PM2.5的分布特征及治理方法研究

謝瑞加

摘要：隨著中國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平日益提高，社會及大眾對空氣環(huán)境的質(zhì)量愈加重視。PM2.5作為灰霾的主要成分，是衡量空氣質(zhì)量優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)，越來越受到重視。特別是2013年以來，大陸中東部反復(fù)出現(xiàn)灰霾天氣，給工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和群眾的健康帶來了不良的影響。針對PM2.5的危害及相關(guān)治理方法進(jìn)行了分析探討，為治理大氣污染提供可鑒之處，同時也為國家生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：細(xì)顆粒物;來源及組成;危害;治理方法

中圖分類號：X513

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）4-0127-03

1 引言

目前，我國空氣污染形勢嚴(yán)峻，典型特征為高濃度的PM25，約有80%的城市PM2.5超標(biāo)，不能達(dá)到環(huán)境空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)（GB3095 - 2012）。觀測結(jié)果表明，2013年全國74個重點監(jiān)測城市PM2.5年均濃度為72μg/m³，僅拉薩、海口、舟山3個城市達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)比例為4.1%。2014年74城市PM2.5年均濃度較2013年下降11.1%，但僅8個城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，仍有近90%城市未達(dá)標(biāo)。東部地區(qū)PMz.s污染形勢尤為嚴(yán)峻，京津冀是PM2.5污染最嚴(yán)重區(qū)域。大氣細(xì)顆粒污染引起的人體健康風(fēng)險引起了政府和公眾的廣泛關(guān)注，已然成為跨疆域尺度的社會事件。本研究擬通過分析細(xì)顆粒物的來源、組成、時間分布特征及危害，提出治理方法，以期加深公眾對PM2.5的認(rèn)識，同時為PM2.5的治理提供一定參考。

2 PM2.5的來源、成分及時間分布特征

2.1 PM2.5的概念

PM的全稱為“Particulate Matter”，也就是平時所說的顆粒物，PM2.5也稱細(xì)顆粒物，指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5 μm的顆粒物[1]。

2.2 PM2.5的來源

研究表明，PM2.5是由排入空氣中的一次微粒和氣態(tài)污染物通過化學(xué)轉(zhuǎn)化而形成的二次微粒。PM2.5在自然過程中會產(chǎn)生一些，但大部分是因為人為排放造成的。自然過程的排放主要包括火山噴發(fā)后的殘留物、風(fēng)吹起的土壤塵、植被燃燒后的殘渣、海鹽等。人為排放主要包括機(jī)動車尾氣排放、燃煤（包括民間散煤和工業(yè)集中燃燒）、工業(yè)工藝源、道路和工業(yè)揚(yáng)塵、生物質(zhì)燃燒、垃圾焚燒、餐飲油煙等。

2.3 PM2.5的組成成分

在PMz.s組成上，硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽構(gòu)成的無機(jī)鹽類（sulfate，nitrate and ammonium salt，SNA）與有機(jī)物（organic matter，OM），以及粉塵為主要成分。研究表明，北京、上海、廣州和西安PM2.5中有機(jī)物占到30%～48 %[2]，二氧化硫（S02）、氮氧化物（NO_x）和揮發(fā)性有機(jī)物（ VOCs）經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化形成的二次組分是PM2.5的主要組成。通過對PM2.5中重金屬形態(tài)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中各金屬元素的化學(xué)形態(tài)差異較大，鋅、錳等主要分布在可溶態(tài)與可交換態(tài)，鎳、銅主要分布在有機(jī)質(zhì)、氧化物和硫化物結(jié)合態(tài)。

2.4 灰霾天氣的時間分布特征

在每年的春冬季節(jié)，灰霾天氣的發(fā)生頻率較高，在冬春寒冷季節(jié)，人們?nèi)∨c做飯會消耗大量的燃料，同時，由于這一季節(jié)的氣壓高、氣溫低、邊界層高度低、氣候干燥、降水少、風(fēng)速小、大氣逆溫情況常見、日照時間短等，各類污染物不易沉降，這就很容易導(dǎo)致大氣中的各類大氣污染物堆積，繼而形成灰霾天氣。在每年的夏季與秋季，灰霾天氣是很少的，究其根本原因，是由于在夏秋季節(jié)、太陽輻射大、氣溫高、邊界層高度高，空氣對流旺盛，大氣中的各類污染物很容易擴(kuò)散，同時，在降水因素的影響下，氣溶膠粒子數(shù)量會大量的減少，基本上不會出現(xiàn)灰霾天氣。

3 PM2.5的危害

3.1 對人體的危害

PM2.5能長時間滯留在大氣中，輸送距離遠(yuǎn)，粒徑小，表面積又大于PMio，極易富集空氣中的毒害物質(zhì)，比如：各種酸性氧化物、有毒重金屬、細(xì)菌、霉菌、病菌、揮發(fā)性有機(jī)物VOC、多環(huán)芳烴PAH等，并且由于其空氣動力學(xué)直徑≤2.5 μm，它不僅可以進(jìn)入鼻腔咽喉更是可以進(jìn)入肺泡沉積或人體血液循環(huán)，對人體健康尤其是呼吸系統(tǒng)和血液循環(huán)系統(tǒng)具有明顯損害作用[3-6]

3.2 對環(huán)境的影響

PM2.5化學(xué)組分復(fù)雜，粒徑小，在環(huán)境中停留時間長，可顯著降低大氣能見度，改變成云過程，在氣候變化中能起到重要作用[7]。PM2.5通過對光的散射效應(yīng)和吸收效應(yīng)導(dǎo)致能見度降低，使空氣變得渾濁，物體顏色發(fā)生輕微視覺變化，對生產(chǎn)、生活造成不便。公路、水路和機(jī)場能見度過低極易引發(fā)交通安全事故。空氣中漂浮的固體顆粒物多含硫酸鹽和硝酸鹽等酸性物質(zhì)，還會增加酸雨發(fā)生的概率。

3.3 對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響

PM2.5不僅會影響人們的身體健康，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也會產(chǎn)生一定的影響，有關(guān)研究顯示，嚴(yán)重的灰霾天氣會導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)25%。灰霾天氣對于農(nóng)作物生產(chǎn)的影響是一種間接影響，灰霾天氣的聚集會減少太陽輻射，減少日照時間，植物光合作用時間縮短同時灰霾成分會覆蓋到植物表面，阻滯植物呼吸，最終導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量減產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)及交通工具尾氣排放是產(chǎn)生PM2.5的重要部分，為了降低PM2.5對大氣環(huán)境的污染，政府部門會采取措施整治或關(guān)閉污染企業(yè)、限制車輛出行，這就會使當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展受到一定抑制。環(huán)境污染嚴(yán)重會對當(dāng)?shù)匦蜗笤斐捎绊懀粌H不利于旅游行業(yè)的發(fā)展，同時也會使人才引進(jìn)等相關(guān)工作滯后不前。

4 治理PM2.5污染的方法

4.1 加強(qiáng)對環(huán)境保護(hù)的重視

從很多發(fā)達(dá)國家的發(fā)展歷史中可以看到，一味追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然會對環(huán)境造成破壞，雖然在經(jīng)濟(jì)得到發(fā)展后及時加強(qiáng)對環(huán)境污染的治理，但進(jìn)展非常緩慢，改善效果不明顯。因此，在對經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃時，必須優(yōu)先考慮環(huán)境保護(hù)。

4.2 加強(qiáng)PM2.5數(shù)值的科學(xué)監(jiān)測

為了防止污染，需要時刻關(guān)注空氣質(zhì)量。根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的不同，各區(qū)域的污染情況也不盡相同，因此需要加強(qiáng)對環(huán)境中PM2.5數(shù)值的科學(xué)監(jiān)測。首先，要嚴(yán)防弄虛作假，真實的數(shù)據(jù)才能為科學(xué)的治理提供依據(jù)，堅決依法打擊弄虛作假、破壞監(jiān)測數(shù)據(jù)等違法行為。其次，運(yùn)維部門或第三方運(yùn)維企業(yè)要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求，加強(qiáng)對監(jiān)測儀器的質(zhì)量管理和質(zhì)量控制，科學(xué)運(yùn)維，確保數(shù)據(jù)真實可信;最后，管理部門要以多種形式、較高的頻率、覆蓋每臺監(jiān)測儀器甚至每個質(zhì)控措施的力度對PM2.5儀器運(yùn)維部門或第三方企業(yè)運(yùn)維企業(yè)的運(yùn)維情況進(jìn)行檢查，確保管理到位，監(jiān)控?zé)o死角[8]。

4.3 定期審查空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

以美國為例，自1971年頒布《國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》以來，對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了十多次修訂。對顆粒物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了三次重大修訂，從TSP到PM10，再到PM2.5，濃度標(biāo)準(zhǔn)逐步收緊。USEPA制定環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是基于人體健康考慮的，在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中對健康的風(fēng)險進(jìn)行評估。同時，美國政府需要對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期評估，如果有新的科學(xué)證據(jù)，要重新評估現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對健康的影響，判斷是否需要更新標(biāo)準(zhǔn)。我國可以借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗，定期對空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查，條件成熟時推出新標(biāo)準(zhǔn)，收緊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值，為PM2.5治理提供科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

4.4 全民參與環(huán)保

造成污染的因素有很多，單靠環(huán)保部門的工作無法從根源上解決污染問題，這需要整個社會的積極配合。因此，政府職能部門應(yīng)該制定出完善的環(huán)境保護(hù)管理體制，將環(huán)保概念納入到各行各業(yè)必須遵守的行業(yè)規(guī)范內(nèi)，并針對重點污染源進(jìn)行集中整治，加強(qiáng)監(jiān)督和控制。同時，要充分調(diào)動廣大群眾的積極性，聽取群眾的意見和建議，以達(dá)到全民參與環(huán)保的終極目標(biāo)。

4.5 改變能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，消耗了大量能源。2012年我國經(jīng)濟(jì)總量占世界的比重為11.6%，但消耗了全世界21.3%的能源、54%的水泥、45%的鋼。單位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍，美國的3.3倍，日本的7倍，同時高于巴西、墨西哥等發(fā)展中國家。整體來看，我國經(jīng)濟(jì)總量大，單位GDP能耗高，表明我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式仍相對粗放，依靠增加生產(chǎn)要素量的投入來擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長。鋼鐵、煤炭等高耗能、高排放產(chǎn)業(yè)是產(chǎn)生PM2.5等污染物的重要來源，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，將粗放型發(fā)展向集約型發(fā)展轉(zhuǎn)型，大力提倡供給側(cè)改革，大力發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展清潔能源等能較好的控制PM2.5的污染。

4.6 加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控

PM2.5粒徑小，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，應(yīng)注重區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。一般來說城市是空氣污染的重災(zāi)區(qū)，也是公眾關(guān)注的重點。在聯(lián)防聯(lián)控方面，應(yīng)建立統(tǒng)一規(guī)劃、監(jiān)測、監(jiān)管、評估和協(xié)調(diào)的區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作機(jī)制。依據(jù)地理和社會經(jīng)濟(jì)水平，打破界限，將全國劃分成幾個大的地理區(qū)域，設(shè)立區(qū)域辦公室進(jìn)行統(tǒng)一管理。地區(qū)環(huán)保機(jī)構(gòu)依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)，通過強(qiáng)制手段和監(jiān)控、技術(shù)改進(jìn)等方式，協(xié)調(diào)開展工作，做到全國一盤棋，而不是各自為政。

5 結(jié)語

環(huán)境問題不單單是制度問題，同時也是法律問題、道德問題。PM2.5污染由來已久，PM2.5污染的治理是一項長期而艱巨的任務(wù)，必須引起國家、社會、人民的高度重視。只有將防霾治霾理念扎根于每個人心中，才能使人們賴以生存的環(huán)境告別陰霾，使人們的生活變得更加美好。

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