浅析大气中颗粒物的污染及其防治方法

2015-01-28张勇

资源节约与环保 2015年12期

张勇

（441302197506081017 广东惠州 516001）

目前，对大气中可吸入颗粒物的研究、解析及健康评价一直是热点问题，早在1996年美国开始组织“EMPACT”计划，通过环保立法关注超细颗粒物，提高民众的生存质量。美英相继开展了大气中PM2.5的物理化学表征、健康效应、大气化学过程对气候的影响等方面的研究。中国也不例外，是一个主要以煤为能源的国家，中国的形式更为严峻，需要对一次颗粒和二次颗粒进行同时控制，对二次颗粒的控制通过对前期产生的有机物NOx、硫化物和NH3进行控制，减少其排放量。通过燃煤工艺的调整、选煤和尾部烟气的处理来减少NOx和硫化物的排放量。

1 大气颗粒物的分类和来源

PM是大气颗粒物的简称，是大气中存在的各种液态和固态颗粒物质的总称。各种颗粒物均匀地、相对稳定地分散在空气中构成一个庞大的悬浮体系，又称为气溶胶体系。

大气颗粒物的划分是以空气动力学直径为基础的，可分为总悬浮颗粒物TSP（动力学直径小于或等于100μm）和可吸入颗粒物（直径小于或等于10μm）。可吸入颗粒物又分为细颗粒PM2.5和粗颗粒物PM10，最小的空气动力学直径在1μm～3μm。而超细颗粒物，通常是指PM2.5和PM10，它们分别代表空气动力学直径小于2.5μm和10μm的颗粒。根据产生原理和状态的差异，分为自然形成的气溶胶和人类活动产生的气溶胶；颗粒物根据形成方式的不同，分为一次颗粒物和二次颗粒物[1]；一次颗粒是自然产生和人类活动中直接排放到大气的污染物，二次污染物是由一次污染物和大气中的组分经过反应而产生的污染物。

1.1 自然形成的颗粒物

人类的地球是在不断运动的，一次颗粒物如植物的花粉颗粒、火山喷发的火山灰、尘扬等等。二次颗粒物如自然中产生的氮氧化物、硫氧化物和碳氢化合物相互反应生成的颗粒物。

1.2 人类生产生活产生的颗粒物

人类生产生活产生的颗粒物集中于城市，城市颗粒物污染更为严重，主要表现在以下几个方面：城市建设过程建筑工地的扬尘，汽车尾气排放的颗粒物，工业生产各种窑炉、锅炉、化工、有色金属生产产生的烟尘颗粒物，生活垃圾、生活油烟和园林绿化产生的颗粒物，各种生产和生活废物焚烧产生的颗粒物[2]，这些颗粒物不仅降低了能见度，而且在大气中很容易被人体吸收。

2 可吸入颗粒物的特性

2.1 细粒子比表面积大、吸附力强

特别有一些超细颗粒物，因为它们具有较大的比表面积，具有富集重金属、多环芳烃类、二恶英类有机物，还可以富集酸性氧化物的盐类和有害的重金属，使细粒子呈酸性。

2.2 细粒子在空气中停留时间长、传输距离远

美国研究表明，细粒子在大气中寿命长，可达数天或甚至是数月，PM2.5可达7～30天，远距离传输造成大范围污染，可以达到几百公里或几千公里，因此细粒子的污染具有很强的区域性。

2.3 细粒子富集了元素碳、有机碳和半挥发性有机物

例如生物质燃烧不完全、化石燃烧不完全产生了一系列元素碳、半挥发性有机物、有机碳富集在细粒子上。

3 大气颗粒物对人类健康的危害

随着我国经济的发展，人民生活的改善，家用机动车数量的迅速增加，使得我国大气污染的类型逐渐向煤烟和汽车尾气混合污染型发展[3]。与欧美国家相比，我国大气颗粒物污染程度是相当高的。据有关资料反映，我国大气颗粒物浓度比欧洲国家高出2～7倍，空气污染对人类健康的影响是多方面：（1）使暴露人群的免疫功能和肺功能降低，PM2.5又称为可入肺颗粒，能直接导致心血管病等疾病、改变免疫结构、改变肺功能及结构[4]。；（2）影响涉及心血管系统和呼吸系统发病率提高以及患病率的增加，早产儿和低体重儿发生率增加；（3）对于儿童来说，燃煤取暖等空气污染对儿童肺功能有明显损伤作用。