大氣污染原因和環境監測治理技術研究

朱津玉 張凱達

（河北科技大學環境科學與工程學院 河北石家莊 050018）

引言

近年來，雖然我國大氣環境在“藍天保衛戰”的戰略支持下已有了明顯改善，但從整體來看，大氣污染仍然是嚴重威脅廣大人民群眾健康安全的重要污染問題。在此背景下，我們有必要對大氣污染的原因以及相關環境檢測治理技術展開探究討論。當大氣環境中污染成分的占比超過其健康標準時，就意味著大氣污染現象的形成。放眼我國乃至全球的自然環境實際情況來看，大氣污染均表現出了明顯的成分復雜化、源頭多樣化、危害深度化特點。

1 我國大氣污染監測治理的發展現狀

近年來，我國社會在經濟、工業、科技、農業、民生、城鎮化等多個領域均取得了傲人成績與長足發展，但與此同時，大氣污染問題也日益嚴峻，影響著廣大居民的身體健康與生存質量。在此背景下，我國開展了名為“藍天保衛戰”的長效化戰略建設，將大氣污染問題的監測與治理確立為國家未來發展的主要著力點。從2017 年戰略推行至今，我國境內的大氣污染情況已得到明顯改善，上海、北京、南京、杭州等地大氣環境的PM2.5 濃度降幅均在25%以上，治理效果十分可觀。但辯證地看，受我國改革開放時期粗放化社會建設的影響，由于大氣環境的“基礎”相對薄弱，所以大氣污染仍是當前亟待治理的緊迫性社會問題之一[1]。

2 大氣污染的主要形成原因

大氣污染是一個比較龐大的污染體系，其由飄塵污染、降塵污染、PM2.5 污染、硫氧化合物污染、氮氧化合物污染、氫氧化合物污染等多個部分構成。追溯來看，這些污染現象的形成主要與如下因素有關。

2.1 工業領域的污染因素

工業對人類社會運行發展具有重要的支撐作用，其同時也是引發大氣污染的主要元兇之一。例如，在煤礦工業領域下，相關企業在開采、轉運礦產資源的過程當中，不僅會使大量的粉塵顆粒飛揚飄散于大氣環境，還會使藏于地下的一氧化碳、二氧化硫等氣體外泄到空氣當中，繼而形成相應的大氣污染問題，對人和動植物的健康安全產生負面影響。同時，基于氣體的廣域流動性，這種影響還會隨時間推移而不斷外擴，最終形成大規模、持續性的污染濃度積累。再如，在供電、供暖等工業領域當中，若火電廠、熱電廠等企業并未做好燃料燃燒后濃煙、廢氣的脫硫、凈化等有效處理，直接將其排放到大氣環境當中，也會對當地的空氣清潔度、霧霾程度產生影響，削弱居民群眾的生活質量與健康安全。

圖1 工業廢氣

2.2 農業領域的污染因素

在農業生產中，一些農民為了促進作物的健康生長，或為了提高作物的病蟲害抵抗能力，會以水為介質，進行殺蟲劑、除菌劑、除草劑等化學農藥的大量噴灑。在此過程中，很多有毒有害的化藥成分便會隨液滴進入到大氣環境當中，進而引發相應的大氣污染現象。除此之外，在農民開展秸稈燃燒、農肥堆漚等農業活動時，也會有大量的有害物質產生并進入空氣中，進一步加劇農村地區大氣環境的污染程度。

2.3 交通領域的污染因素

隨著社會經濟水平、國民收入水平的不斷提升，我國居民的汽車保有量與日俱增，使得汽車尾氣的污染問題越來越嚴峻。據2020 年的相關調查數據顯示，在我國北京的PM2.5 污染中，機動車排放的占比已高達31%以上，一躍成為大氣污染的首要污染源。放眼我國，全境汽車總量已超過2.6 億輛，由此形成的尾氣污染勢必是持續且巨量的。在此基礎上，結合社會經驗與相關研究來看，汽車尾氣的污染物成分可多達百余種甚至數百種，且對人類的健康侵襲具有多樣性特點。例如，一氧化碳、鉛塵、氮氫化合物均可通過汽車尾氣排出。其中，當人吸入過量的一氧化碳后，其中樞神經系統會嚴重受損。當大量鉛塵隨呼吸道進入人體，其心臟、肺臟、肝臟等器官都可能發生鉛中毒癥狀，甚至引起功能衰竭，危及人的生命。而氮氫化合物主要作用于人的呼吸系統，輕則引發咽喉炎、肺炎等病癥，重則導致人體出現反射性呼吸停止，形成極大的致死風險[2]。

2.4 自然領域的污染因素

除了人類社會的生產活動以外，自然界本身的運行也會加劇大氣污染。例如，在雷擊、高溫等導致的森林火災中，大量樹木燃燒產生的濃煙進入到空氣中，勢必會提高大氣環境的粉塵顆粒濃度。再如，在火山巖漿的作用下，地層中的礦物會反應分解出二氧化硫、硫化氫等多種有毒有害成分，并最終雖火山噴發噴薄而出，進入到大氣環境當中。

3 大氣污染的環境監測治理技術

3.1 大氣污染的環境監測技術

現階段，業內常用的大氣污染環境監測技術有多種類型。例如，對于固體顆粒污染物，相關人員可采取濾膜技術進行監測。在工作中，可將40mmφ 的濾膜采樣紙作為污染物采集工具，對PM10、PM2.5 等污染物進行濃度測定。結合相關研究結果來看，通過濾膜技術開展大氣污染監測工作，監測精度可接近98%，并具備良好的可靠性與穩定性；再如，對于汽車尾氣中的氮氧化物，相關人員可依托傳感器技術，部署出汽車尾氣監測系統。在實踐投用中，該系統可對工作環境內汽車的尾氣排放量、尾氣污染成分進行精細化感知，并基于特定程序，運算得出汽車在怠速工況中的煙度指數、污染指數[3]。

3.2 大氣污染的環境治理技術

現階段，我國主要采取“源頭治理”與“末端治理”相結合的大氣污染治理模式。一方面，我國從政策戰略的角度出發，對廣大社會企業、人民群眾提出了節能減排、低碳出行等指導要求與言論號召，積極鼓勵人們多選擇步行、乘坐公共交通工具等交通出行方式，以此從源頭上弱化汽車尾氣的排放污染問題。在此基礎上，我國還著力推動新能源技術、清潔生產技術、綠色印染技術等的研發應用，以促進火電工業、紡織工業、煤炭工業等各個社會領域的低污染、低能耗發展，為“藍天保衛戰”的長效打響夯實基礎。另一方面，我國政府及社會公眾也采取了多種末端性的大氣污染治理技術手段。例如，在退耕還林、植樹造林、城市綠化等建設項目的蓬勃開展下，綠色植被可充分發揮出吸附有害物質、凈化空氣環境的作用，實現已有大氣污染的充分降低。再如，靜電除塵、脫硫降塵等技術工藝也越來越多地應用到火電廠、熱電廠等企業當中，在工業廢氣的“先處理，后排放”中發揮出了重要作用。除此之外，“炭吸附”作為一類低成本、起效快的大氣污染末端治理技術，也被廣泛地應用到了工業生產、環境保護等領域當中。將足量的活性炭布置在工業廠區與排煙系統中，能實現廢氣、濃煙中多種污染物的捕捉與聚集，從而將金屬離子、有機化合物等物質從混合氣體中分離出來，降低其在大氣環境中飄散、傳播的幾率，達到凈化有害煙氣、改善空氣質量的目的。

3.3 大氣污染的環境治理成果跟蹤

大氣污染的治理過程，在不同的時間段需要落實的工作也不同，甚至必要時要調整使用的治理方法，要確保選用的工作方法自身不存在問題，則要通過治理成果的跟蹤工作，確定目前選用的方法能否支持治理要求，當確定不能達到要求時，立即選用其他類型的技術。在環境的跟蹤中，可借助大數據直接從各個采樣站點內取得該區域的大氣污染參數，比如在某個化工廠區周圍，布置了多臺大氣環境監控設備，檢測的參數包括空氣中硫氧化物、氮氧化物、PM10、PM2.5 等，在得到了檢測結果之后，直接使用通信系統把取得的檢測參數傳遞給信息檢測與識別中心，大數據技術同時和整個省、市、自治區內的空氣探測裝置連接，滿足龐大數據的分析要求。在上傳了參數后，由云計算系統直接識別設備位置，如發現某參數超標，如PM2.5 參數高于允許值20%，且發現企業已經完全使用了目前使用的治理方法未能見效，則要使用其他方法。

3.4 大氣污染的環境治理技術調整

大氣污染的環境治理技術調整中，是否調整、能否調整、怎樣調整是需要重點研究的內容。在具體的檢查中，需要借助上文中提及的環境因素監管制度，研究目前的取得信息。

比如某供暖企業以煤炭為能量源，在冬季時發現主要采用“末端治理”方法，將廢氣進行處理后排放，發現固體顆粒物長期符合指標，但是硫氧化物長期超標，通過與企業的洽談發現針對廢氣的除硫裝置全天候運行。此時給出的治理方法是轉變成“源頭治理”為主導的處理方法，強化燃煤檢查、燃煤預處理、鍋爐結構優化等工作。

結語

總而言之，大氣污染廣泛存在于人類社會的生產生活之中，長期制約著大氣環境的質量發展。從大氣環境治理環境、治理方法和治理目的上來看，要調整“源頭治理”與“末端治理”兩種方法的投入資源，形成有側重點的治理方法選用機制，該過程必須詳盡分析目前采用的方法為何無法達到設定的管理指標。由此，在監測治理的實踐中，相關人員必須要堅持統籌兼顧、多元入手的理念，對大氣污染的類型、來源進行具體分析，并實施出源頭治理與末端治理形結合的有效手段，以達到最佳的大氣污染防控效果。