PM2.5的分布特征及治理方法研究

谢瑞加

摘要：随着中国社会经济的不断发展，人们的生活水平日益提高，社会及大众对空气环境的质量愈加重视。PM2.5作为灰霾的主要成分，是衡量空气质量优劣的一个重要指标，越来越受到重视。特别是2013年以来，大陆中东部反复出现灰霾天气，给工业生产、交通运输和群众的健康带来了不良的影响。针对PM2.5的危害及相关治理方法进行了分析探讨，为治理大气污染提供可鉴之处，同时也为国家生态文明建设贡献一份力量。

关键词：细颗粒物;来源及组成;危害;治理方法

中图分类号：X513

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）4-0127-03

1 引言

目前，我国空气污染形势严峻，典型特征为高浓度的PM25，约有80%的城市PM2.5超标，不能达到环境空气质量新标准（GB3095 - 2012）。观测结果表明，2013年全国74个重点监测城市PM2.5年均浓度为72μg/m³，仅拉萨、海口、舟山3个城市达标，达标比例为4.1%。2014年74城市PM2.5年均浓度较2013年下降11.1%，但仅8个城市空气质量达标，仍有近90%城市未达标。东部地区PMz.s污染形势尤为严峻，京津冀是PM2.5污染最严重区域。大气细颗粒污染引起的人体健康风险引起了政府和公众的广泛关注，已然成为跨疆域尺度的社会事件。本研究拟通过分析细颗粒物的来源、组成、时间分布特征及危害，提出治理方法，以期加深公众对PM2.5的认识，同时为PM2.5的治理提供一定参考。

2 PM2.5的来源、成分及时间分布特征

2.1 PM2.5的概念

PM的全称为“Particulate Matter”，也就是平时所说的颗粒物，PM2.5也称细颗粒物，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 μm的颗粒物[1]。

2.2 PM2.5的来源

研究表明，PM2.5是由排入空气中的一次微粒和气态污染物通过化学转化而形成的二次微粒。PM2.5在自然过程中会产生一些，但大部分是因为人为排放造成的。自然过程的排放主要包括火山喷发后的残留物、风吹起的土壤尘、植被燃烧后的残渣、海盐等。人为排放主要包括机动车尾气排放、燃煤（包括民间散煤和工业集中燃烧）、工业工艺源、道路和工业扬尘、生物质燃烧、垃圾焚烧、餐饮油烟等。

2.3 PM2.5的组成成分

在PMz.s组成上，硫酸盐、硝酸盐和铵盐构成的无机盐类（sulfate，nitrate and ammonium salt，SNA）與有机物（organic matter，OM），以及粉尘为主要成分。研究表明，北京、上海、广州和西安PM2.5中有机物占到30%～48 %[2]，二氧化硫（S02）、氮氧化物（NO_x）和挥发性有机物（ VOCs）经过化学转化形成的二次组分是PM2.5的主要组成。通过对PM2.5中重金属形态进行分析，发现其中各金属元素的化学形态差异较大，锌、锰等主要分布在可溶态与可交换态，镍、铜主要分布在有机质、氧化物和硫化物结合态。

2.4 灰霾天气的时间分布特征

在每年的春冬季节，灰霾天气的发生频率较高，在冬春寒冷季节，人们取暖与做饭会消耗大量的燃料，同时，由于这一季节的气压高、气温低、边界层高度低、气候干燥、降水少、风速小、大气逆温情况常见、日照时间短等，各类污染物不易沉降，这就很容易导致大气中的各类大气污染物堆积，继而形成灰霾天气。在每年的夏季与秋季，灰霾天气是很少的，究其根本原因，是由于在夏秋季节、太阳辐射大、气温高、边界层高度高，空气对流旺盛，大气中的各类污染物很容易扩散，同时，在降水因素的影响下，气溶胶粒子数量会大量的减少，基本上不会出现灰霾天气。

3 PM2.5的危害

3.1 对人体的危害

PM2.5能长时间滞留在大气中，输送距离远，粒径小，表面积又大于PMio，极易富集空气中的毒害物质，比如：各种酸性氧化物、有毒重金属、细菌、霉菌、病菌、挥发性有机物VOC、多环芳烃PAH等，并且由于其空气动力学直径≤2.5 μm，它不仅可以进入鼻腔咽喉更是可以进入肺泡沉积或人体血液循环，对人体健康尤其是呼吸系统和血液循环系统具有明显损害作用[3-6]

3.2 对环境的影响

PM2.5化学组分复杂，粒径小，在环境中停留时间长，可显著降低大气能见度，改变成云过程，在气候变化中能起到重要作用[7]。PM2.5通过对光的散射效应和吸收效应导致能见度降低，使空气变得浑浊，物体颜色发生轻微视觉变化，对生产、生活造成不便。公路、水路和机场能见度过低极易引发交通安全事故。空气中漂浮的固体颗粒物多含硫酸盐和硝酸盐等酸性物质，还会增加酸雨发生的概率。

3.3 对经济发展的影响

PM2.5不仅会影响人们的身体健康，对于农业生产也会产生一定的影响，有关研究显示，严重的灰霾天气会导致农作物减产25%。灰霾天气对于农作物生产的影响是一种间接影响，灰霾天气的聚集会减少太阳辐射，减少日照时间，植物光合作用时间缩短同时灰霾成分会覆盖到植物表面，阻滞植物呼吸，最终导致农作物产量减产。工业生产及交通工具尾气排放是产生PM2.5的重要部分，为了降低PM2.5对大气环境的污染，政府部门会采取措施整治或关闭污染企业、限制车辆出行，这就会使当地经济发展受到一定抑制。环境污染严重会对当地形象造成影响，不仅不利于旅游行业的发展，同时也会使人才引进等相关工作滞后不前。

4 治理PM2.5污染的方法

4.1 加强对环境保护的重视

从很多发达国家的发展历史中可以看到，一味追求经济发展必然会对环境造成破坏，虽然在经济得到发展后及时加强对环境污染的治理，但进展非常缓慢，改善效果不明显。因此，在对经济发展进行规划时，必须优先考虑环境保护。

4.2 加强PM2.5数值的科学监测

为了防止污染，需要时刻关注空气质量。根据经济发展情况的不同，各区域的污染情况也不尽相同，因此需要加强对环境中PM2.5数值的科学监测。首先，要严防弄虚作假，真实的数据才能为科学的治理提供依据，坚决依法打击弄虚作假、破坏监测数据等违法行为。其次，运维部门或第三方运维企业要严格按照相关规范要求，加强对监测仪器的质量管理和质量控制，科学运维，确保數据真实可信;最后，管理部门要以多种形式、较高的频率、覆盖每台监测仪器甚至每个质控措施的力度对PM2.5仪器运维部门或第三方企业运维企业的运维情况进行检查，确保管理到位，监控无死角[8]。

4.3 定期审查空气质量标准

以美国为例，自1971年颁布《国家环境空气质量标准》以来，对该标准进行了十多次修订。对颗粒物标准进行了三次重大修订，从TSP到PM10，再到PM2.5，浓度标准逐步收紧。USEPA制定环境空气质量标准，是基于人体健康考虑的，在标准制定过程中对健康的风险进行评估。同时，美国政府需要对标准进行定期评估，如果有新的科学证据，要重新评估现有标准对健康的影响，判断是否需要更新标准。我国可以借鉴国外的先进经验，定期对空气质量标准进行审查，条件成熟时推出新标准，收紧相关标准限值，为PM2.5治理提供科学的标准依据。

4.4 全民参与环保

造成污染的因素有很多，单靠环保部门的工作无法从根源上解决污染问题，这需要整个社会的积极配合。因此，政府职能部门应该制定出完善的环境保护管理体制，将环保概念纳入到各行各业必须遵守的行业规范内，并针对重点污染源进行集中整治，加强监督和控制。同时，要充分调动广大群众的积极性，听取群众的意见和建议，以达到全民参与环保的终极目标。

4.5 改变能源结构，发展清洁能源，转变发展方式

改革开放以来，我国经济持续高速增长，消耗了大量能源。2012年我国经济总量占世界的比重为11.6%，但消耗了全世界21.3%的能源、54%的水泥、45%的钢。单位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍，美国的3.3倍，日本的7倍，同时高于巴西、墨西哥等发展中国家。整体来看，我国经济总量大，单位GDP能耗高，表明我国经济发展方式仍相对粗放，依靠增加生产要素量的投入来扩大生产规模，实现经济增长。钢铁、煤炭等高耗能、高排放产业是产生PM2.5等污染物的重要来源，转变发展方式，将粗放型发展向集约型发展转型，大力提倡供给侧改革，大力发展资源节约型、环境友好型高新技术产业，大力发展清洁能源等能较好的控制PM2.5的污染。

4.6 加强区域联防联控

PM2.5粒径小，可实现远距离传输，应注重区域联防联控。一般来说城市是空气污染的重灾区，也是公众关注的重点。在联防联控方面，应建立统一规划、监测、监管、评估和协调的区域大气污染联防联控工作机制。依据地理和社会经济水平，打破界限，将全国划分成几个大的地理区域，设立区域办公室进行统一管理。地区环保机构依据有关法律法规，通过强制手段和监控、技术改进等方式，协调开展工作，做到全国一盘棋，而不是各自为政。

5 结语

环境问题不单单是制度问题，同时也是法律问题、道德问题。PM2.5污染由来已久，PM2.5污染的治理是一项长期而艰巨的任务，必须引起国家、社会、人民的高度重视。只有将防霾治霾理念扎根于每个人心中，才能使人们赖以生存的环境告别阴霾，使人们的生活变得更加美好。

参考文献：

[1]中华人民共和国环境保护部，国家质量监督检验检疫总局.环境空气质量标准：GB 3095 - 2012 [S].北京：中国环境科学出版社，2 012.

[2]Huang Y，Ling Z H， Lee S C，et al.Characterization of volatileorganic compounds at a roadside environment in Hong Kong： Aninvestigation of influences after air pollution control strategies[J].Atmospheric Environment， 2015， 122：809—818.

[3]孙兆彬，陶燕，崔甍甍，等.北京地区奥运会期间PM2.5对心脑血管疾病的影响[J].中国环境科学，2015， 35（11）：3481～3488.

[4]李友平，刘惠芳，周 洪，等.成都市PM2.5中有毒重金属污染特征及健康风险评价[J].中国环境科学，2015，35 （7）：2225 ～2232.

[5] Huang X F，Sun T L，Zeng L W， et al.Black carbon aerosol char-acterization in a coastal city in South China using a single particlesoot photometer [J]. Atmospheric Environment， 2012（51）： 21 ～28.

[6]陈仁杰，陈秉衡，阚海东.大气细颗粒物控制对我国城市居民期望寿命的影响[J].中国环境科学，2014， 34（10） ：2701～2705.

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[8]李立忠，朱璐，金焰，等.黄石市大气颗粒物的特征分析[J].中南民族大学学报（自然科学版），2017（4）：14—16.