PM2.5污染源分析與控制

【摘要】近年來(lái)，我國(guó)不少城市經(jīng)常出現(xiàn)灰霾天氣，不僅能見(jiàn)度低，而且易發(fā)呼吸道等疾病。相關(guān)文獻(xiàn)及研究已證實(shí)灰霾天氣與PM2.5密切相關(guān)，本文對(duì)PM2.5污染來(lái)源進(jìn)行分析，并探討了其污染控制措施。

【關(guān)鍵詞】PM2.5；污染源；控制

PM2.5是指懸浮在空氣中的細(xì)顆粒物，其空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5。2011年末美國(guó)駐華大使館公布了北京PM2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)重超標(biāo)的消息，PM2.5開(kāi)始引起人們的關(guān)注。2013年初全國(guó)多地持續(xù)大范圍霧霾天氣，而且越來(lái)越多的研究顯示PM2.5與霧霾天氣密切相關(guān)[1]。當(dāng)PM2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)居高不下時(shí)，醫(yī)院呼吸道病人就診率也急劇增加。研究證實(shí)PM2.5可通過(guò)呼吸道到達(dá)并聚集在肺泡表面，引起肺氣腫等疾病，PM2.5中的可溶物質(zhì)經(jīng)血液循環(huán)系統(tǒng)到達(dá)全身部位，引起心血管系統(tǒng)、細(xì)胞組織、免疫系統(tǒng)等破壞，從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的疾病。因此，必須采取有效措施控制PM2.5污染，然而要控制PM2.5污染首先必須弄清PM2.5的來(lái)源，本文對(duì)此進(jìn)行了分析，并探討了控制PM2.5的措施。

1、PM2.5污染源分析

1.1 PM2.5形成機(jī)制

根據(jù)目前認(rèn)識(shí)，PM2.5形成方式主要有兩種：一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是指直接排出的固態(tài)粒子，或者高溫氣態(tài)排出、經(jīng)冷凝為固態(tài)粒子。二次顆粒物是由氣態(tài)前體污染物（如SO2、NOx和NH3等）經(jīng)過(guò)多相化學(xué)反應(yīng)形成的顆粒物。

1.2 PM2.5來(lái)源分析

一次顆粒物分為天然源和人為源兩類(lèi)。天然源主要來(lái)源于土壤塵粒、風(fēng)沙塵、海鹽粒子、植物花粉等。人為源主要來(lái)自化石燃料（煤、油、氣等）飛灰、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣塵、工業(yè)粉塵和生物質(zhì)燃燒飛灰、道路揚(yáng)塵等。二次顆粒中的氣態(tài)物質(zhì)有SO2、NOx、VOC等，來(lái)源極為復(fù)雜，一般認(rèn)為來(lái)自燃料燃燒、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣、工業(yè)生產(chǎn)、商住區(qū)餐飲等。PM2.5的成分一般包括無(wú)機(jī)成分、有機(jī)成分、元素碳、微量重金屬元素等，其組成和數(shù)量與各個(gè)國(guó)家、地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)及管理方式有關(guān)。

我國(guó)東部地區(qū)PM2.5污染較為嚴(yán)重。根據(jù)中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站公布的《2013年上半年京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角區(qū)域及直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市空氣質(zhì)量報(bào)告》，2013年上半年全國(guó)74個(gè)城市PM2.5濃度范圍在24μg/m3～172μg/m3，平均值為76μg/m3。按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）年平均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值35μg/m3衡量，74個(gè)城市中僅有4個(gè)達(dá)標(biāo)，不合格比率達(dá)到94.6%。PM2.5污染最嚴(yán)重地區(qū)為京津冀地區(qū)，半年平均值為115μg/m3，其次為長(zhǎng)三角地區(qū)，半年平均值達(dá)到69μg/m3；珠三角地區(qū)半年平均值也有44μg/m3。從上述情況看，南北差異較大，緯度較高的地區(qū)比低緯度地區(qū)污染更嚴(yán)重，這可能與工業(yè)結(jié)構(gòu)、采暖燃煤量、綠化覆蓋率、降水量等有關(guān)。

許多研究者對(duì)PM2.5污染源及貢獻(xiàn)率進(jìn)行了研究，但針對(duì)同一城市的研究結(jié)果也往往差別較大。目前，主要有兩種研究方法，一是根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；二是通過(guò)采樣分析進(jìn)行確定。前一種方法宏觀上比較容易判斷不同行業(yè)污染源的貢獻(xiàn)率，但對(duì)二次顆粒的計(jì)算較為困難；后一種方法可以分析二次污染的比例，但對(duì)PM2.5來(lái)源分析有較多的不確定性。北京市是PM2.5污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，據(jù)王躍思、安娜等人近期研究，汽車(chē)尾氣、燃煤和工業(yè)排放是PM2.5的主要貢獻(xiàn)者，貢獻(xiàn)率超過(guò)50%；其次是地面揚(yáng)塵、面源排放等[2]。柯釗躍[2]在廣州市天河區(qū)某小學(xué)操場(chǎng)采樣并分析了PM2.5來(lái)源，離子組成中SO42-占比是59%，NO3-為28%，NH4+為5%，Cl-是3%，其他離子5%。由于SO42含量較高，該區(qū)域PM2.5主要來(lái)源于燃煤和和生物質(zhì)燃燒，而海洋鹽粒和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣居次，而有報(bào)告[3]稱廣州流動(dòng)源貢獻(xiàn)超過(guò)了固定源，可見(jiàn)PM2.5來(lái)源的復(fù)雜性。就我國(guó)目前情況看，貢獻(xiàn)比較大的污染源是燃煤排放、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣、工業(yè)排放、道路揚(yáng)塵、生物質(zhì)燃燒等幾項(xiàng)。一線城市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量增長(zhǎng)快，而且絕對(duì)數(shù)量大，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣對(duì)PM2.5貢獻(xiàn)率大，增長(zhǎng)也快；二三線城市很多屬于煤煙型城市，其燃煤排放的貢獻(xiàn)率更高一些。

2、PM2.5污染源控制措施

2.1 轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推動(dòng)結(jié)構(gòu)調(diào)整

改革開(kāi)放30多年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化水平顯著提高，不僅成為名符其實(shí)的“世界工廠”，GDP也躍居世界第二，然而在GDP快速增長(zhǎng)的背后環(huán)境壓力也越來(lái)越大。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中，高能耗的化工、建材、冶金等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使能源供應(yīng)緊張，同時(shí)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)又以煤炭為主，大量燃煤不僅大量排放SO2、NOx，而且造成嚴(yán)重PM2.5污染。調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)就是要控制高能耗產(chǎn)業(yè)規(guī)模，以低能耗的高新產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來(lái)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

能源結(jié)構(gòu)中煤炭比重太大是大氣環(huán)境治理難度大的一個(gè)重要原因，比起天然氣、太陽(yáng)能等清潔能源，煤炭燃燒引起的PM2.5污染要嚴(yán)重的多，所以控制PM2.5就必須減少煤炭比重。另外，還應(yīng)積極研究開(kāi)發(fā)煤炭清潔技術(shù)，降低每噸煤炭的排污量。大力發(fā)展低污染公共交通，控制機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量，并且采用先進(jìn)的燃燒技術(shù)，提高燃油效率，以減少污染排放。

2.2 健全相關(guān)法律，加強(qiáng)污染治理

現(xiàn)行《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》還有很多缺點(diǎn)和不足，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，對(duì)大氣污染防治配套管理手段不足、責(zé)任不清，同時(shí)信息公開(kāi)度不夠，實(shí)際操作時(shí)存在以罰代管的現(xiàn)象，由于處罰數(shù)額較低，企業(yè)寧愿受罰，也不愿意在環(huán)保設(shè)施上更多地投入，所以修改和完善相關(guān)法律勢(shì)在必行。污染治理方面，應(yīng)采取SO2、NOx、VOC、PM10/PM2.5多污染物協(xié)同減排，固定源與移動(dòng)源、面源與點(diǎn)源共同治理的措施。對(duì)于高污染、高耗能的技術(shù)、工藝和產(chǎn)品應(yīng)堅(jiān)決予以淘汰、取締。

2.3 完善監(jiān)測(cè)體系，明確污染來(lái)源

目前PM2.5監(jiān)測(cè)體系尚不完善，對(duì)于PM2.5來(lái)源的分析也方法各異，這影響到PM2.5污染治理措施的制定和實(shí)施，所以當(dāng)務(wù)之急是加快PM2.5監(jiān)測(cè)體系建設(shè)。應(yīng)制定針對(duì)不同地區(qū)污染特征、監(jiān)測(cè)質(zhì)量要求的推薦標(biāo)準(zhǔn)，以便合理安排設(shè)備、人員和監(jiān)測(cè)布點(diǎn)，還要加強(qiáng)人員培訓(xùn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等工作。

2.4 加強(qiáng)聯(lián)防聯(lián)控，協(xié)調(diào)環(huán)境責(zé)任

北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)都采取了區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控的措施，有效地保證了上述活動(dòng)期間的空氣質(zhì)量。區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控需要打破原來(lái)行政區(qū)劃的限制，成立區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控領(lǐng)導(dǎo)小組，統(tǒng)一協(xié)調(diào)共同行動(dòng)。這樣的經(jīng)驗(yàn)非常值得借鑒推廣，而且國(guó)外如美國(guó)也有區(qū)域聯(lián)防機(jī)制。

3、結(jié)語(yǔ)

PM2.5污染的防治關(guān)系到生態(tài)環(huán)境和人體健康，最終影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。防治PM2.5污染首要工作是找準(zhǔn)其來(lái)源，然后“對(duì)癥下藥”。由于PM2.5來(lái)源的復(fù)雜性，至今仍沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論，相信隨著相關(guān)研究的不斷深入，情況會(huì)越來(lái)越清晰，PM2.5污染問(wèn)題終究可以得到解決。

參考文獻(xiàn)

[1]楊新興，尉鵬，馮麗華.大氣顆粒物PM2.5及其源解析[J].前沿科學(xué)，2013，7（2）：12-19.

[2]柯釗躍.廣州市天河區(qū)某小學(xué)PM2.5的化學(xué)組成分析[J].廣東化工，2013，40（12）：174-175.

[3]郝吉明，邁克爾·沃爾什.區(qū)域空氣質(zhì)量綜合控制體系研究研究報(bào)告[R].中國(guó)環(huán)境與發(fā)展國(guó)際合作委員會(huì)2012年年會(huì)，2012.