林沖
(廣安市前鋒區環境監測站四川廣安638019)
淺析PM2.5的影響因素及對環境的危害和防治對策
林沖
(廣安市前鋒區環境監測站四川廣安638019)
細顆粒物PM2.5又稱可入肺顆粒物,能降低能見度、減少日照、改變氣溫和降水模式、導致灰霾增多,對環境造成嚴重污染,影響正常生活秩序。由于PM2.5具有嚴重的危害性,其防治工作逐漸成為社會各界關注的熱點,針對PM2.5的來源及影響因素,從多方面提出了相應的防治對策。
大氣污染;PM2.5;顆粒物;灰霾
PM2.5的來源很復雜,主要來自于人為排放,包括直接排放和二次轉化生成[1]。直接排放主要來自常用燃料(煤等)的燃燒、有機物(木柴等)的燃燒、工業廢氣、汽車尾氣、揚塵等;二次轉化生成是指由SO2、NH3、NOx和揮發性有機物等在大氣中通過光化學反應而生成。自然過程也會產生少量PM2.5,如風化成塵、沙塵暴、火山灰、森林火災、植物花粉等。各類來源的貢獻率因區域不同而異。
PM2.5受季度的影響:就時間特征而言,冬春季節PM2.5超標現象較夏秋季節多發且嚴重[2]。這主要是由于冬春采暖期普遍高于夏秋非采暖期,煤燃燒產生的一次、二次顆粒物是此時期大氣中顆粒物的主要來源,另一個原因是季節變化會引起大氣中水的含量(即濕度)改變,寒冷的冬季重金屬更容易隨水分結晶,使PM2.5中重金屬質量濃度增加。
PM2.5受區域的影響:就地理位置而言,PM2.5超標嚴重區域主要分布在京津冀、珠三角、長三角等經濟發達的地區,這主要是由于不同區域地形、土壤、氣候等自然條件不同,區域內耕地、城市和建設用地的開發利用程度各異,區域發展存在個體差異,區域內不同的人為污染源對PM2.5的質量濃度值貢獻率不同等因素造成。
PM2.5受氣象條件的影響:氣象條件對PM2.5的形成和擴散會產生影響,一般情況下PM2.5濃度與氣溫、相對濕度呈正相關性,與氣壓、風速呈負相關性。這主要是由于氣溫上升使氣體污染物的活性增強,促進了二次顆粒物的形成;使空氣對流速度加快,顆粒物的水平傳輸能力增強;使顆粒物的布朗運動加劇,有利于粒子轉化為集聚核模態;另外,高的光照強度有利于光化學反應的發生而促進二次粒子的生成,這些都會造成PM2.5濃度增加。相對濕度較高有利于大氣中氣體污染物轉化為液態、半液態以及固態細粒子;與此同時,大氣中的另一些極小粒子也能夠吸濕漲大轉化為集聚核模態,從而使PM2.5濃度增加。但是,如果相對濕度過高,空氣中的水汽便開始凝結形成降雨,降雨帶來的濕沉降作用能夠沖刷大氣中的顆粒物,減少揚塵污染,所以PM2.5濃度反而會下降。風速越大對顆粒物的水平輸送和稀釋能力越強,從而使PM2.5濃度變小。但風速過大,地表的灰塵會被帶入空氣中,直接造成局部PM2.5濃度迅速升高。
PM2.5對環境具有危害作用,能降低能見度、減少日照、改變氣溫和降水模式、導致灰霾增多,嚴重時還會造成高速公路關閉,飛機航班取消,影響正常生活秩序。
PM2.5對灰霾天氣的影響:PM2.5是灰霾天氣的“元兇”,灰霾也稱大氣棕色云、大氣灰霾?;姻布涌炝顺鞘性馐芄饣瘜W煙霧污染的提前到來,光化學煙霧是一種淡藍色的煙霧,汽車尾氣和工廠廢氣里含大量氮氧化物和碳氫化合物,這些氣體在陽光和紫外線作用下,會發生光化學反應,產生光化學煙霧,造成空氣的二次污染。
PM2.5對能見度的影響:能見度的降低主要是由于氣體分子與顆粒物對光的吸收和散射作用減弱了光信號,并由于散射作用減小了目標物與天空背景之間的對比度而造成的。顆粒物對光的散射效應是能見度降低的最主要因素[3],在大氣中主要是粒徑為0.1μm~1.0μm的顆粒物對光的散射作用而降低能見度。對光的吸收效應通常是使能見度降低的第二大因素,PM2.5對光的吸收幾乎全部都是由炭黑(也稱元素碳)和含有炭黑的顆粒引起的。
PM2.5對溫度的影響:大氣中的顆粒物會直接阻擋太陽光抵達地球表面,使可見光的光學厚度增大,抵達地面的太陽能通量下降,從而使地面溫度降低,高空的溫度增高。
PM2.5對成云和降雨過程的影響:束炯教授認為PM2.5能影響成云和降雨過程,間接影響著氣候變化。PM2.5主要是通過影響云滴形成、雨水的凝結核數量來改變成云和降雨過程。另外,PM2.5組分的酸堿性會影響降雨是酸化還是堿化,從而影響降雨的酸堿度。
針對PM2.5給環境帶來的嚴重后果,我們必須采取相應的對策進行預防和治理,以改善我們的居住環境。針對PM2.5污染的防治對策可以從三個層面考慮:(1)政府層面,更加重視環保工作,堅持把環境綜合治理作為重大民生工程來抓,加強頂層設計,完善重大政策制度,突出區域聯合防治機制,加大環境污染治理投入,全面落實《大氣污染防治行動計劃》。(2)企業層面,體現企業環保主體責任,實施清潔生產,開展節能減排降耗技術升級,完善在線監測,嚴格污染物排放,完善突發環境事件應急預案。(3)公眾層面,形成環境法治意識,提倡綠色消費、綠色出行,參與環境監督。
針對重點行業(領域)的大氣污染的防治可以采取以下對策:(1)交通運輸方面:在城市中優先重視快速城市交通,步行和自行車網絡以及城市間的鐵路貨運和客運;轉向更清潔的低排放車輛和燃料,包括降低了硫含量的燃料;嚴格貨運車輛密閉運輸管理,嚴禁超載超限運輸,杜絕“拋、灑、滴、漏”現象。(2)建筑施工方面:推廣濕法作業,及時清理建筑垃圾,全面覆蓋工地裸土,杜絕車輛帶泥上路、帶灰入城,做到施工現場“場內標準化、場外景觀化”。(3)工業方面:調整優化產業結構,嚴控市場準入條件;采用清潔的生產技術,或實施節能減排降耗技術改造,減少工業污染排放;加快淘汰落后產能,堅決遏制產能過剩行業盲目擴張。(4)發電方面:更多使用低排放燃料和可再生的無燃燒電力來源(如太陽能、風能或水能);熱電聯產;以及分布式能源生產(例如小型電網和屋頂太陽能發電)。(5)廢棄物管理方面:廢棄物減量、分類、回收和再利用或廢棄物后處理,以及改良生物廢棄物的管理,如通過厭氧消化廢棄物產生沼氣等,都是可以替代露天焚燒固體廢棄物的低成本方法。在焚燒不可避免的情況下,則必須采用嚴格控制排放的燃燒技術。
綜上所述,為了做好PM2.5污染的防治工作,需要政府、企業、公眾的共同努力,形成政府主導、企業主體、社會參與的環境綜合治理新格局,才能取得新成效,最終實現人與自然的和諧相處。
[1]田原宇,喬英云.大氣PM2.5污染的起因與控制[J].現代化工, 2013,33(9):1-4.
[2]陳璐,趙東風,等.環境空氣中PM2.5的分布特征及來源解析[J].現代化工,2013,33(9):5-8.
[3]董雪玲.大氣可吸入顆粒物對環境和人體健康的危害[J].資源產業,2004,6(5):50-53.
林沖(1982-),男,工程師,碩士,主要從事環境保護工作。