北方城市PM2.5污染狀況和污染特征的研究

鄭潤琴

（山西金甌土地礦產(chǎn)咨詢服務(wù)有限公司 山西太原 030001）

北方城市PM2.5污染狀況和污染特征的研究

鄭潤琴

（山西金甌土地礦產(chǎn)咨詢服務(wù)有限公司 山西太原 030001）

近些年來隨著一次能源消耗量的不斷增長，環(huán)境污染問題也日趨嚴(yán)重。本次研究通過近幾年對中國北方地區(qū)城市的PM2.5樣品采集與分析發(fā)現(xiàn)，作為我國大氣污染重災(zāi)區(qū)的北方地區(qū)，尤其是華北地區(qū)的PM2.5污染較重，并且有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。因此本次對北方城市的PM2.5污染狀況和污染特征的研究，對大氣污染防治措施的制定具有一定參考價(jià)值。

能源消耗；環(huán)境污染；污染特征

1 PM2.5污染特征

1.1 污染來源及污染程度特征

由于近年來我國北方地區(qū)，尤其是華北平原地區(qū)的大氣污染情況不斷惡化，引起了相關(guān)部門和研究學(xué)者的重視，對霧霾的主要影響因素PM2.5濃度進(jìn)行了持續(xù)監(jiān)測。表1給出了北方部分城市的PM2.5的監(jiān)測結(jié)果（注：本文中未引注來源的數(shù)據(jù)均來自各城市氣象臺的PM2.5數(shù)據(jù)播報(bào)，部分平均值由作者對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單計(jì)算得到，下文不再一一注明）。

表1 北方部分城市的PM2.5的監(jiān)測結(jié)果（原始數(shù)據(jù)為日均值）

由表中的數(shù)據(jù)可以看出，我國北方城市的PM2.5污染程度處于一個(gè)較高的水平，尤其是以北京、天津和石家莊為代表的華北平原地區(qū)城市，已經(jīng)成為PM2.5污染的重災(zāi)區(qū)，濃度一般都超過了200μg/m3。比南方地區(qū)（108μg/m3）要高出近一倍，與美國大中城市的PM2.5平均水平（46μg/m3）差距更大，一般在7～10倍左右。造成這種嚴(yán)重污染狀況的主要原因是我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理，一次能源消費(fèi)比例偏大，同時(shí)一次能源中又主要以煤炭為主[1]。煤炭燃燒直接排放出大量粒徑較小的粒子，并成為PM2.5的主要污染來源；此外，煤炭燃燒過程中出現(xiàn)的SO2等污染物在大氣中經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)也能夠形成一些粒徑較小的粒子。由于PM2.5的粒徑較小，因此處理技術(shù)較為復(fù)雜，同時(shí)需要大量的費(fèi)用投入，我國PM2.5的處理還處于起始階段，這也是我國北方地區(qū)PM2.5污染嚴(yán)重的重要原因。南方地區(qū)由于煤炭的使用量較小，因此PM2.5污染相對較輕。從表1中數(shù)據(jù)還可以看出，在北方氣候干燥的城市由于土壤粒子以及風(fēng)沙揚(yáng)塵等自然來源粒子在TSP中的所占比例較大，例如呼和浩特。

1.2 PM2.5的酸度特征及原因分析

將北方地區(qū)的六個(gè)觀測城市PM2.5酸度結(jié)果（本節(jié)和下節(jié)的數(shù)據(jù)來自于作者的自行采樣分析）進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，對于相同的觀測地點(diǎn)，粒子的酸度會隨著粒徑的減小有一定程度的增加，也就是說小粒子的酸度大于大粒子。其中大氣中的酸性污染物主要是一些硫化物和氮化物，這些污染物主要來自于人類的燃燒活動(dòng)，同時(shí)這些污染物容易形成氣溶膠，并表現(xiàn)出較強(qiáng)的酸性。相反，大氣中的大粒子則主要來自于揚(yáng)塵，因此這部分粒子一般呈堿性[2]。

1.3 PM2.5元素含量及來源分析

調(diào)查顯示，鉛、鐵、鎂、鎘、鋅、錳、砷、鉻、銅等有害金屬或類金屬元素也常能在PM2.5中被檢出，這些元素會與大氣中其它物質(zhì)結(jié)合成PM2.5等顆粒物并被人體吸入，從而影響人體的呼吸系統(tǒng)、新血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)的正常生理機(jī)能。這些元素的含量從側(cè)面反映出PM2.5粒子成分受人類活動(dòng)的影響很大，從樣品元素分析目前北方地區(qū)的大氣污染與人類的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

據(jù)北京市2013年對PM2.5來源的調(diào)查結(jié)果，煤炭燃燒對于PM2.5的貢獻(xiàn)最大，在中心城區(qū)機(jī)動(dòng)車尾氣對于PM2.5的貢獻(xiàn)最大，這兩者構(gòu)成了北京市冬季采暖期PM2.5的主要來源[3]。而對于呼和浩特市來說其PM2.5的主要來源是土壤粒子以及風(fēng)沙揚(yáng)塵等自然源，這也從另一個(gè)角度說明，人類活動(dòng)是PM2.5大氣環(huán)境惡化的主要原因。

2 結(jié)語

目前我國面臨著嚴(yán)峻的大氣污染形勢，因此本次對大氣污染相對嚴(yán)重的北方地區(qū)城市的PM2.5污染狀況和污染特征的研究，對于大氣污染防治具有重要意義。本文主要就北方城市PM2.5的污染程度、酸度特征以及元素含量及來源進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示PM2.5污染與人類活動(dòng)密切相關(guān)。要治理大氣污染首先應(yīng)該從燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等主要污染物排放源入手。

[1]呂效譜,成海容,王祖武,張帆.中國大范圍霧霾期間大氣污染特征分析[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,03:104-110.

[2]陳媛,岑況,S.Norra,N.Schleicher,于揚(yáng).北京市區(qū)大氣氣溶膠PM (2.5)污染特征及顆粒物溯源與追蹤分析 [J].現(xiàn)代地質(zhì),2010,02: 345-354.

[3]程念亮,李云婷,孟凡,程兵芬.我國PM(2.5)污染現(xiàn)狀及來源解析研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,15:4721-4724.