新形勢下環境工程中大氣污染的危害和治理研究

摘要：大氣污染問題日益嚴峻，已成為制約社會經濟可持續發展的重要因素。有效防控大氣污染，對保障公眾健康、改善生態環境和推動綠色發展具有重要意義。以新形勢下環境工程中的大氣污染治理為切入點，首先分析環境工程中的主要大氣污染物及危害，其次探討大氣污染治理過程中面臨的挑戰，最后提出大氣污染治理措施，旨在為環境工程領域的大氣污染防控提供理論支撐和實踐指導，助力大氣環境質量持續改善，推動生態文明建設和可持續發展目標的實現。

關鍵詞：環境工程；大氣污染；污染物危害；治理挑戰；治理措施

中圖分類號：X75；TD167 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）12-0-0356

Study on the Harm and Control of Air Pollution in Environmental Engineering under the New Situation

ZHOU Jian

（Caofeidian Port Xigang Port Co.， Ltd.， Tangshan 063200， China）

Abstract： The problem of air pollution is becoming increasingly severe and has become an important factor restricting the sustainable development of society and economy. Effective prevention and control of air pollution is of great significance for safeguarding public health， improving the ecological environment， and promoting green development. Starting from the perspective of air pollution control in environmental engineering under the new situation， this article first analyzes the main air pollutants and hazards in environmental engineering， then explores the challenges faced in the process of air pollution control， and finally proposes measures for air pollution control. The aim is to provide theoretical support and practical guidance for air pollution prevention and control in the field of environmental engineering， help to continuously improve the quality of the air environment， and promote the realization of ecological civilization construction and sustainable development goals.

Keywords： environmental engineering; air pollution; hazard of pollutants; governance challenges; governance measures

據世界衛生組織預計，全球每年約有700萬人死于空氣污染相關疾病。2023年，我國重點城市細顆粒物（PM2.5）的平均濃度為30 μg/m3，雖然較2013年下降54%，但是距離世界衛生組織建議的10 μg/m3標準仍有差距。在此背景下，深入研究環境工程中大氣污染的危害和治理對策具有重要的現實意義。

1 環境工程中的主要大氣污染物及危害

1.1 顆粒物污染

PM2.5和可吸入顆粒物（PM10）作為主要的空氣污染物，引起全社會的廣泛關注。這兩類顆粒物的來源多樣，包括工業排放、機動車尾氣、建筑施工及自然揚塵等。PM2.5的粒徑小于2.5 μm，具有較強的穿透性，能深入肺部甚至進入血液循環系統；PM10的粒徑為2.5～10.0 μm，主要沉積在上呼吸道。這些微小顆粒物不僅攜帶有害物質，還能吸附重金屬和有機污染物，對人體健康構成多重威脅。

1.2 氣態污染物

二氧化硫、氮氧化物和臭氧是環境工程領域備受關注的氣態污染物。二氧化硫主要源于含硫化石燃料的燃燒，在大氣中可轉化為硫酸鹽氣溶膠，引發酸雨并危害人體呼吸系統。氮氧化物則多由高溫燃燒過程產生，不僅直接影響人體健康，還參與光化學煙霧的形成。臭氧作為典型的二次污染物，在氮氧化物和揮發性有機物的光化學反應中生成，具有強氧化性，可損害植物葉片并刺激人體呼吸道[1]。這3種氣態污染物的協同作用加劇了大氣環境的復雜性，其危害程度往往隨著濃度、暴露時間和氣象條件的變化而變化。

1.3 有機污染物

揮發性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）主要包括烷烴、芳香烴、鹵代烴和含氧有機物等，這些化合物在常溫下易揮發或以氣態存在于大氣中。VOCs不僅會危害人體健康，還與大氣光化學反應密切相關，是形成臭氧和二次有機氣溶膠的重要前體物。長期暴露于高濃度VOCs環境中可能導致呼吸系統疾病、神經系統損傷，甚至增加癌癥風險。在生態系統中，VOCs會引起植物生長受阻、光合作用效率降低，并通過大氣沉降影響水體和土壤質量。一些VOCs還具有溫室效應，會加劇全球氣候變化。

1.4 重金屬污染

重金屬污染物主要源自工業活動、化石燃料燃燒和廢物焚燒等人為過程。鉛污染多來自冶煉廠；汞多來自煤炭燃燒和垃圾焚燒過程，其在大氣中的存在時間較長，可遠距離傳輸；砷污染則常見于采礦、冶煉和農藥使用等活動。這些重金屬進入生態系統，會對生物體造成嚴重危害。鉛影響神經系統發育，損害認知功能；汞以甲基汞形式富集于食物鏈，危及水生生態系統；砷具有致癌性，長期接觸可引發皮膚病變和多種癌癥。

2 環境工程中大氣污染治理面臨的挑戰

2.1 多種污染物協同作用的復雜性

大氣中多種污染物的協同作用不僅體現在污染物的相互轉化和二次生成過程，還表現在其對生態系統和人體健康的綜合影響上[2]。例如，如果空氣中存在大量的硫氧化物和氮氧化物，可能會形成酸雨，進而加劇水體和土壤酸化。PM2.5等顆粒物可以作為載體吸附重金屬和有機污染物，增加了污染物的毒性和持久性。

2.2 跨區域污染傳輸導致治理難度增加

污染物可以借助氣流遷移，會影響其他區域。跨區域污染傳輸加劇了不同區域間的利益沖突，阻礙了協同治理機制的建立。大氣污染物長距離輸送過程中的復雜化學反應會增加污染成因分析的難度。例如，我國京津冀地區的污染物可傳輸至長江三角洲，東南沿海地區的污染物甚至會影響鄰國。

2.3 產業結構調整的阻力

傳統高污染、高能耗產業轉型升級不僅需要投入大量資金，還可能引發就業結構變化和地方財政收入下降等連鎖反應。部分地區過度追求地區生產總值（Gross Domestic Product，GDP）增速，導致環保投入不足，甚至出現先污染后治理的現象。中小企業受限于技術和資金，難以實現清潔生產。單一企業或行業的治理效果往往難以持續。此外，環境治理成本的分攤機制尚不完善，部分企業存在“搭便車”心理，影響整體治理效果。

2.4 新技術推廣應用面臨困境

新型治污技術的研發周期長、投入大，企業往往缺乏足夠的資金支持。即便突破了技術難關，從實驗室到工業化應用仍存在巨大鴻溝。部分創新技術在小規模試點中表現良好，但推廣至大范圍應用時常遇到問題，如設備穩定性不足、運行成本過高等。此外，傳統治污設備的存量龐大，新技術難以在短期內完全取代現有系統。技術標準和評估體系滯后也制約了新技術的市場準入。地方政府和企業對新技術的認知不足、接受度低，導致創新成果難以落地。

3 大氣污染治理措施

3.1 源頭減排與清潔生產，推動產業結構優化升級

一方面，積極推動高污染、高能耗產業轉型升級，鼓勵發展戰略性新興產業和現代服務業，以減少污染物排放總量。這需要制定合理的產業政策，引導企業進行技術改造和升級，淘汰落后產能，并鼓勵企業采用清潔生產技術和工藝，從根本上減少污染物的產生。另一方面，大力推廣應用低污染、低能耗的技術和設備。可以在工業生產過程中推廣使用袋式除塵器、脫硫脫硝裝置等，并鼓勵企業采用資源循環利用技術，減少廢棄物排放。此外，應積極發展可再生能源（如太陽能、風能、水能等），加大投資力度，完善相關政策法規。

3.2 多污染物協同控制，構建一體化治理體系

一體化治理體系需要整合多種手段，協同推進。第一，基于區域實際情況，深入分析主要污染源的排放特征和相互作用，明確治理目標、重點區域和關鍵污染物，并制定分階段實施方案。第二，完善污染物排放標準體系，將多種污染物的排放控制指標納入統一的框架，并根據不同行業、不同區域的特點，實施差異化的排放控制策略[3-6]。第三，加強對重點污染源的監管，實施排污許可證制度，實時監控污染物的排放情況，確保達標排放。第三，推廣多污染物協同控制技術。例如，選擇性催化還原技術（Selective Catalytic Reduction，SCR）可以同時脫除煙氣中的氮氧化物和二氧化硫，而低溫等離子體技術則能夠有效去除多種揮發性有機物和顆粒物。此外，生物凈化技術、膜分離技術等在多污染物協同治理中展現出良好的應用前景。第四，建立區域間的信息共享和協同治理機制，共同制定區域大氣污染防治規劃，開展聯合執法行動，建立區域大氣污染預警和應急響應機制。

3.3 智能監測與精準治理，提升污染防控精細化水平

大氣污染治理可以運用物聯網、大數據、云計算等先進技術，實現對污染源的精準識別和實時監控。例如，利用高分辨率遙感技術、激光雷達技術、無人機巡航等手段，可以有效捕捉污染物的擴散軌跡和濃度變化，為污染溯源和應急響應提供科學依據[7-10]。同時，結合氣象數據、交通流量數據以及排污企業生產數據等多源異構數據，建立大氣污染預測預警模型，能夠預測未來一段時間內的大氣污染狀況，為提前采取控制措施提供指導。此外，應建立污染源排放清單，明確不同行業、不同類型污染源的排放特征，并結合受體模型分析，定量評估不同污染源對空氣質量的貢獻，從而實現“對癥下藥”。

3.4 建立區域聯防聯控機制，提高大氣污染綜合治理能力

只有建立健全區域聯防聯控機制，才能有效控制大氣污染。第一，完善區域間的信息共享平臺，實現大氣污染監測數據、排放源信息和治理措施的實時共享與交換，為區域協同治理提供數據支撐。第二，統一區域環境標準，制定統一的污染物排放標準和環境質量目標，避免地方保護主義和標準差異導致的治理效率低下。第三，通過跨區域聯合執法檢查、聯合督查等方式，加大對污染企業的監管力度，有效打擊違法排污行為[11-12]。建立區域大氣污染預警和應急響應機制也必不可少，在發生重污染天氣時，區域間應協同啟動應急預案，采取統一的減排措施，最大限度降低污染影響。第四，加強區域間的技術合作與交流，推廣先進的大氣污染治理技術和經驗，提升區域大氣污染治理能力。

4 結論

深入研究污染物特性、治理難點和創新措施，對于改善空氣質量、保障公眾健康至關重要。我國應當持續推進多學科交叉研究，完善法規政策，促進技術創新與產業升級，實現經濟發展與環境保護的協調統一，為建設美麗中國奠定堅實的基礎。

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作者簡介：周健（1987—），男，江蘇無錫人，工程師。研究方向：環境工程。