林沖
(廣安市前鋒區(qū)環(huán)境監(jiān)測站四川廣安638019)
淺析PM2.5的影響因素及對環(huán)境的危害和防治對策
林沖
(廣安市前鋒區(qū)環(huán)境監(jiān)測站四川廣安638019)
細(xì)顆粒物PM2.5又稱可入肺顆粒物,能降低能見度、減少日照、改變氣溫和降水模式、導(dǎo)致灰霾增多,對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,影響正常生活秩序。由于PM2.5具有嚴(yán)重的危害性,其防治工作逐漸成為社會各界關(guān)注的熱點,針對PM2.5的來源及影響因素,從多方面提出了相應(yīng)的防治對策。
大氣污染;PM2.5;顆粒物;灰霾
PM2.5的來源很復(fù)雜,主要來自于人為排放,包括直接排放和二次轉(zhuǎn)化生成[1]。直接排放主要來自常用燃料(煤等)的燃燒、有機(jī)物(木柴等)的燃燒、工業(yè)廢氣、汽車尾氣、揚(yáng)塵等;二次轉(zhuǎn)化生成是指由SO2、NH3、NOx和揮發(fā)性有機(jī)物等在大氣中通過光化學(xué)反應(yīng)而生成。自然過程也會產(chǎn)生少量PM2.5,如風(fēng)化成塵、沙塵暴、火山灰、森林火災(zāi)、植物花粉等。各類來源的貢獻(xiàn)率因區(qū)域不同而異。
PM2.5受季度的影響:就時間特征而言,冬春季節(jié)PM2.5超標(biāo)現(xiàn)象較夏秋季節(jié)多發(fā)且嚴(yán)重[2]。這主要是由于冬春采暖期普遍高于夏秋非采暖期,煤燃燒產(chǎn)生的一次、二次顆粒物是此時期大氣中顆粒物的主要來源,另一個原因是季節(jié)變化會引起大氣中水的含量(即濕度)改變,寒冷的冬季重金屬更容易隨水分結(jié)晶,使PM2.5中重金屬質(zhì)量濃度增加。
PM2.5受區(qū)域的影響:就地理位置而言,PM2.5超標(biāo)嚴(yán)重區(qū)域主要分布在京津冀、珠三角、長三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū),這主要是由于不同區(qū)域地形、土壤、氣候等自然條件不同,區(qū)域內(nèi)耕地、城市和建設(shè)用地的開發(fā)利用程度各異,區(qū)域發(fā)展存在個體差異,區(qū)域內(nèi)不同的人為污染源對PM2.5的質(zhì)量濃度值貢獻(xiàn)率不同等因素造成。
PM2.5受氣象條件的影響:氣象條件對PM2.5的形成和擴(kuò)散會產(chǎn)生影響,一般情況下PM2.5濃度與氣溫、相對濕度呈正相關(guān)性,與氣壓、風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)性。這主要是由于氣溫上升使氣體污染物的活性增強(qiáng),促進(jìn)了二次顆粒物的形成;使空氣對流速度加快,顆粒物的水平傳輸能力增強(qiáng);使顆粒物的布朗運(yùn)動加劇,有利于粒子轉(zhuǎn)化為集聚核模態(tài);另外,高的光照強(qiáng)度有利于光化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生而促進(jìn)二次粒子的生成,這些都會造成PM2.5濃度增加。相對濕度較高有利于大氣中氣體污染物轉(zhuǎn)化為液態(tài)、半液態(tài)以及固態(tài)細(xì)粒子;與此同時,大氣中的另一些極小粒子也能夠吸濕漲大轉(zhuǎn)化為集聚核模態(tài),從而使PM2.5濃度增加。但是,如果相對濕度過高,空氣中的水汽便開始凝結(jié)形成降雨,降雨帶來的濕沉降作用能夠沖刷大氣中的顆粒物,減少揚(yáng)塵污染,所以PM2.5濃度反而會下降。風(fēng)速越大對顆粒物的水平輸送和稀釋能力越強(qiáng),從而使PM2.5濃度變小。但風(fēng)速過大,地表的灰塵會被帶入空氣中,直接造成局部PM2.5濃度迅速升高。
PM2.5對環(huán)境具有危害作用,能降低能見度、減少日照、改變氣溫和降水模式、導(dǎo)致灰霾增多,嚴(yán)重時還會造成高速公路關(guān)閉,飛機(jī)航班取消,影響正常生活秩序。
PM2.5對灰霾天氣的影響:PM2.5是灰霾天氣的“元兇”,灰霾也稱大氣棕色云、大氣灰霾。灰霾加快了城市遭受光化學(xué)煙霧污染的提前到來,光化學(xué)煙霧是一種淡藍(lán)色的煙霧,汽車尾氣和工廠廢氣里含大量氮氧化物和碳?xì)浠衔铮@些氣體在陽光和紫外線作用下,會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生光化學(xué)煙霧,造成空氣的二次污染。
PM2.5對能見度的影響:能見度的降低主要是由于氣體分子與顆粒物對光的吸收和散射作用減弱了光信號,并由于散射作用減小了目標(biāo)物與天空背景之間的對比度而造成的。顆粒物對光的散射效應(yīng)是能見度降低的最主要因素[3],在大氣中主要是粒徑為0.1μm~1.0μm的顆粒物對光的散射作用而降低能見度。對光的吸收效應(yīng)通常是使能見度降低的第二大因素,PM2.5對光的吸收幾乎全部都是由炭黑(也稱元素碳)和含有炭黑的顆粒引起的。
PM2.5對溫度的影響:大氣中的顆粒物會直接阻擋太陽光抵達(dá)地球表面,使可見光的光學(xué)厚度增大,抵達(dá)地面的太陽能通量下降,從而使地面溫度降低,高空的溫度增高。
PM2.5對成云和降雨過程的影響:束炯教授認(rèn)為PM2.5能影響成云和降雨過程,間接影響著氣候變化。PM2.5主要是通過影響云滴形成、雨水的凝結(jié)核數(shù)量來改變成云和降雨過程。另外,PM2.5組分的酸堿性會影響降雨是酸化還是堿化,從而影響降雨的酸堿度。
針對PM2.5給環(huán)境帶來的嚴(yán)重后果,我們必須采取相應(yīng)的對策進(jìn)行預(yù)防和治理,以改善我們的居住環(huán)境。針對PM2.5污染的防治對策可以從三個層面考慮:(1)政府層面,更加重視環(huán)保工作,堅持把環(huán)境綜合治理作為重大民生工程來抓,加強(qiáng)頂層設(shè)計,完善重大政策制度,突出區(qū)域聯(lián)合防治機(jī)制,加大環(huán)境污染治理投入,全面落實《大氣污染防治行動計劃》。(2)企業(yè)層面,體現(xiàn)企業(yè)環(huán)保主體責(zé)任,實施清潔生產(chǎn),開展節(jié)能減排降耗技術(shù)升級,完善在線監(jiān)測,嚴(yán)格污染物排放,完善突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案。(3)公眾層面,形成環(huán)境法治意識,提倡綠色消費(fèi)、綠色出行,參與環(huán)境監(jiān)督。
針對重點行業(yè)(領(lǐng)域)的大氣污染的防治可以采取以下對策:(1)交通運(yùn)輸方面:在城市中優(yōu)先重視快速城市交通,步行和自行車網(wǎng)絡(luò)以及城市間的鐵路貨運(yùn)和客運(yùn);轉(zhuǎn)向更清潔的低排放車輛和燃料,包括降低了硫含量的燃料;嚴(yán)格貨運(yùn)車輛密閉運(yùn)輸管理,嚴(yán)禁超載超限運(yùn)輸,杜絕“拋、灑、滴、漏”現(xiàn)象。(2)建筑施工方面:推廣濕法作業(yè),及時清理建筑垃圾,全面覆蓋工地裸土,杜絕車輛帶泥上路、帶灰入城,做到施工現(xiàn)場“場內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化、場外景觀化”。(3)工業(yè)方面:調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),嚴(yán)控市場準(zhǔn)入條件;采用清潔的生產(chǎn)技術(shù),或?qū)嵤┕?jié)能減排降耗技術(shù)改造,減少工業(yè)污染排放;加快淘汰落后產(chǎn)能,堅決遏制產(chǎn)能過剩行業(yè)盲目擴(kuò)張。(4)發(fā)電方面:更多使用低排放燃料和可再生的無燃燒電力來源(如太陽能、風(fēng)能或水能);熱電聯(lián)產(chǎn);以及分布式能源生產(chǎn)(例如小型電網(wǎng)和屋頂太陽能發(fā)電)。(5)廢棄物管理方面:廢棄物減量、分類、回收和再利用或廢棄物后處理,以及改良生物廢棄物的管理,如通過厭氧消化廢棄物產(chǎn)生沼氣等,都是可以替代露天焚燒固體廢棄物的低成本方法。在焚燒不可避免的情況下,則必須采用嚴(yán)格控制排放的燃燒技術(shù)。
綜上所述,為了做好PM2.5污染的防治工作,需要政府、企業(yè)、公眾的共同努力,形成政府主導(dǎo)、企業(yè)主體、社會參與的環(huán)境綜合治理新格局,才能取得新成效,最終實現(xiàn)人與自然的和諧相處。
[1]田原宇,喬英云.大氣PM2.5污染的起因與控制[J].現(xiàn)代化工, 2013,33(9):1-4.
[2]陳璐,趙東風(fēng),等.環(huán)境空氣中PM2.5的分布特征及來源解析[J].現(xiàn)代化工,2013,33(9):5-8.
[3]董雪玲.大氣可吸入顆粒物對環(huán)境和人體健康的危害[J].資源產(chǎn)業(yè),2004,6(5):50-53.
林沖(1982-),男,工程師,碩士,主要從事環(huán)境保護(hù)工作。