大气PM2.5中有害化学物质组成研究

2022-11-17

前言

从上世纪开始, 全世界范围内开始不断地出现严重的细颗粒物污染事件。PM2.5已经成为了影响大气环境的重要问题, 世界各国也正在开展大量的调查和研究。我市自2012年9月启动PM2.5监测以来, 对市区6个站点进行实时监测。寻找PM2.5的污染来源, 分析PM2.5污染物的组成成分, 减少PM2.5的污染已经成为了当前控制环境污染的紧要任务。

一、有关PM2.5概述

1. PM2.5的概念

PM2.5是细颗粒物的简称。PM2.5指空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中, 其在空气中含量浓度越高, 就代表空气污染越严重。

2. PM2.5的特征

与较粗的大气颗粒物相比, PM2.5粒径小, 面积大, 活性强, 易附带有毒、有害物质 (例如, 重金属、微生物等) , 且在大气中的停留时间长、输送距离远, 因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

二、PM2.5的污染现状

2011年, 美国国家航空航天局根据卫星的监测数据绘制了全球PM2.5浓度的分布图 (如图1所示) 。

根据分布图我们可以看出全球PM2.5污染最严重的地区主要分布在了我国以及中东地区, 在这些地区的许多地方, PM2.的浓度都在80μg/m3以上;而我国的其他大部门地区PM2.的浓度也都超过了15μg/m3;在欧洲大部门地区PM2.5的浓度处于20-50μg/m3;PM2.5污染较小的地区在美洲、非洲、大洋洲的广大区域。根据这张图我们可以了解到:我国的PM2.5地污染已经达到了相当严重的程度。而我市作为一个工业城市, 随着工业化进程的不断加快, 环境污染也越来越严重。对PM2.的监测, 了解PM2.5的化学组成成为了研究雾霾的重要课题, 同时也将为我市建设成为全国卫生城市和经济的可持续发展提供重要保障。

三、PM2.5的主要化学组成

PM2.5的化学组成成分主要包含三种:

1. 可溶性粒子

可溶性粒子主要包括一些酸根离子和金属离子, 比如硝酸根离子、硫酸根离子、铵根离子、氯离子、钠离子、钾离子等等。

其中, 酸根离子主要来源于化石燃料的燃烧、化肥的使用以及海水等;金属离子主要来源于植物的燃烧、海水以及工业生产等。

2. 无机元素

无机元素主要包括金属元素、自然粉尘、无机物灰尘等等。

无机元素主要来源于工业上污染气体等污染物质的排放和汽车尾气的排放以及石油燃烧等, 除此之外还有一些地表上的粉尘以及土壤中的元素。

3. 含碳物质

含碳物质主要包括有机碳、元素碳和多芳烃等等。

这些含碳物质大多来源于机动车尾气的排放, 还有一些植物的燃烧也会产生大量的含碳物质。

通过以上的分析, 也正符合我市的PM2.5监测和研究结果。我市现阶段正处在工业快速发展时期, 工业化进程的加快必然带来各种各样的问题。我市是一个重工业城市, 涵盖了汽车、钢铁、制药、电力、化工等各领域。钢铁和化工行业作为高能耗、高排放的企业必然是为PM2.5做贡献的主要源头。在煤化工生产过程中, 脱硫的效果, 硝酸尾气的处理等都是排放合格与否的关键。经研究分析在主要的PM2.5的污染源中包括了15%工业工艺排放, 10%的工业锅炉和7%的电厂污染和25%的房地产开发中地面散落的泥土而形成的粉尘污染。

四、PM2.5污染的危害

PM2.5污染的危害主要表现在对人体健康的危害和对大气能见度的影响两个方面。

1. PM2.5对人体健康的危害

据调查研究表明, 每年都会有人因为PM2.5的污染死亡。空气中每立方米的PM2.5增加10μg, 人们发生心血管疾病的概率就会增加12%, PM2.5的污染已经成为影响人类身体健康的重要因素之一。

当人体吸入颗粒物之后, 颗粒物就会随着呼吸系统进入肺部, 导致呼吸系统产生问题, 有的颗粒物还会穿透人的肺泡进入血液中, 随着血液循环进入人的心脏和大脑以及其他的器官, 对人的心脏、大脑中枢神经系统、内分泌系统、棉衣系统等造成影响, 产生疾病, 比如, 心血管疾病、呼吸道疾病、肺部感染等等。

另外, 颗粒物进入人体后还能够诱发基因产生变异导致癌症, 如果孕妇怀孕期间吸入大量的颗粒物还有可能影响胎儿的发育, 导致胎儿畸形或着一些出生缺陷和先天性疾病。

由此可见, PM2.5的污染严重危害到了人类的身体健康, 减少了人类的寿命, 更不利于人类的长期发展。

2. PM2.5对大气能见度的影响

能见度, 是反映大气透明度的一个指标, 指物体能被正常视力看到的最大距离, 也指物体在一定距离时被正常目力看到的清晰程度。大气中的颗粒物都会对大气能见度造成影响, 其中粒径小于2.5微米的粒子影响是最大的。

PM2.5浓度的高低是影响大气能见度的重要因素之一, 颗粒物主要通过对光的散射、吸收和折射作用, 使光信号减弱, 甚至在颗粒物的浓度特别大的时候还会改变天空的颜色, 是天空变得昏暗。

当大气的能见度较低的时候, 则会阻碍人们的出行, 造成交通阻塞, 甚至出现交通事故, 影响社会的正常秩序, 还间接地威胁人们的安全。研究表明, 在大气能见度较低的时候, 人们的心理也会受到影响, 容易产生负面的情绪, 同样会产生巨大的危害。

除此之外, 颗粒物对光的散射、吸收和折射作用还会改变当地的气温, 对大气的循环产生影响, 从而造成天气的变化。

五、治理pm2.5的措施

1. 建立完善的监测PM2.5的体制

一些西方国家在很早就已经建立了监控PM2.5浓度的体系, 并且制定了对空气中颗粒物浓度的限定标准。我国在效仿西方国家的同时, 要应该基于我国的具体国情制定完善的监控体系。在我国, 各地区的经济发展、环境污染程度不尽相同, 再加上各地区在技术、人员、设备、经费等方面也存在着较大的差异, 所以我国应根据各地区的实情, 循序渐进, 逐步建立PM2.5的监测体制。而我市在工业化进程不断加快的过程中也及时的应用了PM2.5的实时监测系统, 为提供PM2.5污染提供了准确的数据保障、监管力度和治理对策。

2. 推行新型能源, 提高能源利用效率

机动车尾气排放是造成我国PM2.5浓度增高的主要原因之一, 所以提高能源的利用效率, 规定汽车尾气排放标准则是我国治理PM2.5的有效措施。

在提高能源利用效率的同时, 还要加强新型能源的开发和使用, 减少燃油和煤燃料等传统燃料的使用, 大力推广和发展天然气、太阳能、生物燃料等清洁能源。

3. 调整产业结构, 形成合理布局

(1) 加强在PM2.5治理方面资金、技术、人员和设备的投入, 提高有关部门和人员对PM2.5治理的重视。

(2) 对重污染的企业进行搬迁或者重组改造, 对企业废水、废气等污染物的排放制定严格的限制标准。

(3) 大力引进国外在PM2.5治理方面积累的经验和先进的技术。

(4) 鼓励人们大量植树种草, 增加植被的覆盖率。

(5) 对房地产开发启动严格的监督机制。施工道路应保持平整, 设立施工道路养护、维修、清扫专职人员, 保持道路清洁, 运行良好。在无雨干燥天气、运输高峰时段, 应对施工道路适时洒水, 利用洒水车进行喷水降尘。

(6) 严格限制和监督农民燃烧农作物的秸秆, 鼓励农民修建沼气池, 将农作物的秸秆再利用。

结束语

目前, PM2.5的污染问题亟待解决。国家和有关部门绝对不能松懈, 一定要加强对PM2.5的监测, 及时地采取治理措施, 调整产业结构, 减少煤炭等重污染能源的使用, 发展新型能源, 提高能源的利用效率, 既有利于保护人们的身体健康, 又有利于减少环境的污染, 为经济和社会的发展提供良好的环境和基础。

摘要：随着工业的迅速发展, 大气环境的污染也变得越来越严重, 而颗粒物的污染问题也开始引起大众的关注, 尤其是细颗粒污染物的污染, 也就是公众熟知的PM2.5。本文将针对PM2.5中有害化学物质的组成进行分析, 从而为解决大气中PM2.5的污染提出探究性的措施和行之有效的建议。

关键词：大气,PM2.5,有害化学物质