大氣細顆粒物PM2.5的污染特征及防治對策

沙晶晶

（蘇州吳環環保技術服務有限公司，江蘇 蘇州 215000）

PM2.5是指環境空氣中空氣動力學當量直徑未超過2.5微米的顆粒物，也可將其稱之為細顆粒物、入肺顆粒物。PM2.5并不是指某一種污染物，其成分較為復雜，來源多樣化，是由大量的不同化學組分所組成的具有可變性的大氣污染物。以PM2.5為代表的大氣細顆粒物對人體的危害很大，同時，大氣細顆粒物還會降低城市的大氣能見度。在許多城市的空氣污染中，可吸入顆粒物已成為第一因素物。2012年，我國對環境空氣質量標準進行修改，對PM2.5的濃度限值予以明確規定，旨在減少細顆粒物給人體帶來的不利影響，保證城市具有良好的能見度，提高城市空氣質量。這一類細顆粒物很難被肉眼發現，具有很強的掩蔽性，來源復雜，很難查找具體源頭。因此，我們要仔細分析PM2.5的污染特征，便于制定有效的防治對策。

1 大氣細顆粒物PM2.5的來源

大氣細顆粒物PM2.5的形成方式有以下幾種。首先，以固態的形式排出一次粒子；其次，在高溫條件下，以氣態形式排出，在煙羽的稀釋和冷卻過程中逐漸凝結，直至成為固態一次可凝結粒子；再次，由氣態前體污染物通過大氣化學反應生成二次粒子。目前，影響城市空氣質量的因素比較多，比如煤炭燃燒形成的煙塵、建筑施工產生的揚塵、汽車排放的尾氣、秸稈焚燒等。

大氣細顆粒物PM2.5的濃度變化主要受到污染源和氣象條件的影響，而空氣質量的好壞與氣象條件密切相關。風的速度對PM2.5的擴散速度影響很大，從水平擴散方向來看，風速越快，PM2.5就會借風勢而迅速擴大影響范圍；反之若風速較小，細顆粒物就不容易分散，其濃度會不斷上升。通常，若氣壓場逐漸減弱，風速逐漸減小，但相對濕度卻有所增加時，細顆粒物不會進一步擴散，其濃度越來越高，不斷積累，從而造成嚴重的大氣污染[1]。到了春季，風速較快，氣壓場強大，此時，細顆粒物很容易在較強的風速中迅速擴散，從而形成沙塵暴天氣，同樣會產生較為嚴重的大氣污染。

2 大氣細顆粒物PM2.5的危害

2.1 對人體的影響

20世紀80年代以后，人們開始重視對大氣顆粒物PM2.5的研究，將其與人的身心健康相結合，分析其對人體帶來的影響。PM2.5會輕松進入人的呼吸道，從而誘發呼吸系統疾病，比如肺炎、氣喘等。如果某地區的顆粒物污染水平比較高，則人群死亡率會有所增加。

2.2 對大氣能見度的影響

大氣能見度與PM2.5息息相關，大氣顆粒物雖然占比很小，但其對城市空氣質量帶來的影響卻十分深遠。大氣顆粒物對光的散射與吸收程度直接決定大氣能見度。從光的吸收效應來看，PM2.5的所有吸收效應均由碳黑和含有碳黑的顆粒物所形成，在其作用下，大氣的消光度增長幅度很快，人的視野因此被縮小，由于能見度降低，人們的身心健康也會受到影響，同時，能見度還會對車輛行駛安全造成影響[2]。

2.3 對氣候的影響

大氣細顆粒物對氣候會形成間接的影響，比如會對成云和降雨過程造成影響。雨水中的凝結核主要源于海水中的鹽分和細顆粒物PM2.5。有時PM2.5的濃度過高，會影響雨滴的大小，導致白云、藍天愈發不常見；有時PM2.5會導致凝結核的數量增加，從而增加雨滴數量。此外，我國各大城市的霧霾天氣越來越頻繁，與大氣細顆粒物同樣密切相關，它使得溫度與降水模式發生變化，使霧霾天氣成為一種普遍現象。

3 PM2.5的污染特征

3.1 時間變化特征

PM2.5的濃度變化在每天的不同時間段呈現出典型的雙峰型。大氣細顆粒物的高峰值主要在城市交通高峰階段出現，這一階段的車輛很多，排放出大量尾氣，容易產生逆溫現象，導致污染物不能在第一時間順利擴散，濃度越來越高，直至達到一個高峰值。從季節變化的角度來看，PM2.5濃度的分布主要以U型為主，具體來講，冬季的空氣污染比夏季的空氣污染更加嚴重。此外，一旦氣候發生變化，PM2.5的濃度也會隨之發生變化。如果降雨較少，氣候比較干燥，PM2.5的濃度會不斷提升。北方到了一年一度的采暖季節，需要耗費大量的煤炭用以供暖，PM2.5的濃度也會迅速飆升。

3.2 空間變化特征

在不同的城市，PM2.5的濃度也有所不同，通常，我國北方城市的PM2.5濃度更高，而長三角和珠三角地區的PM2.5濃度較低，空氣質量更好。由于地形、地貌不同，各地環境、氣候多有不同，PM2.5的污染情況也呈現出較大的差異性，而且其濃度變化與上述因素密切相關。如果某地區人口比較密集，氣候比較濕潤，有大量的工廠，汽車保有量也較大，那么這一地區的空氣污染現象往往比較嚴重。另外，受到城市熱島效應的影響，城市的大氣污染會更加嚴重，這是因為PM2.5的空間分布情況會受到這一效應的影響，相比之下，農村的大氣污染情況好于城市。

4 大氣細顆粒物PM2.5的檢測分析

根據，《環境空氣 PM10和PM2.5的測定 重量法》（HJ 618-2011）[3]、環境空氣中顆粒物（PM10和PM2.5）β射線法自動監測技術指南》（HJ 1100-2020）[4]等，目前大氣細顆粒物PM2.5的檢測分析方法包括重量法、微量振蕩天平法、β射線吸收法、光散射法等。

4.1 重量法

采用重量法對PM2.5進行監測時，技術人員主要利用采樣器和濾膜對細顆粒物進行截留，確定樣本后，采用天平對采樣前后的重量進行對比和計算，可獲得PM2.5的濃度。技術人員要合理選擇濾膜，對其精細度進行合理控制；要根據顆粒的直徑，確定截留的數量，否則會影響截留的樣本數量。總之，采用這種方法對PM2.5進行監測，不僅安全可靠，而且準確性更高，操作比較方便。目前，技術人員開始使用更加先進的自動化測量儀對細顆粒物進行檢測，不僅可以實現基本稱重，還能實現采集自動化，提高稱重結果的自動化水平與準確性。

4.2 微量振蕩天平法

技術人員可使用微量振蕩天平法采集樣本，其中濾芯、空心玻璃管是常用的工具。技術人員可將玻璃管的粗頭進行固定，在細頭處安裝濾芯，當空氣從粗頭經過后，再從細頭流出時，就可被濾芯所截留。在電場的作用下，細頭位置會發生振蕩現象，工作人員根據振蕩的頻率，對PM2.5進行收集，然后展開自動化監測。在使用這一方法時，需要較強的環境穩定性，因此在實際工作中很少采用這一方法。

4.3 β射線吸收法

采用β射線吸收法時，技術人員首先要收集相應的樣品，通過照射β射線，使其穿過顆粒物和濾紙，從而出現衰減，根據衰減程度與PM2.5重量之間的關系，可進一步計算其重量。該方法可自動化計算PM2.5的重量，并對細顆粒物展開不間斷的自動化監測。如果對精度的要求不高，可使用這一方法進行監測。

4.4 光散射法

目前，業內人士已順利研發出相應的光散射監測設備，通過這一設備可測定光散射情況，然后計算出細顆粒物的濃度。在實際使用中，環境對光的散射能力和細顆粒物濃度之間的比例關系會造成較大的影響，因此使用換算公式難以獲得準確的計算結果，需不斷修整計算方式，其檢測結果的準確性有待進一步提升。

5 大氣細顆粒物PM2.5污染防治對策

5.1 重視工業污染源治理，加強重點行業管控

作為大氣細顆粒物PM2.5的主要來源，燃煤產生的煙氣造成的污染不容忽視。一旦任由其排放到空氣之中，會導致大氣中二氧化硫、二氧化碳的濃度增加，在適宜的氣象條件下，硫酸鹽、溫室氣體濃度也會因此提升，造成二次粒子的濃度增加。基于此，相關部門要對燃煤塵進行有效控制，首先要調整產業結構，限制高污染、高耗能產業發展，加強對高新技術產業的開發，減少工業燃煤鍋爐的使用量，推進煤改氣，開發使用清潔能源。其次，積極推進工業向開發區集中，促進產業集聚，實現專業化分工，使產業鏈更加完整，保證企業嚴格按照節能減排的要求進行生產，使用高效廢氣治理方式，避免污染物超標排放，保證空氣質量得到改善；加強對陶瓷和鋼鐵、水泥等重點行業的管理與控制力度，嚴格規范工業企業的生產行為，執行錯峰生產，對廢氣排放情況進行嚴格監管；加強對加油站的監督與管理，檢查油氣裝置的排放情況，一旦發現其不符合規范，就要及時進行處罰；定期對機油和汽油進行抽樣檢查，禁止售賣不達標的油品；開通健全的監管通道，激發市民參與監督的積極性和主動性，鼓勵其舉報違規操作的企業，有效控制污染源[5]。

5.2 控制機動車排氣污染

作為PM2.5的另一重要來源，在各大城市中，汽車尾氣排放變得越來越普遍。汽車尾氣中包含細顆粒物、一氧化碳、石油烴廢氣等，這些物質均為嚴重的污染物，在陽光的照射下，還會發生二次反應，產生的污染物與尾氣混合后會形成光化學煙霧。從源頭上控制汽車尾氣的排放首先要發揮出交通、環保等相關部門的作用，對城市機動車進行嚴格的監督和管理，對機動車尾氣排放進行動態抽樣檢測，避免超標車輛上路；加強推廣新能源汽車，進一步減少尾氣排放的污染源，降低PM2.5的排放數量與濃度；大力推行公交、地鐵出行方式，減少私家車的使用量，實現綠色出行；加強對公共交通行業的投入，構建完善的公共設施與公交網絡體系，使更多人能夠充分踐行綠色生活方式，節約能源。

5.3 加強綠色生態建設，開展精細化管理

相關部門要高度重視控制揚塵污染，加大治理力度，融入綠色生態理念，開展綠化建設，對城市進行有效治理；要充分發揮濕地的作用，完善濕地功能，避免對濕地資源造成破壞，構建城市周邊永久性綠帶防護圈，通過土地生態恢復的方式，對顆粒物排放源進行有效控制，對裸地進行有效的綠化和硬化處理[6]；如果部分地區的植被有限，就要采取有效的防塵防沙措施，同時，禁止焚燒秸稈和露天焚燒垃圾的行為。

融入精細化管理理念，相關部門要加強對建筑工程的管理與控制，要求企業綠色施工，實時化監督與控制施工過程，在運輸材料時，嚴格控制揚塵，及時灑水，將灰塵沖洗干凈；重視對報廢機動車的管理，采用完善的交通系統對黃標車進行監督，加大處罰力度，對市區重型貨車的行車路線進行合理規劃，嚴格控制重型車輛穿行情況[7]；加強對煙花、燒紙等行為的管理和控制；對露天燒烤行為進行規范，要求市民在規定的區域內進行燒烤；從立法層面入手，對違規操作、破壞環境、浪費能源等行為進行嚴格規范，通過多種處罰方式提高市民的思想覺悟，使其能夠積極主動參與到環境保護之中，自覺規范行為；定期向社會公示排放監管的成果，主動接受市民的監督，對監管成果進行分析，明確監管方向，改進監管中存在的不足。

5.4 制定污染物排放新標準

相關部門要制定污染物排放新標準，確定新標準后，需確保各類工業生產企業嚴格按照新標準執行；定期采集排放氣體的樣本，并對其進行檢測；對企業的行為進行嚴格規范，建立激勵、約束和懲罰機制，相關部門要為企業建立檔案，隨時更新檔案內容。

5.5 優化產業結構,發展清潔能源

各地區要積極對產業結構進行調整，引進先進的生產技術，及時淘汰落后產能，減少不必要的能源消耗，有效控制環境污染。企業要積極響應國家節能減排的要求，優化生產過程，引進清潔生產技術，避免PM2.5的排放量超標。同時，企業要保證各項資源得到有效利用，減少資源浪費，要積極打造循環經濟模式，提升企業的綜合效益；進一步完善能源結構，重視清潔能源的開發與利用。在我國的工業生產中，煤炭是非常重要的能源，同時，燃油是機動車的主要動力。傳統的煤炭和燃油在燃燒中會釋放許多有害氣體，對環境造成嚴重污染。因此，要大力開發核電、光電、太陽能等清潔能源，減少對傳統燃料的使用，減少顆粒物的產生，減少二氧化硫、溫室氣體排放帶來的污染。

5.6 構建監測網絡

首先，相關部門應因地制宜，設置專門的PM2.5監測點，打造健全的監測網絡，對大氣細顆粒物進行分階段與分區域監測，保證數據真實、準確，具有一定的時效性；其次，地方政府要對各單位的工作情況進行監督，保證工作人員嚴格按照要求開展工作，促進信息及時傳輸與共享，彼此形成合力，共同開展大氣污染治理工作，改善大氣環境質量。

6 結語

綜上所述，由于PM2.5對人的身心健康和城市大氣環境造成很大威脅，因此，我們需采取有效的對策進行治理。我們要進一步完善相關法律法規，打造健全的監測網絡體系，調整產業結構，優化能源結構，合理控制汽車尾氣，重視綠色生態建設，充分做到以人為本，創造健康、宜居的環境。