量高，作为沿海省份，港口货物吞吐量达5.95亿吨。与2015年相比，汽车保有量增长了56.0%，达到681.28万辆。经济：2019年福建省经济发展稳步上升，实现生产总值42395.00亿元。第二产业依旧处于主要地位，但第三产业与之差距较小，第一产业仅占6.1%，比2015年下降2%，产业结构持续优化。2.2福建省能源结构经济建设、城市化进程都将影响到能源消耗的情况，大多数情况下，能源的消耗量与之呈正比。福建省由于地理区位，资源限制，能源较为匮乏，属于“少煤无油无气”，其能源消费在过去主要以煤炭为主，消费总量大。近几年福建省能源消费情况见表2-1。从表中的分析结果可以看出，福建省能源消费以原煤和石油为主，核电自2013年发展以来，呈稳步上升阶段。表2-1福建省能源消费总量及构成(2015-2017年)年份能源消费总量占能源消费总量的比重（%）（万吨标准煤）原煤石油天然气水电核电一次电力及其他能源201511862.7949.924.85.111.27.420.2201612035.9942.923.85.415.810.227.9201712554.7445.124.15.39.913.425.5表2-2介绍了2015-2018年福建省一次能源生产总量和构成。由于截取的统计结果恰巧处在峰值两侧，2016年是一个节点，早期能源生产总量不断攀升，随后呈下降趋势。总体而言，福建省能源生产的类型和结构处在较大变化阶段，原煤的比重正在逐渐降低，能源结构在一定程度上在逐渐优化，正在往以核电为主的清洁能源方向发展。表2-2福建省一次能源生产总量及构成（2015-2018年）年份能源生产总量占能源生产总量的比重（%）（万吨标准煤）原煤水电风电核电一次电力及其他能源20153613.5232.236.73.724.267.820164456.7523.442.63.427.576.620174162.0620.529.94.640.379.520184082.9917.423.75.347.182.62.3空气质量概况及污染物排放根据近几年福建省环境状况统计情况表明，环境空气质量持续良好，达标率高，SO2浓度逐年降低，早期酸雨污染较普遍，但有所缓解，环境治理成效显著。图2-2福建省平均达标天数比例情况图2-3福建省2015-2019年SO2监测结果表2-3福建省近年酸雨监测统计年份全省降水pH年均值酸雨出现频率20155.1740.5%20165.3140.9%20175.3122.9%20185.4029.9%以SO2、NOX、烟（粉）尘为主的污染物排放量随年际变化见表2-3，各类污染物排放量逐年减少，但2018年略有反弹，工业排放是污染物排放的主要来源。此外，通过环境统计资料还了解到，2015年福建省境内污染源中有10799个纳入到环境统计重点调查范围，含工业源5971个，而到了2018年纳入到环境统计重点调查数降为5754个，工业源也降为4760个。表2-4福建省工业废气及污染物排放情况年份主要污染物排放量（万吨）工业中主要污染物排放量（万吨）SO2NOX烟（粉）尘SO2NOX烟（粉）尘201533.7937.9034.1731.7127.9832.18201618.9326.1823.7916.7917.0321.89201713.3927.7217.0211.1715.5614.80201812.1928.4117.4810.0016.9215.472.4研究资料来源及研究方法2.4.1数据来源（1）能源结构等福建省区域分析数据源自福建省统计局等。（2）大气污染物相关数据来源于福建省环境保护厅城市环境质量通报，数据包括2015-2019年福建省九地市SO2污染物月浓度值。2012年以前福建省执行《环境空气质量标准》（GB3095-1996），主要监测SO2、NO2、PM2.5的日均值和小时值浓度，并按照空气污染指数（API）进行评价分析。2012年国家相关部门修订完成并发布新标准即《环境空气质量标准》（GB3095-2012），监测项目在原基础上也对PM2.5、CO、O3进行监测，对于时间适用情况也作出了更具体的要求。同时，将空气质量指数（AQI）用作环境空气质量评价指标。福州、厦门是福建省第一批施行环境空气质量新标准的城市，随后在2014年开始其余城市也相继使用新标准进行评价。2015年，福建省全省范围内执行新标准评价方案。本研究主要以《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中SO2年平均浓度限值作为评价标准。表2-5环境空气污染物基本项目限值污染物项目平均时间浓度限值单位一级二级二氧化硫（SO2）年平均2060µg/m324小时平均501501小时平均150500二氧化氮（NO2）年平均404024小时平均80801小时平均200200一氧化碳（CO）24小时平均44mg/m31小时平均1010臭氧（O3）日最大8小时平均值100160µg/m31小时平均160200颗粒物（粒径小于等于10μm）年平均407024小时平均50150颗粒物（粒径小于等于2.5μm）年平均153524小时平均3575（3）气象因素数据2017年3月至2019年福建省降水量、气温月均值等气象数据源自福建省气候中心气候概况统计。2.4.2研究内容及研究方法本研究以福建省生态环境厅的大气环境管理统计资料，采取文献研究法、数量研究法研究福建省大气中SO2污染特征，总结区域内大气污染（主要以SO2为例）的规律分布，为进一步实现大气污染防治提供参考意见。具体内容如下：（1）通过查阅大量国内外文献资料，归纳现有研究成果，获取理论及经验方面的资料。（2）基于福建省2015-2019年SO2污染物浓度数据，通过origin9.1作图分析二氧化硫的月份、季节、年际变化规律，归纳得出时间变化特征。（3）将SO2污染物月浓度同相应气象因子降水量、气温进行作双坐标图分析，探讨气象因素的对污染物浓度的影响。（4）对SO2污染物浓度的变化特征从季节和区域性两方面进行差异性分析，提出相应污染控制对策。2.5本章小结通过对区域情况进行分析，我们了解到福建省自身自然条件优越，能源相对匮乏，对煤炭有一定依赖性，但随着环境治理的发展，逐渐往清洁能源方向寻求转型。福建省在近年来环境空气持续优良率较高，污染较轻，在环境治理上得到显著成效。本研究通过对福建省环境保护厅公布的环境空气质量数据，分析其时空变化特征，并探讨气象因素对污染物浓度的影响。

3福建省二氧化硫污染特征3.1总体污染情况分析随着城市化的发展，大气环境污染是一个区域性的污染问题，有较多的研究表明，大气环境污染存在比较明显的时空分布规律。通过对全省各地市SO2浓度数据进行统计分析，研究发现SO2浓度具有月际、季节、年际的时空变化特征，与降水量、气温具有相关性，并存在区域性特征。3.2时间变化特征分析3.2.1月份变化情况分析根据福建省九地市环境空气质量监测数据，以月份为单位，进行一般性统计并作图。图3-1~3-5给出了2015-2019年期间福建省九地市二氧化硫污染物浓度的逐月变化情况，从图中可以看出二氧化硫浓度变化具有明显的月份特征。图3-12015年福建省各地市SO2质量浓度逐月变化趋势由图3-1可知，二氧化硫浓度曲线基本呈“中间低，两边高”的“U”型变化趋势，其中泉州的曲线变化趋势呈现倒“U”型，且除泉州以外，峰值均出现在1月。从单个城市来看，福州、莆田除了1月的浓度值较高以外，2月以后表现出较为平稳的趋势。其次，漳州、龙岩、三明、南平四地的浓度值普遍较高。在2016年，二氧化硫浓度月平均值曲线与2015年相比有较大变化，呈现较大波动。从整体上看，其月平均值曲线没有再保持相近的步调。福州、莆田在1-12月的浓度值变化中表现得较为平稳，基本稳定在6µg·m-3上下浮动。泉州、厦门、漳州这三个城市的二氧化硫浓度变化曲线呈现类似于2个“W”叠加的趋势波动，在1月、3-4月、7-8月以及12月处于波峰，其波峰值随着月份的增加有所增加。龙岩、三明、南平、宁德四地市依旧处于“U”型趋势，1、12月浓度高，其余月份浓度值较低，其中三明市的整体水平浓度高于其他地市。如图3-2所示：图3-22016年福建省各地市SO2质量浓度逐月变化趋势在2017年，福建省各地市二氧化硫浓度值曲线整体呈“U”型布局，1、12月的浓度值较高，6月的浓度值最低，但也波动较明显。就单个城市进行分析：福州市的二氧化硫浓度变化值除在12月达到最高，其余月份都表现得比较平稳，浓度较低。莆田、泉州、厦门三地市的二氧化硫曲线变化相近，波动情况也类似，均在3月份的浓度值达到最高。漳州、三明、宁德的二氧化硫浓度变化曲线的“U”型呈现走向类似，其浓度水平有明显区别，三明市的二氧化硫浓度依旧较高，值得一提的是宁德在6月的浓度值出现了0。另外，龙岩、南平两地的“U”型走向曲线较平滑。如图3-3所示：图3-32017年福建省各地市SO2质量浓度逐月变化趋势图3-42018年福建省各地市SO2质量浓度逐月变化趋势从图3-4可以看出，2018年福建省二氧化硫浓度月平均值曲线总体趋势较为平稳，4-6月曲线错综交替，较具波动。福州、莆田、三明、南平、宁德五市的二氧化硫浓度保持平稳，起伏较小，但三明市的二氧化硫浓度水平依旧较高。泉州、厦门在上半年浓度值变化幅度大，下半年波动平稳。漳州、龙岩两市的二氧化硫浓度变化曲线呈现“W”型走向，除1、12月浓度较高以外，2-4月、9-10月呈上升趋势。图3-52019年福建省各地市SO2质量浓度逐月变化趋势根据图3-5可知，2019年浓度变化曲线较平稳，但也存在一些波动。福州、厦门的二氧化硫污染物浓度曲线较平稳。泉州、漳州两地呈现“N”型走向，2月以后浓度上升，4-5月达到较高，随后下降到8月开始上升，分别在10和11月达到峰值。莆田、龙岩、三明、南平、宁德呈现“U”型趋势，即两端高、中间低且平稳。图3-62015-2019年福建省各地市SO2质量浓度月均值根据图3-6可知：2015-2019年福建省各地市二氧化硫污染物浓度总体变化较为平稳，有“先降低再升高”的“U”型趋势，1、12月（冬季）的浓度值较高，最低值几乎都出现在5-7月（夏季），表明2015-2019年的二氧化硫污染物浓度变化存在月份规律的同时也存在季节变化规律。表3-1福建省近5年SO2质量浓度月均值污染因子月份年份20152016201720182019SO2(µg·m-3)12011111182139101063121011107413101110851099976996867910996891088699998710119910811111111981211131298图3-72015-2019年福建省SO2质量浓度月平均值年际变化图其次，结合表3-1、图3-7了解到，SO2浓度变化具有一定的年际特征，在2015-2019年期间，随着年份的增长，曲线的水平逐渐下降，浓度是逐年降低。3.2.2季节变化情况分析为评价不同季节的二氧化硫浓度特征，根据福建省的季节气候特点，在研究分析前划分季节，其中2-4月为春季，5-7月为夏季，8-10月为秋季，冬季则是11月-次年1月，如图3-8~3-12所示。从图中可以看出，主要特点为春冬季浓度高、夏秋季浓度低。图3-82015年福建省各地市SO2质量浓度季节变化图根据图3-8可知：2015年二氧化硫浓度整体呈春冬季节高、夏秋季节低的特点。福州、莆田、厦门的二氧化硫质量浓度在季节上的变化表现不明显，但春季浓度最高。漳州、龙岩、三明、南平、宁德呈现冬春季节浓度较高，夏秋季节浓度较低的“U”型特点。而泉州的二氧化硫污染物质量浓度的较高值出现在夏季。如图3-9所示，从整体上看2016年二氧化硫浓度的季节性特征较不明显。福州、莆田两地的二氧化硫污染物浓度在季节上表现得较为平均，波动较小。泉州在季节上的最高值依旧出现在夏季。厦门、漳州、南平、宁德则在冬季的二氧化硫污染物浓度值达到最高。但龙岩、三明依旧呈现春冬高、夏秋低的季节变化特征，其中，三明的季节浓度值是处在较高水平。图3-92016年福建省各地市SO2质量浓度季节变化图图3-102017年福建省各地市SO2质量浓度季节变化图图3-10反映的是2017年福建省各地市二氧化硫季节特征情况，整体呈春冬季节浓度高、夏秋季节浓度低的特征。福州、龙岩、宁德在冬季的二氧化硫污染物浓度最高，其余季节浓度变化较小。莆田、泉州两地在春季的二氧化硫浓度值最高。厦门、漳州、三明、南平则呈现两端高、中间低，即在春冬季节二氧化硫浓度高，夏秋季节浓度低。图3-112018年福建省各地市SO2质量浓度季节变化图由图3-11可知，在2018年间，二氧化硫浓度季节变化趋势整体较平稳，变化范围小，但浓度最高值几乎都在春冬季。莆田、龙岩的二氧化硫浓度在冬季最高，其余地市在春季的二氧化硫浓度最高。图3-122019年福建省各地市SO2质量浓度季节变化图如图3-12所示：在2019年，福建省各地市二氧化硫浓度季节变化幅度较小，但仍然呈现春冬浓度高、夏秋浓度低的总体特征。莆田、漳州两地在春、夏、秋的浓度值变化趋势小，在冬季浓度值最高。泉州的二氧化硫污染物浓度在春季节较高，随后逐渐降低。而龙岩的二氧化硫污染物浓度在春夏季节相同，秋冬季节的浓度值相同。表3-22015-2019年福建省各地市SO2季均值统计污染因子地市季节春季夏季秋季冬季SO2(µg·m-3)福州6666莆田8777泉州111199厦门109910漳州1191112龙岩1091012三明15121114南平1181112宁德8568图3-132015-2019年福建省各地市SO2季均值图将2015-2019年各地市按季度计算得到多年季均值并绘制2015-2019年福建的各地市季节二氧化硫季均值柱状图（详见表3-2和图3-13），结果同样表明，福建省各地级市具有明显的季节变化特征，春冬季节的季度均值明显高于夏秋季节。与2015年相比，2019年的季均值明显降低。随着年份的增长，二氧化硫季均值呈逐渐降低的趋势。如图3-14所示：图3-142015-2019年福建省综合SO2季节均值年度分析3.2.3年际变化情况分析通过对二氧化硫污染物进行年度统计时发现其具有年际变化特征。2015-2019年间各地市二氧化硫的质量浓度年际变化情况见表3-3及图3-15。表3-32015-2019年福建省九地市SO2年变化统计污染因子地市20152016201720182019年均值年均值年均值年均值年均值SO2(µg·m-3)福州666105莆田771096泉州101112109厦门10111195漳州15151088龙岩1210101010三明201513137南平16111097宁德767125图3-15福建省九地市SO2年变化特征根据表3-3及图3-15可知，近5年来二氧化硫排放量逐渐减少，二氧化硫污染物也得到相应反馈，浓度年均值变化总体呈逐渐下降趋势，不同地区污染程度不同，有区域性污染的特点。福州、宁德在2018年略有反弹，于2019年下降。莆田、泉州、厦门三地从2015到2017年逐渐上升，随后逐渐下降。三明下降趋势最为显著，2015年二氧化硫浓度为20µg·m-3已达到一级标准限值，随后逐渐下降至7µg·m-3。3.3SO2与气象因素相关性探讨大量研究发现，降水、气温等气象因素对污染物的浓度有一定的影响。通过目前掌握数据，将2017年3月至2019年12月期间福建省月平均降水量、月平均气温与相应SO2污染物浓度进行对比分析（注：a、b、c分别代表2017年、2018年、2019年），得出以下结论：图3-16SO2与降水量相关性分析亚热带海洋性季风气候在福建省显现出干湿季明显的特点。从图3-16可以发现，夏季雨水充沛，降水对污染物进行冲刷，从而使浓度降低，因此呈现出的二氧化硫浓度值也较低。而冬季雨水较少，较为干旱，二氧化硫难以得到降解，浓度值也较高，呈负相关。图3-17SO2与气温相关性分析根据图3-17注意到，气温较高时，二氧化硫污染物浓度较低，反之，二氧化硫污染物浓度较高，呈负相关。3.4污染特征原因解析3.4.1季节差异分析研究表明，福建省二氧化硫浓度呈现一定的季节性特征，整体具有呈春冬高、夏秋低的特点。主要有以下原因：福建省处于亚热带地区，夏季太阳直射北回归线，地面受到强烈辐射，气流上升后形成局部对流，SO2污染物升入高层，近地面大气净化，浓度降低。而到了冬季气温低，静风频率高，地面辐射超过太阳辐射，形成逆温层。由于污染的空气不能穿过逆温层，就会积聚或进行扩散，因此造成严重污染，二氧化硫污染物浓度也就随之增高。另外，我们注意到春季二氧化硫的浓度也较高，春节作为传统节日在每年的1-2月之间，春节期间烟花爆竹的燃放以后释放出大量的污染气体，在静风天气下很容易在近地上空形成污染物，早春温度较低导致气-固平衡较为稳定，因此二氧化硫浓度有所上升。城市热岛效应、海陆风也是造成浓度升高的较大因素。3.4.2区域差异分析不同地区在地形、发展情况等各方面都存在差异性，同样，二氧化硫浓度呈现出区域性规律。主要从以下几个方面对区域性差异进行分析：（1）按城市区位进行分析：福建位于东南沿海，被称为“八山一水一分田”，其中，福州、莆田、泉州、厦门、漳州、宁德地处沿海为丘陵、台地和滨海平原，污染物扩散条件明显优于内陆城市。龙岩、三明、南平三地地处内陆丘陵，地形较为复杂，静风频率高，逆温层出现频繁，极不利于空气污染物的迁移与扩散。内陆城市二氧化硫污染物浓度均高于沿海城市。（2）按产业结构进行分析：沿海城市主要以发展新兴工业以及食品和服装等轻工业为主，且正在逐步进行产业结构的转型升级，污染较小。而内陆城市作为资源型城市，着重于发展传统重工业，以龙岩、三明为例，工业集中，生产能耗高，废气排放量大。由于受产业结构影响，即使城市区位相同，二氧化硫浓度也有明显差别。（3）按经济水平进行分析：沿海城市具有天然的港口资源，以厦门为例，早期受政策影响将设其为经济开放特区，进而带动其他沿海城市经济发展，整体经济水平高，经济水平的提高随之对生活环境质量有更高的需求。内陆城市交通闭塞，后期发力，经济水平较低。因此，经济不发达城市的二氧化硫浓度相对经济发达城市较高。3.5本章小结根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012)评价标准，2015-2019年各地市SO2浓度年平均值均达到一级标准。福建省各地市的大气二氧化硫污染状况的确呈现出一定的规律，其浓度具有月际变化规律，整体呈“U”型变化特征，与此同时，反映出春冬季节浓度高，夏秋季节浓度低的季节特征。近几年在深化重点行业大气污染综合治理之后，SO2浓度值逐年降低。此外，SO2与降水量呈负相关、与气温呈负相关。从区域发展来看，莆田、南平、宁德的二氧化硫污染物浓度较低，漳州、龙岩、三明二氧化硫污染物浓度较高，福州、泉州、厦门作为全国环境保护重点城市，效果显著，处在低浓度状态。虽具有区域性特点，但整体呈下降趋势。

4结论与展望4.1结论本研究通过对福建省环境空气气态污染物SO2月份、季节及年际变化的分析，阐明了SO2分布特征和分布规律，主要结论有：（1）时空变化规律综合评价：利用《环境空气质量标准》(GB3095-2012)评价，福建省九地市2015-2019年期间二氧化硫污染物浓度年均值均达到国家一级标准。月变化规律：2015-2019年，早期福建省二氧化硫污染物浓度整体呈“U”型变化趋势，1、12月SO2浓度值较高，在6、7月SO2浓度较低。中间出现类似于“W”型趋势，除1、12月浓度值较高以外，3月、4月，8月和9月也出现了波峰。随后波动逐渐减小，除首尾浓度较高以外，二氧化硫污染物浓度趋于平稳。季节变化规律：SO2浓度在年内呈现明显的季节变化特征，冬春季浓度较高，夏秋季浓度低。随着年份的增长，季节间的差异在逐渐减小，纵向比较不同年份各季节SO2浓度变化可知，SO2浓度逐年降低，2019年各季节浓度相比于2015年各季节浓度均有显著下降。年际变化规律：随着年份的增长，福建省总体污染物浓度水平降低，虽在2018年略有反弹，但2019年又再次降低，许多地市在2015年的浓度值为两位数，而到了2019年降至个位数，远低于环境质量标准一级浓度限值。空间变化规律：福建省二氧化硫污染物浓度变化具有区域性特点，沿海城市污染物浓度较低，而山区城市污染物浓度较高。福州、莆田、宁德、厦门四市的二氧化硫污染物浓度较低且变化较为平缓，西部南平、三明、龙岩山区城市早年间浓度水平高，随着污染治理的进行和能源结构的调整，污染物浓度有所下降。（2）气象因子的影响在对二氧化硫浓度与相应气象因子进行分析时发现，二氧化硫浓度与降水量、气温呈显著负相关。4.2展望本研究由于福建省空气质量指数的缺乏，对于SO2污染评价只采取了年均浓度作为评价标准，并且相关气象数据资料不完善，只是简单分析了降水量、气温对污染物的影响，有待今后工作进一步完善。对于二氧化硫污染物浓度与气象因素具有一定相关性，在降雨较少时适当采取人工降雨措施，在不良气象环境中减少污染物的排放。对城市进行规划时合理布局，减少城市热岛环流效应、海陆风的对污染物扩散的影响。加强酸雨区的综合防治工作。

参考文献孟茹.河北省大气污染的区域性特征分析[J].绿色环保建材,2018(04):47-47.邬龙,王晓蓉,迟远英.我国大气污染治理政策主题变迁量化分析及预测[J].北京 工业大学学报(社会科学版),2019,19(06):80-89.肖悦,田永中,许文轩,刘瑾,万祖毅,张雪倩,刘旭东.中国城市大气污染特征及社 会经济影响分析[J].生态环境学报,2018,27(03):518-526.张溥亮,钟学才,胡希,易艳红,吕鹂,符慧媛.株洲市近20年二氧化硫变化趋势研 究[J].广州化工,2019,47(18):121-123.黄芳,王建明,徐玉梅.二氧化硫污染对几种作物的伤害研究[J].山西农业科学, 2007(11):56-58.陈郁青.福州市区大气污染特征及防治对策研究[D].福建师范大学,2001.朝鲁门,白光明,兴安.城市大气污染分析及综合防治[J].北方环境,2013, 25(01):59-61.罗文剑,朱俊庆.国外大气污染治理研究:时空特征与热点前沿——基于Webof Science期刊文献的可视化分析[J].干旱区资源与环境,2020,34(02):115-121.梁丹.不同城市群大气污染分布传输特征及植物阻滞吸附机理[D].北京林业大 学,2019.FuJ,JiangD,LinG,etal.AnecologicalanalysisofPM2.5concentrationsand lungcancermortalityratesinChina[J].BMJopen,2015,5(11):1-9.ChungCY,ChungPL,LiaoSW.Carbonfixationefficiencyofplantsinfluenced bysulfurdioxide[J].Environmentalmonitoringandassessment,2011,173(1-4): 701-707.MaddisonD.EnvironmentalKuznetscurves:Aspatialeconometricapproach[J]. JournalofEnvironmentalEconomicsandmanagement,2006,51(2):218-230.何素娟.河北省主要城市大气污染形势分析与防治对策[D].河北科技大学, 2017.杨小露,李海波,李成,刘琳.武汉市大气污染特征及变化趋势[J].湖北大学学报 (自然科学版),2017,39(04):361-366.刘鲁宁,申雨璇,辛金元,吉东生,王跃思.秦皇岛大气污染物浓度变化特征[J].环 境科学,2013,34(06):2089-2097.杜改芳,马民涛,梁增强.济南市大气污染时空特征研究[J].四川环境,2014, 33(02):58-64.冯刚,孜比布拉·司马义,何芯,斯琴.乌鲁木齐城市群内部大气污染特征及趋势 对比[J].环境工程,2016,34(08):79-83.曹超,庄马展,王坚.厦门市环境空气污染特征与气象因子影响分析[A].中国 环境科学学会.中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（上卷）[C]. 中国环境科学学会:中国环境科学学会,2006:4.胡清华.福建省“十一五”二氧化硫减排成效浅析[J].海峡科学,2011(06):69-73.张云峰,黄耀裔,李斌,胡恭任.福建省空气二氧化氮和二氧化硫时空分布特征 [J].泉州师范学院学报,2017,35(06):93-99.杨春亮.空气中氮氧化物、二氧化硫的含量测定及大气污染成因解析[J].科技 风,2019(35):129-129.朱珊珊.河北邯郸市2013-2017年大气颗粒物化学组成特征的研究[D].广西大 学,2019.王春春.基于指数分解与LEAP模型的福建省能源需求及CO2排放预测研究 [D]. 南京大学,2019.黄世明.大气污染治理形势及问题分析[J].绿色科技,2019(02):43-44.杨启帆.河南省大气污染特征分析及防治[J].河南科