北方城市PM2.5污染狀況和污染特征的研究

鄭潤琴

（山西金甌土地礦產(chǎn)咨詢服務(wù)有限公司 山西太原 030001）

北方城市PM2.5污染狀況和污染特征的研究

鄭潤琴

（山西金甌土地礦產(chǎn)咨詢服務(wù)有限公司 山西太原 030001）

近些年來隨著一次能源消耗量的不斷增長，環(huán)境污染問題也日趨嚴重。本次研究通過近幾年對中國北方地區(qū)城市的PM2.5樣品采集與分析發(fā)現(xiàn)，作為我國大氣污染重災區(qū)的北方地區(qū)，尤其是華北地區(qū)的PM2.5污染較重，并且有進一步發(fā)展的趨勢。因此本次對北方城市的PM2.5污染狀況和污染特征的研究，對大氣污染防治措施的制定具有一定參考價值。

能源消耗；環(huán)境污染；污染特征

1 PM2.5污染特征

1.1 污染來源及污染程度特征

由于近年來我國北方地區(qū)，尤其是華北平原地區(qū)的大氣污染情況不斷惡化，引起了相關(guān)部門和研究學者的重視，對霧霾的主要影響因素PM2.5濃度進行了持續(xù)監(jiān)測。表1給出了北方部分城市的PM2.5的監(jiān)測結(jié)果（注：本文中未引注來源的數(shù)據(jù)均來自各城市氣象臺的PM2.5數(shù)據(jù)播報，部分平均值由作者對上述數(shù)據(jù)進行簡單計算得到，下文不再一一注明）。

表1 北方部分城市的PM2.5的監(jiān)測結(jié)果（原始數(shù)據(jù)為日均值）

由表中的數(shù)據(jù)可以看出，我國北方城市的PM2.5污染程度處于一個較高的水平，尤其是以北京、天津和石家莊為代表的華北平原地區(qū)城市，已經(jīng)成為PM2.5污染的重災區(qū)，濃度一般都超過了200μg/m3。比南方地區(qū)（108μg/m3）要高出近一倍，與美國大中城市的PM2.5平均水平（46μg/m3）差距更大，一般在7～10倍左右。造成這種嚴重污染狀況的主要原因是我國的能源消費結(jié)構(gòu)不合理，一次能源消費比例偏大，同時一次能源中又主要以煤炭為主[1]。煤炭燃燒直接排放出大量粒徑較小的粒子，并成為PM2.5的主要污染來源；此外，煤炭燃燒過程中出現(xiàn)的SO2等污染物在大氣中經(jīng)過一系列化學反應(yīng)也能夠形成一些粒徑較小的粒子。由于PM2.5的粒徑較小，因此處理技術(shù)較為復雜，同時需要大量的費用投入，我國PM2.5的處理還處于起始階段，這也是我國北方地區(qū)PM2.5污染嚴重的重要原因。南方地區(qū)由于煤炭的使用量較小，因此PM2.5污染相對較輕。從表1中數(shù)據(jù)還可以看出，在北方氣候干燥的城市由于土壤粒子以及風沙揚塵等自然來源粒子在TSP中的所占比例較大，例如呼和浩特。

1.2 PM2.5的酸度特征及原因分析

將北方地區(qū)的六個觀測城市PM2.5酸度結(jié)果（本節(jié)和下節(jié)的數(shù)據(jù)來自于作者的自行采樣分析）進行分析后發(fā)現(xiàn)，對于相同的觀測地點，粒子的酸度會隨著粒徑的減小有一定程度的增加，也就是說小粒子的酸度大于大粒子。其中大氣中的酸性污染物主要是一些硫化物和氮化物，這些污染物主要來自于人類的燃燒活動，同時這些污染物容易形成氣溶膠，并表現(xiàn)出較強的酸性。相反，大氣中的大粒子則主要來自于揚塵，因此這部分粒子一般呈堿性[2]。

1.3 PM2.5元素含量及來源分析

調(diào)查顯示，鉛、鐵、鎂、鎘、鋅、錳、砷、鉻、銅等有害金屬或類金屬元素也常能在PM2.5中被檢出，這些元素會與大氣中其它物質(zhì)結(jié)合成PM2.5等顆粒物并被人體吸入，從而影響人體的呼吸系統(tǒng)、新血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)的正常生理機能。這些元素的含量從側(cè)面反映出PM2.5粒子成分受人類活動的影響很大，從樣品元素分析目前北方地區(qū)的大氣污染與人類的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

據(jù)北京市2013年對PM2.5來源的調(diào)查結(jié)果，煤炭燃燒對于PM2.5的貢獻最大，在中心城區(qū)機動車尾氣對于PM2.5的貢獻最大，這兩者構(gòu)成了北京市冬季采暖期PM2.5的主要來源[3]。而對于呼和浩特市來說其PM2.5的主要來源是土壤粒子以及風沙揚塵等自然源，這也從另一個角度說明，人類活動是PM2.5大氣環(huán)境惡化的主要原因。

2 結(jié)語

目前我國面臨著嚴峻的大氣污染形勢，因此本次對大氣污染相對嚴重的北方地區(qū)城市的PM2.5污染狀況和污染特征的研究，對于大氣污染防治具有重要意義。本文主要就北方城市PM2.5的污染程度、酸度特征以及元素含量及來源進行了研究，結(jié)果顯示PM2.5污染與人類活動密切相關(guān)。要治理大氣污染首先應(yīng)該從燃煤、機動車尾氣等主要污染物排放源入手。

[1]呂效譜,成海容,王祖武,張帆.中國大范圍霧霾期間大氣污染特征分析[J].湖南科技大學學報(自然科學版),2013,03:104-110.

[2]陳媛,岑況,S.Norra,N.Schleicher,于揚.北京市區(qū)大氣氣溶膠PM (2.5)污染特征及顆粒物溯源與追蹤分析 [J].現(xiàn)代地質(zhì),2010,02: 345-354.

[3]程念亮,李云婷,孟凡,程兵芬.我國PM(2.5)污染現(xiàn)狀及來源解析研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2014,15:4721-4724.