基于大气监测的城市环境治理分析

周轩宇，钱狄鑫，白 彬

（1.浙江省生态环境监测中心；2.浙江省生态环境低碳发展中心，杭州 310015）

近年来，大气污染问题成为社会关注的焦点，它不仅会威胁人体健康，还会影响社会的可持续发展。随着生态文明建设的稳步推进，我国生态环境质量逐渐改善，大气环境质量达标的城市数量持续增加，城市大气污染物浓度呈下降趋势，但大气污染问题依旧不容小觑。人类活动是城市大气污染物的主要来源，如工业生产、机动车尾气排放、锅炉燃烧等，若污染物不经处理就直接排入大气中，会增加酸雨、臭氧层破坏的发生率，造成生态危机。当前，应运用多种先进技术，对城市大气环境进行实时监测，坚持预防为主、防治结合和综合治理，积极应对大气污染问题，全面提高城市大气环境质量。

1 大气污染成分及危害

1.1 颗粒物

大气中的颗粒物通常来自工业废气、汽车尾气、煤炭燃烧、施工扬尘及气候变化等。在众多因素中，煤炭燃烧和汽车尾气是颗粒物产生的主要原因，对日常生产生活造成极大的影响[1]。一旦大气颗粒物通过呼吸道进入人体，会破坏人体免疫系统、损害心肺功能，增大呼吸道疾病、心血管疾病的发生率。不仅如此，空气中颗粒物增多且长期飘浮在高湿静态气象环境，也会引发雾霾、沙尘暴等极端天气，造成空气质量严重恶化。

1.2 臭氧

臭氧是大气污染成分之一，具有较强的氧化性，在低温环境下会发生氧化反应。城市大气臭氧污染加重，不仅会破坏生态环境，还会对人体健康构成威胁。若空气中臭氧浓度比较高，经过呼吸道进入人体，则会使人罹患头疼、胸闷、咽喉肿痛等疾病，加速人体皮肤衰老。臭氧浓度较大，也会降低土壤营养物质含量，导致农作物大幅度减产。另外，臭氧与多种有机化合物发生反应，会加速建筑墙体材料颜料褪色、汽车轮胎老化等。

1.3 氮氧化物

工业生产中，化石燃料燃烧会产生氮氧化物。氮氧化物种类很多，造成大气污染的主要是一氧化氮和二氧化氮。世界范围内，空气中氮氧化物的主要来源是天然源，但城市大气中的氮氧化物大多来自人为源[2]。空气中氮氧化物含量超标，会对人体健康造成损害。氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗呼吸系统疾病，长期吸入氮氧化物可能导致肺部构造改变。另外，氮氧化物是光化学烟雾和酸雨的重要成因。光化学烟雾具有特殊气味，可以刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见度降低。

1.4 二氧化硫

大气污染成分中，二氧化硫危害最大，其无色，但有着较强的刺激性气味。空气中二氧化硫含量超标，会诱发呼吸道感染、肺部炎症等疾病。除了对人体造成损伤，二氧化硫也会致使植物叶片脱落。此外，二氧化硫会诱发酸雨，加快建筑材料腐蚀，对建筑物造成损坏，给建筑带来安全隐患。

2 常见大气污染物监测方法

2.1 颗粒物监测

大气环境中的颗粒物一般是指悬浮颗粒物，可以借助专门的大气监测仪器设备，收集和分析城市大气中颗粒物的数量、总降尘量、分布点位及污染程度等。目前，常用的大气颗粒物监测方法主要有重量法、微量振荡天平法和β射线法。重量法是《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）推荐的颗粒物监测方法，通过天平称重明确空气中颗粒物的质量，称重准确性较高，但无法实现自动监测。微量振荡天平法利用物体固有振动频率与质量的关系来准确测定空气中颗粒物质量，能够定量，不过样品挥发性耗损较大，这也就导致颗粒物监测结果与实际相比存在偏差，该方法不适用于颗粒物污染较为严重的城市[3]。β射线法根据β射线穿过滤膜与颗粒物后的衰减来测定颗粒物质量，若监测区域气候干燥，则故障率较低，若温度较高且空气湿度大，则故障率较高。

2.2 臭氧监测

大气环境中，臭氧监测通常采用仪器测量法和化学测量法。仪器测量法是指借助专门的监测仪器设备来测定空气中臭氧浓度，而化学测量法运用化学方式将臭氧转化为氧气，根据质量守恒定律得出氧元素质量，然后结合臭氧原子结构准确分析臭氧浓度。常用的化学测量法有紫外分光光度法和化学发光法。紫外分光光度法主要通过比较分析臭氧光学性质和吸收光谱，获得监测结果。这种方法容易受到天气状况的影响，若光线太暗，则不适用于臭氧监测。化学发光法一般通过测定化学发光强度，判断反应体系中臭氧含量。目前，常用的化学发光法有普通分析法、电致分析法和生物分析法。

2.3 氮氧化物监测

城市大气中氮氧化物增多，主要源于机动车尾气排放、工业生产及煤炭燃烧等，氮氧化物排放量居高不下，会加重城市大气污染。氮氧化物监测可以采用化学法、电解法、仪器法和紫外分光光度法，为大气污染治理提供准确的数据信息。另外，光电技术可以应用于氮氧化物自动化监测和在线监测，主要有激光诱导荧光法、光纤传感法和激光雷达探测法[4]。激光诱导荧光法主要通过光电强度来测定空气中氮氧化物的浓度，灵敏度高，但造价比较高，尚未在大气监测中大规模应用。光纤传感法是指从光源发出一束光线，经光纤传感到监测位置，再传至光电探测器来测定氮氧化物浓度，其准确度和灵敏度较高，但稳定性较差。激光雷达探测法利用监测气体的分子吸收特性来测定气体浓度，该技术在大气监测中应用范围较广。

2.4 二氧化硫监测

二氧化硫是最为常见的一种刺激性硫氧化物，通常采用碘量法、电解法、红外吸收光谱法和紫外吸收光谱法进行监测。碘量法利用氨基磺酸铵混合液来吸收空气中的二氧化硫，然后使用碘标准溶液进行滴定，精准测定二氧化硫浓度。该方法监测范围广，准确性较好，技术要求较高。电解法是指大气中二氧化硫经扩散后由传感器渗透膜进入电解槽，发生氧化反应，然后参考《固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法》（HJ 57—2017）进行对比分析，确定二氧化硫浓度。该方法测定误差小，可以直接读数记录，但容易受氯化氢、氨等影响[5]。红外吸收光谱法结合物质吸收红外辐射而产生的热效变化，将其转化为电流信号，再测定二氧化硫的含量。该方法操作简单且效率高，常用于监测二氧化硫。紫外吸收光谱法是基于朗伯-比尔定律来测定气体浓度，可以进行选择性吸收，其误差小，监测范围广。

3 基于大气监测的城市环境治理措施

3.1 优化大气污染治理模式

为全面推进大气污染治理，改善城市空气质量，应结合当地大气污染情况，拟定大气监测与污染治理方案，对现有监测手段和治理模式进行优化创新。在大气污染物识别中，要根据辖区内企业类型、工业生产情况等，调查废气排放量大的企业，依照大气监测结果，判断和分析污染物类型、主要来源和污染程度，为企业提供减排指导，确保污染物排放达到相关要求[6]。对于污染问题严重的企业，要责令其进行整改，落实大气监测和污染治理。

3.2 完善大气监测体系

城市大气污染治理具有长期性，所以要建立完善的大气监测体系，明确区域大气污染程度，全面分析其变化规律及发展趋势，确保监测结果准确，为城市大气污染治理提供有效指导。随着互联网、人工智能等技术的普及与应用，要构建和优化大气监测管理系统，运用智能化监管手段，提升大气监测的有效性和连续性，促进城市大气污染治理规范化。

3.3 加强大气监测技术创新

城市大气污染治理的目的是解决大气污染问题，有效改善城市空气质量。为了提升大气污染治理的科学性和有效性，要加强大气监测技术研发，加大科研投入，大力培养创新型人才，全面提升大气监测技术水平，确保大气监测结果准确[7-9]。同时，地方政府、企业等主体要协同参与城市大气环境监测与污染治理，运用先进的大气监测技术来解决实际问题，强化大气污染治理效果，最终建立长效的大气污染治理体系。

4 结语

大气监测在城市环境治理中具有重要的作用，可以明确空气中有害气体类型、污染程度，从而制定有针对性的治理方案，有效指导大气污染治理，改善城市环境。所以，要加强大气监测技术研究，了解大气污染成分，合理运用多种监测方法，加强对颗粒物、臭氧、氮氧化物和二氧化硫等气体的监测，同时不断优化大气污染治理模式，完善大气监测体系，强化大气监测与污染治理，提高城市空气质量。