PM2.5的成分特征及來源分析

于悅

摘 要：PM2.5是空氣中動氣動力學直徑小于或等于2.5μm的懸浮顆粒物。通過對PM2.5的來源分析，發現PM2.5的產生途徑大多是機動車輛尾氣的排放、煤的燃燒、生物質的燃燒等。以北京地區為例，對PM2.5的觀測發現，PM2.5的濃度會受到季節的影響，夏季濃度較低，冬季和春季的濃度較高，早春和冬季北方地區天氣寒冷，人們需要燒煤取暖，因此，PM2.5的濃度相比其他季節要高。同時，研究數據表明在沙塵天氣、交通運輸高峰期揚起地面的粗顆粒物能減小PM2.5在PM10中占的比例。PM2.5濃度不僅與季節有關，而且與氣壓、地區的相對濕度、風速都有著密不可分的關系。

關鍵詞：PM2.5；成分特征；來源分析

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432210

1 對PM2.5成分特征研究分析的方法

采用PMF方法對PM2.5的成分進行研究分析，用PMF進行分析的結果都是大于等于零的，分析的結果是唯一的；PMF方法會對研究的結果進行誤差分析，大大提高了研究的準確性，結果更接近現實。

2 對試驗所測PM2.5成分分析

2.1 PM2.5的濃度受季節的影響

從試驗所得結果可以看出，夏季PM2.5的日平均濃度為71μg/m3，超標率為15%，最高日平均度為121μg/m3，其他3個季節PM2.5的日平均濃度、超標率、最高日平均年濃度更高。現有的資料對PM2.5日平均濃度的規定，日平均濃度不得超過75μg/m3，因此，我國應該采取一定的措施降低PM2.5的濃度。雖然PM2.5的整體日平均濃度在夏季最低，但是最低日平均濃度卻出現在秋冬季。夏季天氣較干旱，PM2.5濃度只有在夏季雨水后才能得到有效地改善，而春季、秋季、冬季3個季節會有冷空氣出現，PM2.5的濃度可以通過冷空氣得到有效地緩解，能夠為污染物的水平輸送和擴散提供更好的條件。因此，PM2.5的日平均濃度最低出現在秋冬季是合乎常理的。

2.2 PM2.5與氣壓，相對濕度和風速之間的關系

從圖1可以看出，PM2.5的濃度與相對濕度的相關系數都是大于零的，說明呈現正相關，并且夏季的相關系數最低，而冬季的相關系數最高。出現這種差別的原因是：夏季的降水量相對于其他季節的降水量較多，此時空氣的相對濕度較平常會上升，對PM2.5的清除作用明顯提高，在其他季節，空氣的相對濕度較小，降水量也少，不利于PM2.5的清除，污染物比較難擴散；PM2.5無論在那個哪個季節，與風速都是呈現負相關的，從圖中可以看出，在夏季負相關系數的數值最小，冬季的數值較大。這是因為冬天的風速、風力都大，對污染物的擴散與運動都有利，因此，在冬季PM2.5的濃度下降的比較明顯；當氣壓上升時，冷空氣活動加強，風力與風速也會明顯加大，擴散作用相對來說比較明顯，PM2.5的濃度下降明顯，當氣壓降低時，冷空氣活動較弱，風速較小，擴散作用較弱，PM2.5的濃度變化不大。

3 用PMF方法分析研究的成果

3.1 元素的分析研究

通過調查研究發現，由于日本是一個島國，受海洋的影響較大，PM2.5中CI元素的含量居于首位，我國僅此于其后，比其他國家分析研究的結果都要高。隨著我國經濟的不斷發展，我國各個產業快速發展，尤其是我國的鋼產業的快速發展，導致污染嚴重，比如太原的太鋼集團，由于大力發展經濟，忽略了環境的治理，導致出現大面積的霧霾天氣，在加上風向的影響，污染物隨著風擴散到各個地方。也正是由于我國鋼產業的發展，導致我國PM2.5中Fe、K、Mn的濃度相比其他國家偏高。

3.2 PM2.5中OC和EC的濃度分析

經過調查研究發現，我國PM2.5中OC和EC的含量呈現季節性的特點，秋季OC和EC的含量高，相對來說，夏季的含量低，造成這個特點的原因是秋季氣溫比較溫和，天氣較好，大氣中的OC的濃度升高，OC與EC的比值增高，夏季由于降水量多，對PM2.5的沖刷作用明顯，碳濃度降低。加上工業廢氣，機動車輛尾氣的排放，污染物粒子的種類增多，碳元素的含量也上升。空氣中的CO2會在適合的濕度，溫度的作用下，發生光化學反應，造對空氣造成二次污染。

4 PM2.5的來源分析

現在國民的生活水平提高了，隨著私家車的普及，車輛尾氣大量排放導致PM2.5 大增。美國的研究表明，按排放源劃分的話，上路車輛占總排放量的10%，非上路車輛排放源占18%，固定源占72%。

人為直接排放，主要來源于煤炭的燃燒，汽油、柴油的大量消耗，生物質（秸稈、樹枝）的大量燃燒，垃圾的不合理燃燒。PM2.5的來源還有工業的粉塵，施工現場的揚塵。大量吸煙也會導致空氣污染物的增加。

自然因素有花粉的傳播，真菌細菌的污染、火災的影響。

5 PM2.5的危害

人類的身體對PM2.5沒有阻攔過濾功能，也就是沒有對PM2.5的屏障，這樣PM2.5就會肆無忌憚地進入人類的身體，會加重呼吸道疾病，甚至會引起心血管疾病，尤其對老人和小孩的身體造成極大的危害。對血液也會造成影響，導致供血不足，出現貧血癥狀。

當PM2.5進入人體的時候，會攜帶許多病毒一起進入人類的身體，導致許多居民換上肺癌。

當孕婦吸入過多PM2.5的時候，對胎兒的發育也會造成影響，會導致嬰兒的體重偏低，先天性的功能障礙，甚至還會導致人類生殖能力下降。

容易形成灰霾，當在一定的溫度下，可溶性的固體融入水中由于各方面的原因形成液滴，由于液滴的存在，加上光的反射，折射，降低了空氣的可見度，不便于人類的出行，也容易發生交通事故，目前，由于灰霾而發生的交通事故數不勝數。

6 小結

通過對PM2.5的成分及來源進行分析，知道了PM2.5主要是由于化石燃料的燃燒，生物質的燃燒，汽車尾氣的排放等。對PM2.5的成分進行分析，知道PM2.5當中所含有的元素，找到造成空氣污染的根源，為從根源進行防治提供了可能性。

控制源頭，對于一些污染嚴重的企業，要對他們進行革新，更新他們的設備。提倡新能源的使用，比如風能、核能、太陽能，少用化學燃料。出門少開私家車，多坐公交車，國家也要大力發展公交車系統，比如為了提高效率，可以引進快速公交系統。在施工現場以及容易發生揚塵的地方進行灑水作業。對于農業，國家應該鼓勵發展綠色環保的農業，農民也應該響應國家的政策，不要露天焚燒秸稈等農作物，少使用農藥，多種樹。國家對于那些亂排放的企業要進行處理，并且制定相應的政策，在經濟、技術上給予支持。倡導廣大人民群眾從自身做起，少使用塑料袋，少進行燒烤，少吃油炸食物，要敢于揭發身邊污染環境的企業。

參考文獻

[1]邵龍義，時宗波，黃琴.都市大氣環境中可吸入顆粒物的研究[J].環境保護，2000（01）.

[2]滕恩江，胡偉，吳國平，等.中國四城市空氣中粗細顆粒物元素組成特征[J].中國環境科學，1999（03）.