城市大氣細顆粒物污染源識別與治理措施分析

摘要：隨著城市化進程的加快，細顆粒物（PM2.5）污染成為全球大氣污染的主要問題。PM2.5嚴重危害了空氣質量、生態環境及人體健康。以某城市大氣PM2.5的時段變化特征為研究基礎，分析城市大氣PM2.5的主要污染源及其識別方法，重點介紹了源解析模型、空氣質量監測等技術在污染源識別中的應用，并探討了源頭控制、末端治理以及城市綠化等治理措施。

關鍵詞：城市污染；大氣細顆粒物；污染源識別

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）03-0-03

Analysis of Identification and Control Measures for Urban Atmospheric Fine Particle Pollution Sources

HE Yujing

（Yangzhou Yizheng Environmental Monitoring Station， Yangzhou 211400， China）

Abstract： With the acceleration of urbanization， fine particulate matter （PM2.5） pollution has become the main problem of global air pollution. PM2.5 seriously endangers air quality， ecological environment， and human health. Based on the temporal variation characteristics of atmospheric PM2.5 in a certain city， this study analyzes the main sources of urban atmospheric PM2.5 pollution and their identification methods. It focuses on the application of source apportionment models， air quality monitoring and other technologies in pollution source identification， and explores measures such as source control， end of pipe treatment， and urban greening.

Keywords： municipal pollution; atmospheric fine particulate matter; identification of pollution sources

城市大氣細顆粒物（PM2.5）作為重要的環境污染物，成為影響城市生態環境和公共健康的關鍵因素。城市大氣PM2.5來源復雜，涵蓋了交通排放、工業廢氣、建筑揚塵等領域，且受氣象條件、地理位置等因素的交互作用影響。PM2.5污染加劇了空氣質量惡化，因此有效識別污染源并制定針對性的治理措施是改善大氣環境質量的主要任務。

1 城市大氣PM2.5污染源識別方法

1.1 源解析模型法

源解析模型法結合數學分解模型將復雜的污染源特征分解，詳細分析大氣中PM2.5的化學成分，揭示不同污染源對污染物濃度的貢獻[1-2]。本次研究中，應采集具有代表性的PM2.5樣品，使用化學組分分析技術精確測定樣品中的離子、重金屬元素、有機碳和元素碳等成分，得到詳細的化學特征譜。隨后，結合污染源成分指紋特征，采用正定矩陣因子分解模型，將觀測到的顆粒物濃度矩陣分解為潛在污染源因子及其貢獻權重，最終確定不同污染源的貢獻比例。

1.2 空氣質量監測

以2023年3月14日08：00至3月15日09：00，某城市大氣PM2.5的時段變化特征為研究基礎，基于空氣質量監測數據，繪制的PM2.5質量濃度變化趨勢如圖1所示。

由圖1可知，08：00—09：00，PM2.5濃度出現上升，在40 μg/m3以上，隨后在10：00—12：00時出現明顯下降，最低接近27 μg/m3。12：00—17：00，PM2.5濃度呈現出相對平穩的波動趨勢，濃度維持在27～32 μg/m3。

17：00后，PM2.5濃度開始持續上升，并在20：00達到53 μg/m3，顯示出夜間污染物累積現象，可能與晚高峰交通排放增加及大氣擴散條件轉差有關[3]。21：00—23：00，PM2.5濃度逐漸下降，隨后在00：00—04：00維持較低水平，最低濃度接近20 μg/m3。此階段的PM2.5濃度下降可能與夜間人類活動減少和大氣條件有利于污染物擴散有關。從04：00開始，PM2.5濃度呈現逐步上升趨勢，并在08：00達到50 μg/m3，說明此時段的污染物積累與早晨交通排放密切相關。整體來看，PM2.5濃度的變化呈現出早晚高峰明顯、晝夜差異較大的特點，表明交通排放、工業活動以及大氣擴散條件是影響PM2.5濃度變化的重要因素。

2 城市大氣PM2.5治理措施

城市大氣PM2.5治理措施包括源頭控制、末端治理和城市綠化3個方面。

2.1 源頭控制

2.1.1 控制交通污染

交通排放的PM2.5主要源于機動車尾氣、道路揚塵及非道路機械設備等，其中機動車尾氣是PM2.5的重要組成部分。因此，必須加強對城市道路交通的科學管理與精細化調控，重點針對交通密集區域實施污染源控制。

交通引導方面，應根據城市道路交通流量和空氣質量監測數據，實時調整交通流向與車速，以緩解高峰時段的交通擁堵。在高污染天氣及交通高峰期，可以靈活調整紅綠燈周期，優化車流優先級，促使車輛快速通過交叉口，縮短停滯時間，進而減少尾氣排放[4]。對于特定時段和重點區域，可考慮實施限行政策，限制高排放、老舊車輛的通行。在冬季或重污染天氣時段，應采取分時段或區域限行措施，以降低交通對大氣質量的負面影響。同時，政府可以出臺相應的激勵政策，促進新能源汽車和低排放車輛的使用。結合大數據分析與智能交通系統，實時監測車輛行駛狀況，優化道路資源配置，進一步提高交通效率與環保效果。

2.1.2 控制工業污染

在排放源控制上，應通過優化生產工藝和使用低排放技術來減少顆粒物的產生。例如，應引導企業使用低污染燃料替代傳統的煤炭和重油，逐步推廣天然氣、電力等清潔能源的應用。對于工業廢氣中的二氧化硫、氮氧化物等成分，必須采取脫硫、脫氮等措施，減少二次污染物的形成，進一步降低大氣PM2.5濃度。針對工業污染源，應適當地選擇布袋除塵器、靜電除塵器等高效除塵設施，確保工業企業的顆粒物排放得到有效控制。在冶金、建材、化肥以及化工等高污染行業，重點推廣低污染工藝、綠色生產技術應用，并利用工業廢氣回收和利用技術，循環使用廢氣，減少污染物的排放。針對工業園區內集中的污染源，可以借助區域協同治理，集中處理廢氣和污水，降低整體排放負荷。

2.1.3 控制建筑施工

為有效降低施工過程中揚塵對空氣質量的影響，應嚴格實施“六個百分比”管理措施。一是確保施工現場100%圍擋，施工現場中的硬質圍擋應連續設置，城區主要路段工地圍擋高度不低于2.5 m，一般路段不低于1.8 m，做到堅固、平穩、整潔、美觀。二是裸土100%覆蓋，施工過程中所有裸露的土方必須及時覆蓋，避免風力作用下揚起塵土。在土方作業完成后，應立即覆蓋裸土，防止長時間暴露帶來環境污染。三是所有出入施工場地的車輛必須100%進行沖洗，施工場地應設置車輛沖洗平臺并配備高壓水槍，徹底清洗車輛，確保車輛在離開工地時不會帶出泥沙污染周邊道路。四是施工現場道路100%硬化，所有施工路面應采用瀝青、混凝土或其他密封性好的材料進行硬化，以確保施工車輛行駛時不會揚起塵土。五是拆除工程100%灑水，施工現場應配備專人負責衛生保潔，每天應進行兩次灑水降塵，遇到干旱和大風天氣時要增加灑水頻次，確保拆除過程中無浮塵飛揚。六是渣土運輸車輛必須100%密閉運輸，所有運輸車輛的車廂應加裝密閉蓋板，防止土方、沙粒等污染物在運輸過程中泄漏。

2.2 末端治理

2.2.1 安裝空氣凈化設備

空氣凈化設備的核心原理是借助物理、化學和生物過程去除空氣中的PM2.5等污染物。常見的設備包括高效空氣過濾器、靜電除塵器、光催化氧化裝置等。安裝空氣凈化設備時，需要根據區域空氣污染特征選擇合適的設備類型及處理能力。例如，在交通密集的路段，由于機動車尾氣排放產生的PM2.5濃度較高，空氣流動速度較快，因此可以選用高效空氣過濾系統；而在重工業密集的工業區，空氣中的顆粒物粒徑較大，且可能伴有氮氧化物、揮發性有機物等其他有害氣體，則可以采用靜電除塵器和氣體處理裝置相結合的方式，綜合空氣凈化。

2.2.2 建立環境監測網絡

建立環境監測網絡必須從多個維度進行系統規劃與實施。在監測網絡的布局上，應選擇交通密集區、工業園區、建筑施工場地以及居民區等具有代表性的區域，確保能夠呈現污染源的多樣性與區域分布特點。監測站點的選擇應考慮到氣象條件、地理環境、污染物擴散規律等因素，利用地理信息系統分析，優化站點分布與監測密度，以提高監測數據的準確性。為確保大氣PM2.5的實時監測與高精度測量，監測網絡應配備高靈敏度的光學傳感器、離子色譜儀及粒子計數器等高端的自動化設備，進行24 h不間斷監測。監測數據應經過無線傳輸系統實時上傳至數據中心并進行存儲與分析。基于多源數據融合與高效算法，能夠精準識別PM2.5污染的主要來源，并高精度預警污染時段與區域，提出針對性的治理措施。在數據共享與透明度方面，監測數據應向社會公開，利用開放數據平臺向政府、科研機構及公眾提供實時空氣質量信息，以增強公眾的環保意識。

2.3 城市綠化

在城市規劃過程中，應明確綠地空間的比例和布局，結合城市人口密度、氣候條件及污染源分布，科學劃定綠地優先建設區域。對于高污染區域和城市熱島效應嚴重的地段，優先建設大型公園、綠帶和城市森林，確保綠地與道路、交通樞紐等關鍵區域形成有效連接。在綠地建設過程中，可以選擇耐污染、吸附能力強的植物進行大規模栽種，從而高效吸附空氣中的PM2.5，減少懸浮顆粒物。針對高密度的城市區域，屋頂綠化和立體綠化等形式能夠有效拓展綠化空間，并在高空層面發揮空氣凈化的作用。為最大化綠地的凈化效益，綠化建設應與城市污水處理系統和雨水收集系統等基礎設施相結合，利用植物根系吸收污染物，并通過植物的蒸騰作用促進空氣濕度調節。

3 結論

基于源解析模型和空氣質量監測方法，能夠準確識別污染源并量化其貢獻，為制定差異化治理措施提供科學依據。源頭控制、末端治理與生態修復相結合，形成了系統的治理框架。全方位的治理策略和系統性技術手段能夠為改善城市大氣質量提供持續動力。

參考文獻

1 羅曉鵬.海南省大氣污染源解析與控制策略[J].清洗世界，2024（9）：124-126.

2 郝軍偉.宜興東南部區域春季大氣細顆粒物在線源解析[J].當代化工研究，2024（16）：74-76.

3 黃愛柳.麻江縣細顆粒物（PM2.5）污染狀況及防治措施[J].黑龍江環境通報，2024（4）：13-15.

4 馮亞龍，王 瑋.石家莊市冬防期細顆粒物污染特征及源解析[J].河北工業科技，2023（5）：397-406.