PM2.5的成分特征及来源分析

于悦

摘 要：PM2.5是空气中动气动力学直径小于或等于2.5μm的悬浮颗粒物。通过对PM2.5的来源分析，发现PM2.5的产生途径大多是机动车辆尾气的排放、煤的燃烧、生物质的燃烧等。以北京地区为例，对PM2.5的观测发现，PM2.5的浓度会受到季节的影响，夏季浓度较低，冬季和春季的浓度较高，早春和冬季北方地区天气寒冷，人们需要烧煤取暖，因此，PM2.5的浓度相比其他季节要高。同时，研究数据表明在沙尘天气、交通运输高峰期扬起地面的粗颗粒物能减小PM2.5在PM10中占的比例。PM2.5浓度不仅与季节有关，而且与气压、地区的相对湿度、风速都有着密不可分的关系。

关键词：PM2.5；成分特征；来源分析

中图分类号：X831 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432210

1 对PM2.5成分特征研究分析的方法

采用PMF方法对PM2.5的成分进行研究分析，用PMF进行分析的结果都是大于等于零的，分析的结果是唯一的；PMF方法会对研究的结果进行误差分析，大大提高了研究的准确性，结果更接近现实。

2 对试验所测PM2.5成分分析

2.1 PM2.5的浓度受季节的影响

从试验所得结果可以看出，夏季PM2.5的日平均浓度为71μg/m3，超标率为15%，最高日平均度为121μg/m3，其他3个季节PM2.5的日平均浓度、超标率、最高日平均年浓度更高。现有的资料对PM2.5日平均浓度的规定，日平均浓度不得超过75μg/m3，因此，我国应该采取一定的措施降低PM2.5的浓度。虽然PM2.5的整体日平均浓度在夏季最低，但是最低日平均浓度却出现在秋冬季。夏季天气较干旱，PM2.5浓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个季节会有冷空气出现，PM2.5的浓度可以通过冷空气得到有效地缓解，能够为污染物的水平输送和扩散提供更好的条件。因此，PM2.5的日平均浓度最低出现在秋冬季是合乎常理的。

2.2 PM2.5与气压，相对湿度和风速之间的关系

从图1可以看出，PM2.5的浓度与相对湿度的相关系数都是大于零的，说明呈现正相关，并且夏季的相关系数最低，而冬季的相关系数最高。出现这种差别的原因是：夏季的降水量相对于其他季节的降水量较多，此时空气的相对湿度较平常会上升，对PM2.5的清除作用明显提高，在其他季节，空气的相对湿度较小，降水量也少，不利于PM2.5的清除，污染物比较难扩散；PM2.5无论在那个哪个季节，与风速都是呈现负相关的，从图中可以看出，在夏季负相关系数的数值最小，冬季的数值较大。这是因为冬天的风速、风力都大，对污染物的扩散与运动都有利，因此，在冬季PM2.5的浓度下降的比较明显；当气压上升时，冷空气活动加强，风力与风速也会明显加大，扩散作用相对来说比较明显，PM2.5的浓度下降明显，当气压降低时，冷空气活动较弱，风速较小，扩散作用较弱，PM2.5的浓度变化不大。

3 用PMF方法分析研究的成果

3.1 元素的分析研究

通过调查研究发现，由于日本是一个岛国，受海洋的影响较大，PM2.5中CI元素的含量居于首位，我国仅此于其后，比其他国家分析研究的结果都要高。随着我国经济的不断发展，我国各个产业快速发展，尤其是我国的钢产业的快速发展，导致污染严重，比如太原的太钢集团，由于大力发展经济，忽略了环境的治理，导致出现大面积的雾霾天气，在加上风向的影响，污染物随着风扩散到各个地方。也正是由于我国钢产业的发展，导致我国PM2.5中Fe、K、Mn的濃度相比其他国家偏高。

3.2 PM2.5中OC和EC的浓度分析

经过调查研究发现，我国PM2.5中OC和EC的含量呈现季节性的特点，秋季OC和EC的含量高，相对来说，夏季的含量低，造成这个特点的原因是秋季气温比较温和，天气较好，大气中的OC的浓度升高，OC与EC的比值增高，夏季由于降水量多，对PM2.5的冲刷作用明显，碳浓度降低。加上工业废气，机动车辆尾气的排放，污染物粒子的种类增多，碳元素的含量也上升。空气中的CO2会在适合的湿度，温度的作用下，发生光化学反应，造对空气造成二次污染。

4 PM2.5的来源分析

现在国民的生活水平提高了，随着私家车的普及，车辆尾气大量排放导致PM2.5 大增。美国的研究表明，按排放源划分的话，上路车辆占总排放量的10%，非上路车辆排放源占18%，固定源占72%。

人为直接排放，主要来源于煤炭的燃烧，汽油、柴油的大量消耗，生物质（秸秆、树枝）的大量燃烧，垃圾的不合理燃烧。PM2.5的来源还有工业的粉尘，施工现场的扬尘。大量吸烟也会导致空气污染物的增加。

自然因素有花粉的传播，真菌细菌的污染、火灾的影响。

5 PM2.5的危害

人类的身体对PM2.5没有阻拦过滤功能，也就是没有对PM2.5的屏障，这样PM2.5就会肆无忌惮地进入人类的身体，会加重呼吸道疾病，甚至会引起心血管疾病，尤其对老人和小孩的身体造成极大的危害。对血液也会造成影响，导致供血不足，出现贫血症状。

当PM2.5进入人体的时候，会携带许多病毒一起进入人类的身体，导致许多居民换上肺癌。

当孕妇吸入过多PM2.5的时候，对胎儿的发育也会造成影响，会导致婴儿的体重偏低，先天性的功能障碍，甚至还会导致人类生殖能力下降。

容易形成灰霾，当在一定的温度下，可溶性的固体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，降低了空气的可见度，不便于人类的出行，也容易发生交通事故，目前，由于灰霾而发生的交通事故数不胜数。

6 小结

通过对PM2.5的成分及来源进行分析，知道了PM2.5主要是由于化石燃料的燃烧，生物质的燃烧，汽车尾气的排放等。对PM2.5的成分进行分析，知道PM2.5当中所含有的元素，找到造成空气污染的根源，为从根源进行防治提供了可能性。

控制源头，对于一些污染严重的企业，要对他们进行革新，更新他们的设备。提倡新能源的使用，比如风能、核能、太阳能，少用化学燃料。出门少开私家车，多坐公交车，国家也要大力发展公交车系统，比如为了提高效率，可以引进快速公交系统。在施工现场以及容易发生扬尘的地方进行洒水作业。对于农业，国家应该鼓励发展绿色环保的农业，农民也应该响应国家的政策，不要露天焚烧秸秆等农作物，少使用农药，多种树。国家对于那些乱排放的企业要进行处理，并且制定相应的政策，在经济、技术上给予支持。倡导广大人民群众从自身做起，少使用塑料袋，少进行烧烤，少吃油炸食物，要敢于揭发身边污染环境的企业。

参考文献

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[2]滕恩江，胡伟，吴国平，等.中国四城市空气中粗细颗粒物元素组成特征[J].中国环境科学，1999（03）.