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浅析PM2.5的影响因素及对环境的危害和防治对策

时间:2024-07-28

林冲

(广安市前锋区环境监测站四川广安638019)

浅析PM2.5的影响因素及对环境的危害和防治对策

林冲

(广安市前锋区环境监测站四川广安638019)

细颗粒物PM2.5又称可入肺颗粒物,能降低能见度、减少日照、改变气温和降水模式、导致灰霾增多,对环境造成严重污染,影响正常生活秩序。由于PM2.5具有严重的危害性,其防治工作逐渐成为社会各界关注的热点,针对PM2.5的来源及影响因素,从多方面提出了相应的防治对策。

大气污染;PM2.5;颗粒物;灰霾

1 PM2.5的来源

PM2.5的来源很复杂,主要来自于人为排放,包括直接排放和二次转化生成[1]。直接排放主要来自常用燃料(煤等)的燃烧、有机物(木柴等)的燃烧、工业废气、汽车尾气、扬尘等;二次转化生成是指由SO2、NH3、NOx和挥发性有机物等在大气中通过光化学反应而生成。自然过程也会产生少量PM2.5,如风化成尘、沙尘暴、火山灰、森林火灾、植物花粉等。各类来源的贡献率因区域不同而异。

2 PM2.5的影响因素

PM2.5受季度的影响:就时间特征而言,冬春季节PM2.5超标现象较夏秋季节多发且严重[2]。这主要是由于冬春采暖期普遍高于夏秋非采暖期,煤燃烧产生的一次、二次颗粒物是此时期大气中颗粒物的主要来源,另一个原因是季节变化会引起大气中水的含量(即湿度)改变,寒冷的冬季重金属更容易随水分结晶,使PM2.5中重金属质量浓度增加。

PM2.5受区域的影响:就地理位置而言,PM2.5超标严重区域主要分布在京津冀、珠三角、长三角等经济发达的地区,这主要是由于不同区域地形、土壤、气候等自然条件不同,区域内耕地、城市和建设用地的开发利用程度各异,区域发展存在个体差异,区域内不同的人为污染源对PM2.5的质量浓度值贡献率不同等因素造成。

PM2.5受气象条件的影响:气象条件对PM2.5的形成和扩散会产生影响,一般情况下PM2.5浓度与气温、相对湿度呈正相关性,与气压、风速呈负相关性。这主要是由于气温上升使气体污染物的活性增强,促进了二次颗粒物的形成;使空气对流速度加快,颗粒物的水平传输能力增强;使颗粒物的布朗运动加剧,有利于粒子转化为集聚核模态;另外,高的光照强度有利于光化学反应的发生而促进二次粒子的生成,这些都会造成PM2.5浓度增加。相对湿度较高有利于大气中气体污染物转化为液态、半液态以及固态细粒子;与此同时,大气中的另一些极小粒子也能够吸湿涨大转化为集聚核模态,从而使PM2.5浓度增加。但是,如果相对湿度过高,空气中的水汽便开始凝结形成降雨,降雨带来的湿沉降作用能够冲刷大气中的颗粒物,减少扬尘污染,所以PM2.5浓度反而会下降。风速越大对颗粒物的水平输送和稀释能力越强,从而使PM2.5浓度变小。但风速过大,地表的灰尘会被带入空气中,直接造成局部PM2.5浓度迅速升高。

3 PM2.5对环境的危害

PM2.5对环境具有危害作用,能降低能见度、减少日照、改变气温和降水模式、导致灰霾增多,严重时还会造成高速公路关闭,飞机航班取消,影响正常生活秩序。

PM2.5对灰霾天气的影响:PM2.5是灰霾天气的“元凶”,灰霾也称大气棕色云、大气灰霾。灰霾加快了城市遭受光化学烟雾污染的提前到来,光化学烟雾是一种淡蓝色的烟雾,汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物,这些气体在阳光和紫外线作用下,会发生光化学反应,产生光化学烟雾,造成空气的二次污染。

PM2.5对能见度的影响:能见度的降低主要是由于气体分子与颗粒物对光的吸收和散射作用减弱了光信号,并由于散射作用减小了目标物与天空背景之间的对比度而造成的。颗粒物对光的散射效应是能见度降低的最主要因素[3],在大气中主要是粒径为0.1μm~1.0μm的颗粒物对光的散射作用而降低能见度。对光的吸收效应通常是使能见度降低的第二大因素,PM2.5对光的吸收几乎全部都是由炭黑(也称元素碳)和含有炭黑的颗粒引起的。

PM2.5对温度的影响:大气中的颗粒物会直接阻挡太阳光抵达地球表面,使可见光的光学厚度增大,抵达地面的太阳能通量下降,从而使地面温度降低,高空的温度增高。

PM2.5对成云和降雨过程的影响:束炯教授认为PM2.5能影响成云和降雨过程,间接影响着气候变化。PM2.5主要是通过影响云滴形成、雨水的凝结核数量来改变成云和降雨过程。另外,PM2.5组分的酸碱性会影响降雨是酸化还是碱化,从而影响降雨的酸碱度。

4 PM2.5污染的防治对策

针对PM2.5给环境带来的严重后果,我们必须采取相应的对策进行预防和治理,以改善我们的居住环境。针对PM2.5污染的防治对策可以从三个层面考虑:(1)政府层面,更加重视环保工作,坚持把环境综合治理作为重大民生工程来抓,加强顶层设计,完善重大政策制度,突出区域联合防治机制,加大环境污染治理投入,全面落实《大气污染防治行动计划》。(2)企业层面,体现企业环保主体责任,实施清洁生产,开展节能减排降耗技术升级,完善在线监测,严格污染物排放,完善突发环境事件应急预案。(3)公众层面,形成环境法治意识,提倡绿色消费、绿色出行,参与环境监督。

针对重点行业(领域)的大气污染的防治可以采取以下对策:(1)交通运输方面:在城市中优先重视快速城市交通,步行和自行车网络以及城市间的铁路货运和客运;转向更清洁的低排放车辆和燃料,包括降低了硫含量的燃料;严格货运车辆密闭运输管理,严禁超载超限运输,杜绝“抛、洒、滴、漏”现象。(2)建筑施工方面:推广湿法作业,及时清理建筑垃圾,全面覆盖工地裸土,杜绝车辆带泥上路、带灰入城,做到施工现场“场内标准化、场外景观化”。(3)工业方面:调整优化产业结构,严控市场准入条件;采用清洁的生产技术,或实施节能减排降耗技术改造,减少工业污染排放;加快淘汰落后产能,坚决遏制产能过剩行业盲目扩张。(4)发电方面:更多使用低排放燃料和可再生的无燃烧电力来源(如太阳能、风能或水能);热电联产;以及分布式能源生产(例如小型电网和屋顶太阳能发电)。(5)废弃物管理方面:废弃物减量、分类、回收和再利用或废弃物后处理,以及改良生物废弃物的管理,如通过厌氧消化废弃物产生沼气等,都是可以替代露天焚烧固体废弃物的低成本方法。在焚烧不可避免的情况下,则必须采用严格控制排放的燃烧技术。

5 结语

综上所述,为了做好PM2.5污染的防治工作,需要政府、企业、公众的共同努力,形成政府主导、企业主体、社会参与的环境综合治理新格局,才能取得新成效,最终实现人与自然的和谐相处。

[1]田原宇,乔英云.大气PM2.5污染的起因与控制[J].现代化工, 2013,33(9):1-4.

[2]陈璐,赵东风,等.环境空气中PM2.5的分布特征及来源解析[J].现代化工,2013,33(9):5-8.

[3]董雪玲.大气可吸入颗粒物对环境和人体健康的危害[J].资源产业,2004,6(5):50-53.

林冲(1982-),男,工程师,硕士,主要从事环境保护工作。

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