環境空氣PM2.5濃度變化特征及防治措施研究

常 娟

（山西省陽泉生態環境監測中心 山西陽泉 045000）

引言

社會工業產業發展進度提升的同時，我國環境空氣質量整體呈現一種惡化趨勢，尤其在一些一線城市，霧霾、由于環境污染導致的酸雨等極端天氣已屢見不鮮。根據我國生態環境保護局發布的《全球環境空氣質量報表》文件可知，在2019 年，我國以京津冀為代表的多個城市，每年空氣無法達到質量標準的天數在200.0 天以上，其中重度環境污染的天數占總天數的20%。對被污染的大氣環境進行取樣調查，發現造成大氣環境污染的主要原因是大氣中PM2.5濃度超出標準[1]。其中，PM2.5 又被稱為可吸入的顆粒污染物，此種顆粒物對于重金屬物質與氣態污染物具有較強的吸附作用，屬于大氣中病毒與細菌的主要傳播載體，當人體吸入過量的PM2.5 顆粒物后，人體呼吸道與肺部功能將受到影響。為了降低環境空氣中PM2.5 對人體健康造成的危害，地方科研單位采用實地考察的方式，對某地區環境空氣PM2.5 含量進行了連續監測，并希望通過此次的研究，掌握PM2.5 濃度變化特征。

以此為依據，為地方城市生態環境治理與極端霧霾天氣防治提供指示方向，實現將環境空氣中的顆粒污染物降至一個可控范圍內，避免由于大氣環境污染對人體生命健康造成的威脅。但相關此方面的工作是一個長期性工作，并不是一朝一夕即可完成的，因此，還需要在后期相關工作中，通過逐步實踐，完善現有的環境空氣PM2.5 防治方案。

1 環境空氣PM2.5 的現狀

空氣中的微生物是城市環境中最主要的一種生物物質，它與城市大氣污染、城市環境質量以及人類的身體狀況有著直接的聯系。大氣中的細菌，可以通過大氣中的細菌傳播到周圍的環境，引起人體的過敏性，對人體的健康產生很大的威脅。近年來世界各國飛速發展，無論是發展中國家還是發達國家都在該過程中飽受顆粒物空氣污染問題，也就是經常提到的環境空氣PM2.5。其中，在1952 年曾出現過的倫敦煙霧事件最為典型，曾一度導致4000 多人死亡，在20 世紀中成為重大環境災害事件之一。

世界衛生組織（WHO）“2018 年城市戶外空氣污染數據庫”顯示，年均PM2.5 濃度排名前十的城市中9 個都在印度，而印度的坎普爾市作為年均PM2.5 濃度最高的城市，其余一個在喀麥?。恢袊鴦t有58 個城市入圍年均PM2.5 濃度排名前一百的城市，印度在此排名中占有17 個名次，孟加拉國和巴基斯坦各有5 個城市以及其他9 個國家的城市。前一百名城市的PM2.5 濃度值遠超世衛組織空氣質量準則（年平均濃度PM2.5＜0ug/m3），這些城市的PM2.5 年平均濃度值均大于62ug/m3。據世界衛生組織統計，在2016 年，全世界有420 萬人的過早死亡都與城市和農村地區的環境中的空氣污染有關，暴露于直徑2.5微米或更小的顆粒物質（PM2.5）是導致這種情況的根本原因，中風、心臟病、肺癌和慢性呼吸道等疾病與這種顆粒有著密切的聯系。在當前社會中，全世界91%的人口的居住地均存在超過世衛組織空氣質量準則（年平均濃度PM10＜20ug/m3，PM2.5＜10ug/m3）的現象，顆粒物的短期或者長期暴露不僅對環境造成惡劣影響，還嚴重影響了人類的健康狀況。因此，空氣污染問題對全世界來說都是一個迫在眉睫的嚴峻問題。

2 環境空氣PM2.5 的來源與危害

PM2.5 是指環境空氣中的顆粒狀污染物，由于PM2.5 濃度過高導致的環境污染問題主要由兩個原因構成，一方面為人為因素導致，另一方面為社會自然因素導致。

前者又被劃分為固定來源與流動來源，其中固定來源是指地方工業生產單位在進行化工生產過程中，由于生產行為或組織經營行為產生的大量污染物，此種物質排入大氣中會與空氣中的水汽凝聚在一起，形成細小的顆粒物。城市的大氣污染和當地的產業結構、城市布局、地理環境、氣象條件和機動車數量有很大的關系。流動來源是指城市道路交通運輸設備在使用中，在大氣中排放的含有氧化物與硫化物，此種物質主要由尾氣造成[2]。

后者為社會自然因素，主要是指由非人為因素導致的環境空氣質量問題，包括土壤揚塵、植物花粉傳播等。除此之外，自然界中的地質災害也會導致環境空氣PM2.5 的濃度呈現一種提升趨勢。

為了實現對環境空氣PM2.5 污染現象的改善，應當對環境空氣PM2.5 的危害進行分析，具體內容如下。

（1）對人體健康的危害[3]

由于環境空氣PM2.5 物質較為特殊，人體呼吸系統無法有效地過濾這些粒徑，污染物經過人體呼吸道，達到人體心腦血管系統中，導致人體健康受到威脅，而孕婦會在環境空氣PM2.5 的影響下生產畸形胎兒。例如，環境空氣中的PM2.5 污染物中含有大量的硫化物、鉛類物質，當人體直接吸入此類物質后，會加大人體患病的發生概率，尤其一些氮氧類物質或碳氮類物質，會附著在空氣中粉塵顆粒的表面，從而誘發人類機體內部循環結構異常，導致人體出現動脈硬化、心肌梗死等疾病。同時，顆粒中含有的黑炭類物質會引發人體內細胞突變或DNA 結構損傷，當空氣中此類物質含量超出標準時，會影響到兒童身體的正常發育，從而使幼兒出現記憶力減退、行為與認知方面障礙等問題。

（2）為對空氣環境能見度的干預

當環境空氣PM2.5 超過標準值時，光的散射能力降低，天空呈現一種被遮擋狀態，此種現象稱之為霧霾。

（3）對生態氣候的負面影響

環境空氣PM2.5 能夠吸收一定的太陽光與輻射光，此時地面射出的長波受到影響，降雨過程受到干預，直接影響氣候與自然氣候。

3 環境空氣PM2.5 濃度變化特征

針對環境空氣當中的PM2.5 濃度變化特征，從縱向角度分析，利用某城市近五年的連續實測數據，將其平均濃度變化情況統計，并繪制成表。

如表1 所示。

表1 某城市近五年PM2.5平均濃度變化記錄

從表1 中統計數據可以看出，在該城市近五年時間內，其PM2.5 平均質量濃度整體呈現出不斷下降的趨勢，在第五年略有提高，總體平均濃度和標準偏差均得到降低。除此之外，從表1 中數據進一步分析得出，第三年、第四年和第五年的PM2.5 平均濃度較為接近。

通過對近幾年該城市的空氣總體平均PM2.5 濃度計算得出，這五年的平均值為44.91μg/m3，其中第四年和第五年的PM2.5 年平均濃度低于該平均值，而第一年、第二年和第三年的PM2.5 平均濃度超過該平均值。

因此，通過上述分析得出，當前PM2.5 濃度變化特征整體呈現出不斷下降的趨勢，其主要原因是當前政府及相關部門對環境污染問題的重視程度不斷提高，并提出了相應的降低PM2.5 濃度的措施。但在近幾年又出現略微上升的趨勢，其主要由于當前工業化建設和發展的水平提升速度較快，但現有環境污染治理措施的強度無法達到相關要求，因此出現了治理措施合理性不斷降低的問題產生。

4 防治措施

4.1 設置工業生產排放控制指標

在深入對環境空氣PM2.5 來源的研究中發現，其主要源頭為工業生產排放，盡管城市交通與人為因素也會在一定程度上對環境空氣PM2.5 濃度造成影響，但其他行業排放的PM2.5 均屬于低排放量，覆蓋范圍也相對較小。因此，要實現對環境空氣PM2.5濃度的有效控制，應當從源頭入手，控制工業生產的排放量，從而降低由于工業發展而導致的大氣環境污染問題[4]。

為了落實此項工作，有關單位聯合地方環境保護局發布了 《環境空氣PM2.5 濃度標準，GB2309-2018》文件，文件中明確提出了環境空氣中PM2.5 物質濃度的含量，并制定了地區環境空氣PM2.5 年平均標準與日平均標準，分別為15.0μg/m3與35.0μg/m3，此標準在國家內屬于一級標準，主要面向一、二線城市與省內代表性城市。在此基礎上，文件細化了三、四線城市與鎮級市的環境空氣PM2.5 濃度標準，分別為35.0μg/m3與70.0μg/m3，此標準屬于二級標準。隨著相關文件的制定及其在市場內的發行，也代表了我國已重視到了環境空氣治理工作的重要性。

為了滿足不同地區的工業發展，保障在經濟可持續建設的同時，提升地區的環境空氣質量，地方政府以此文件作為依據，設置了地方工業生產排放控制指標。即工業生產單位按照占地面積與年收益，可被劃分為一級單位、二級單位與三級單位，根據不同單位的生產模式與工業生產需求，地方政府再次制定了針對不同級別工業單位的每日污染物排放量指標[5]。并在每個工業生產單位的生產線與生產車間內安裝一個PM2.5 濃度傳感器，主要用于監測其生產過程中排除氣體與污染物的PM2.5 物質濃度。

在監測過程中，可將此裝置與地方環境保護局的預警系統之間建立通信連接，當工業生產單位處于正常排放量時，前端無預警，生產指示燈顯示為綠色。當工業生產單位在進行生產與組織經營過程中，違規排放了超出標準的大氣污染物，傳感器將自動根據空氣中PM2.5 濃度，進行污染物預警，此時前端發出污染預警，生產指示燈顯示為紅色。

當工業生產單位多次出現安全預警行為時，地方政府可以采取一定的措施，對其生產行為進行約束，或根據其排放的PM2.5 濃度，嚴格要求其購買污染物凈化裝置，將排出的氣體經過凈化處理后再排放。對于未經過政府允許私自改裝或加裝傳感器的工業生產單位，地方政府可以責令其停業或對其進行現金處罰。

除此之外，對于未發生監測預警，便主動安裝凈化裝置的工業生產單位，政府除了可以給予其一定的購買補助與獎勵，還可以提供企業一個生產融資渠道。例如，對于積極響應政策與制度的企業單位，政府可賦予其信譽機構的榮譽稱號，并為其提供更大規模的融資資金。

以此種方式，鼓勵工業生產的綠色化與無污染化，并在地區內成立對應的試點綠色企業，從而實現對環境空氣中PM2.5 濃度的有效控制。

4.2 健全城市綠色低碳方案

上述提出的措施屬于控制類措施，也屬于強制執行的措施之一，但要在真正意義上改善環境空氣質量問題，降低環境空氣中PM2.5 的濃度，還需要健全城市綠色低碳發展方案，樹立全民環保意識。

例如，可設立一個綠色示范城市，對于存在嚴重污染問題的城市進行機動車限制出行的舉措，鼓勵出行的居民使用自行車與公共交通汽車作為主要交通工具；及時對空氣環境濕度進行檢測，對于環境過于干燥的城市，可以調用灑水車進行城市道路灑水處理，降低交通出行導致的大氣揚塵現象；提高機動車購買單價，鼓勵有需求的城市居住群體購買電動車，并給予電動車供應商與營銷商一定的優惠政策；在城市內設定一個“無車環保日”，在此節日中，組織城市群體馬拉松賽跑活動，倡導群體綠色出行理念；冬天采用集中供暖方式，嚴厲杜絕露天焚燒行為等。

在此基礎上，為了進一步貫徹并落實城市環保理念，地方政府采用了市場調查的方式，進行了居民調查，在調查中發現，超出半數的居民尚不懂得環境空氣PM2.5 的相關概念，也沒有意識到環境空氣污染對其身體健康造成的威脅與傷害。針對此種現象，地方政府應加大對此方面的宣傳，并組織社會公益單位，利用節假日與周末進行植樹造林工作[6][7]。此外，城市保障單位可加大對“世界無煙日”的宣傳，并在宣傳過程中免費發放一次性口罩，使人們認識到與此方面相關治理工作的重要性。

總之，防治環境污染工作是一項關乎民生的工作，也是保證社會穩定發展的前提條件，因此，無論是居民個體或是地方居住群體，均應當意識到此方面工作的重要性，并且積極參與到政府與社會組織的環保活動當中，從而實現對社會環境污染問題的良好改善。

結語

本文從設置工業生產排放控制指標與健全城市綠色低碳方案兩個方面，對環境空氣PM2.5 防治措施展開了全面研究。以此種方式，提高環境空氣質量，使社會群體吸入的空氣更加“干凈”，不再讓“藍天白云”成為一種奢望?？傊?，與大氣環境質量相關的話題一直是我國的重點關注話題，也是一項與民生息息相關的話題，只有通過有效的防治措施，才能確保民生健康得到保障，也只有滿足群體對大氣環境的要求，才能使老百姓感受到幸福感。

因此，可在后續開展此方面相關工作時，由地方政府聯合環境保護單位，對環境空氣質量控制的投入力度進行持續加大，并在社區內推廣與PM2.5 相關的知識，使更多人樹立對此方面的認知。有必要的條件下，可在城市公共區域內增設空氣吸塵器，希望通過此種方式，實現對城市公共區域空氣的凈化，降低環境中PM2.5 物質的含量。