秋冬季大氣污染成因與控制技術研究

張艷艷

（河南科技職業(yè)大學，河南 周口 466000）

中國的經濟發(fā)展非常迅速，近年來城市化的不斷推進大大提高了人民的生活水平。然而，這種快速的經濟發(fā)展會導致環(huán)境的污染和破壞、資源的浪費和耗竭，無論是水源、植被還是空氣質量都遭到了非常嚴重的負面影響，尤其是秋季和冬季的空氣污染，引起了很多地區(qū)的廣泛關注。近年來頻繁發(fā)生的霧霾和其他空氣污染事件已經嚴重危及到了人類的身體健康和生活質量，可以說秋冬季空氣污染的防治與人類生活條件和生活水平密切相關。

如何有效控制空氣污染狀況，已經成為一個值得我們認真研究和解決的重大問題。目前，中國城市和農村地區(qū)都面臨著嚴重的空氣污染問題，尤其是華北平原。環(huán)境問題非常嚴峻，造成了嚴重的后果，在社會層面、自然環(huán)境保護層面和人民生活水平層面都造成了非常嚴重的干擾。因此，對秋冬大氣重污染的形成原因、形成過程進行一個詳細的研究是非常有必要的。本文通過多種角度的分析來進行相關的具體探討，研究秋冬季大氣污染的形成原因、形成過程和控制技術，以期達到控制秋冬季密集空氣污染的目的，這對于改善人居環(huán)境是非常有必要的。

1 大氣污染及大氣的危害和特點

1.1 大氣污染

根據(jù)國際標準化組織（ISO）的相關理論，大氣污染通常是指由于人類活動或自然過程導致大量的污染物排放到大氣中，其污染濃度足夠高，停留時間足夠長，就會對人類的健康和生活產生嚴重的影響[1]。在正常的純凈大氣中，氣體監(jiān)測出的污染成分是非常少的。然而，空氣污染的原因是多種成因綜合作用的結果，一般來說可以分為自然和人為因素，其中人為原因是最為嚴重的原因，特別是工業(yè)廢氣、秋冬季的燃燒行為、汽車廢氣和秸稈焚燒都對大氣造成了非常嚴重的污染。自然原因包括海水飛沫、火山噴發(fā)、森林大火等。此外，空氣污染物可分為自然污染物和人工污染物兩類。同時，在人口稠密的城市和工業(yè)區(qū)，人類經濟活動和生產活動也向大氣中釋放了大量的氣體和煙塵，嚴重影響了大氣環(huán)境的質量。

1.2 大氣污染的危害

研究表明[2-3]，大氣污染已經成為全球各個國家面臨的最大的環(huán)境挑戰(zhàn)問題之一。大氣污染不僅嚴重危害人體健康還影響全球生態(tài)環(huán)境和氣候。尤其是中國北方秋冬季時期，工業(yè)、制造業(yè)和交通運輸?shù)难杆侔l(fā)展，排放出大量的氣體污染物和氣溶膠顆粒物，這些氣態(tài)污染物由于粒徑小停留時間長，且伴隨著氣候條件和地形地貌的協(xié)同作用，在大氣中發(fā)生一系列物理、化學作用，導致氣體污染物濃度積累到足夠的濃度，且化學成分非常復雜。這也是我國華北平原秋冬季霧霾事件頻繁爆發(fā)的原因。前人研究表明[4]，霧霾事件的爆發(fā)不僅會導致能見度降低、影響人們出行和工作，這些大氣污染也會通過呼吸道進入人體肺部甚至血液，影響人類的生命健康?？諝馕廴疚锿ㄟ^三種方式進入人體并造成損害：

（1）通過呼吸進入人體；

（2）通過污染食物之后，再通過食物進入人體；

（3）通過皮膚進入人體。

其中，呼吸進入人體是大氣污染危害人體的主要途徑，損傷也是最大的。空氣污染對人類可能造成的傷害可分為急性中毒、慢性中毒和致癌[5]。

1.3 大氣污染的特點

與土壤污染等其他環(huán)境污染物相比，空氣污染被描述為無形污染，相比其他的污染形式提高了流動性。空氣污染的必然性在于，除了顆粒物污染之外，測量數(shù)據(jù)經常被延遲檢測出來，因為空氣污染通常肉眼難以找到，導致了防治的時間也不夠及時?？諝馕廴敬嬖谟跉怏w環(huán)境中，這會對人類和其他生物造成長期傷害，而且是對人類生命安全造成嚴重威脅[6]。然而，空氣環(huán)境中的污染物是流動性的，流動和擴散會導致空氣污染無限蔓延、擴大，而且一個國家嚴重的空氣污染很可能在某種程度上影響到鄰國。由于空氣污染的性質，一個地區(qū)很難獨立控制和治理污染，需要全世界的共同努力，因此，空氣污染已成為一個全球性問題。

2 秋冬季大氣污染的成因分析

2.1 人們的環(huán)保意識較弱

在工業(yè)快速發(fā)展的進程中，發(fā)展初期的能源消耗大多是低效高污染的，能源結構不合理，且人們環(huán)保意識弱，能源廢物處理管理不到位，導致資源和能源浪費嚴重，空氣污染嚴重。其中，被認為中國主要能源消費結構的煤炭消耗量相對較高，尤其是秋冬季節(jié)北方煤炭消耗急劇增長。近年來，國家積極推動新能源利用，然而在新能源鼓勵政策推行和實施的同時，煤炭行業(yè)仍是生產生活的主要能源。其實大多數(shù)企業(yè)不知道環(huán)保問題的嚴肅性，環(huán)保意識非常弱，導致碳消費模式非常落后，尤其是秋冬季節(jié)碳燃燒頻繁，非常容易造成空氣污染。而認識到控制有害空氣污染和空氣污染重要性的人越來越多，但是仍然很難減少空氣污染，因為大多數(shù)地區(qū)還是沒有采取切實有效的措施來控制空氣污染。

2.2 季節(jié)及氣象條件產生的影響

首先，大氣變化對空氣污染物的傳播有非常直接的影響[7]。大氣污染隨溫度變化而變化。秋冬季溫度變化狀況是不利于污染物的稀釋或擴散的，長此以往就造成空氣污染的積累和加劇，造成嚴重的空氣污染問題，并隨著時間的推移危害人類健康。其次，空氣污染的嚴重程度與風的大小和方向密切相關，總的來說，較高的風速可以加速空氣污染物的稀釋和擴散，但同時也會加速該地區(qū)的空氣污染問題。然而，秋冬季節(jié)的惡劣天氣影響著污染物的稀釋和擴散，導致空氣污染問題在秋冬時期非常嚴重。

2.3 交通運輸排放的大量污染物

近年來，隨著我國的經濟發(fā)展以及居民消費水平的提高，開車出行的需求愈演愈烈，汽車數(shù)量也在明顯的增加。尤其秋冬季節(jié)的節(jié)假日較多，人員流動大幅增加，交通流量也隨之增長。然而，許多私人車輛存在著嚴重的排放超標和污染環(huán)境問題，可以說空氣污染最主要的原因之一就是汽車尾氣排放。汽車尾氣是有毒氣體，含有大量一氧化碳，會嚴重傷害人體。除此之外一些柴油卡車尾氣排放不僅含有大量的一氧化碳，還含有大量的可吸入顆粒以及威脅人們生命的其他主要元素，如氧化氮、一氧化碳和顆粒物，會使城市空氣中的污染物含量惡化，形成酸雨，對公眾健康構成風險，還會影響城市建筑的使用壽命。

2.4 秋冬季取暖造成的污染

日常生活的污染主要指城市的日常生活做飯取暖等活動中居民用的灶具和爐子等有害氣體的排放，在某些取暖手段中還有二氧化硫等有害氣體的排放，盡管這一現(xiàn)象在全年都很常見，但是到了秋冬季節(jié)會變得更加嚴重。因為隨著城市經濟的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，尤其是在中國北方，越來越多的房屋和辦公室都添加了取暖器、暖氣和地暖。當暖氣在冬季工作時，燃料加熱系統(tǒng)會釋放大量污染物，導致嚴重的空氣污染。冬季氣溫低導致了供暖系統(tǒng)中巨大的燃料消耗，進而使得北方城市地區(qū)在秋冬季節(jié)排放了更多的污染物，而在農村，由于科技和經濟不發(fā)達，還有很多人依靠燒煤取暖，甚至是燒木頭取暖，以至于農村的污染比城市更加嚴重[8]。

3 大氣污染的環(huán)境監(jiān)測治理技術

3.1 大氣污染的環(huán)境監(jiān)測技術

目前，環(huán)境污染監(jiān)測技術種類繁多，廣泛應用于工業(yè)領域。例如，對于固體顆粒污染物，相關人員可采取濾膜技術進行監(jiān)測。在工作中，可將40 mmφ的濾膜采樣紙作為污染物采集工具，對PM10、PM2.5等污染物進行濃度測定。結合相關研究結果來看，通過濾膜技術開展大氣污染監(jiān)測工作，監(jiān)測精度可接近98%，并具備良好的可靠性與穩(wěn)定性。

3.2 大氣污染的環(huán)境治理技術

目前，中國已基本實施了源頭控制和過程控制相結合的空氣污染控制方式。在政策戰(zhàn)略方面，中國采取了科學的指導方針，并積極鼓勵更多的環(huán)保型交通工具，如步行和公共交通，以緩解汽車尾氣污染問題。國家大力呼吁節(jié)能、減排、低碳等行動標準。

（1）中國為促進新能源技術、清潔生產技術、綠色印刷技術、環(huán)保涂料技術的研究、開發(fā)和應用做出了很大努力，以高科技和科學政策促進工廠低排放和低能源污染。

（2）秋冬季節(jié)的主要污染源之一—燃煤取暖是治理大氣重污染的重要部分和關鍵，政府和公民都有不可推卸的責任去控制排放、防止空氣污染[9]。

（3）政府部門在退耕還林、造林和城市生態(tài)審計等建設項目方面都要去積極安排，相關的政策有利于擴大林地面積，綠色植被可以充分發(fā)揮吸附污染和凈化大氣環(huán)境的作用，降低現(xiàn)有的空氣污染。

（4）利用現(xiàn)有的科學技術進行污染防治，像靜電除塵、脫鹽和排水技術越來越多地應用于火力發(fā)電廠，在工業(yè)廢氣的初始排放控制和稀釋工作中發(fā)揮著重要作用。

（5）碳吸附也用于工業(yè)生產、環(huán)境保護等部分，作為一種快速、經濟的空氣污染凈化技術，在工業(yè)區(qū)和空氣重污染區(qū)域中，充足的活性炭可以用于分離和聚集廢氣和受污染空氣中的各種污染物，將金屬離子、有機化合物等與混合氣體分離，降低其漂浮和排放到大氣中的可能性，凈化有害煙霧，達到改善空氣質量的目的。

3.3 大氣污染的環(huán)境治理方法

在大氣污染控制中不同時間要執(zhí)行的任務是不同的，因此控制和治理大氣過程中所使用的控制方法必須因地制宜。為了確保所選方法是正確的，相關工作人員必須事先對相關的環(huán)境問題和實際狀況進行調查，要根據(jù)實際情況的需要再選擇不同類型的方法，保證所選方法是可以滿足環(huán)境監(jiān)測管理要求、能夠準確收集需要的大氣環(huán)境信息參數(shù)的。對于大氣環(huán)境監(jiān)測中的空氣污染參數(shù)可以直接從就近的空氣質量數(shù)據(jù)監(jiān)測站取樣獲得。環(huán)境控制技術是否適應空氣污染是一個重要的問題，也是一個探索性的問題。對于具體大氣治理技術，必須通過環(huán)境因素監(jiān)測系統(tǒng)研究當前的信息可用性。此外改變生產加工的加工方式，也能夠改善碳排放量控制，而煤炭預處理和鍋爐結構優(yōu)化也都是低成本的環(huán)境治理和大氣凈化技術，能夠提升資源利用效率，從源頭改善污染的問題。

4 城市大氣污染治理對策的深入分析和研究

4.1 建立可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

隨著城市空氣污染問題的日益嚴重，城市需要認識到空氣污染治理的重要性和減少空氣污染的必要性。社會的快速發(fā)展和城市的經濟發(fā)展也必須考慮到環(huán)境保護任務。根據(jù)當?shù)匕l(fā)展現(xiàn)狀，和本地區(qū)經濟情況確定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并始終確定保護環(huán)境的原則不動搖，還要完善城市空氣污染標準，建立更完備的空氣污染控制系統(tǒng)，不斷完成新的空氣污染防治目標。例如，政府部門在退耕還林、造林和城市生態(tài)審計等建設項目方面都要推廣相關的政策有利于擴大林地面積，綠色植被可以充分發(fā)揮吸附污染和凈化大氣環(huán)境的作用，降低現(xiàn)有的空氣污染。

4.2 完善能源的消費機制

隨著城市發(fā)展的不斷推進和經濟發(fā)展理念的轉變，政府必須摒棄傳統(tǒng)的能源消費機制并建立符合科學發(fā)展觀的全新的能源消費機制。在企業(yè)的實際生產過程中，政府必須鼓勵其采用新型節(jié)能能源或清潔能源，同時嚴格控制煤炭使用量，也要監(jiān)督企業(yè)裝備污染物處理裝置，對排入大氣的污染物作簡單的處理，最大限度地降低其對于空氣的污染力度。同時，針對交通運輸行業(yè)，政府要積極推廣無鉛石油，降低汽車排放尾氣中的有毒物質排放量；除此之外，還要加大對研制開發(fā)新能源汽車的資金和技術投入，逐步在交通運輸領域推廣新能源汽車，有效地減少有害氣體的排放量。最后，還要逐步推進使用風能、太陽能、地熱能等清潔能源來作為供暖的能源材料，減少煤、石油等高污染排放燃料的使用量，防止冬季出現(xiàn)嚴重的大氣污染問題。此外高硫碳的使用會嚴重影響空氣質量，該現(xiàn)象可以通過改善煤的加工過程得到充分地控制。具體措施應包括制定相應的規(guī)章制度，煤提純加工后留下的雜質也要得到妥善處理?？偟膩碚f，政府必須不斷改進和完善能源消耗機制，并在使用天然氣、新能源、清潔能源等環(huán)保能源方面做出一些經濟上的優(yōu)惠和讓步，以顯著減少燃燒煤炭燃料的嚴重影響。

4.3 強化大氣污染監(jiān)管力度

環(huán)境部門要加強城市空氣污染治理和控制監(jiān)測的實施，根據(jù)當?shù)氐目諝馕廴緺顩r進行防治規(guī)劃，必要時成立一個專門的團隊，促進空氣污染防治，協(xié)調各地的污染防治所需資源，協(xié)調管理全市的空氣污染防治工作。另一方面，要加強污染防治，完善污染防治體系，建立統(tǒng)一的空氣污染處罰制度和機制，避免多種處罰互相矛盾的管理現(xiàn)象。完善環(huán)境保護信息宣傳，鼓勵公眾在空氣污染防治中發(fā)揮積極作用，用財政手段鼓勵公眾向政府部門報告公司和個人的污染行為，共同抗擊天空防御戰(zhàn)。例如，化工廠附近設置有環(huán)境監(jiān)測儀器，以便于及時的收集工廠附近大氣中硫氧化物、氮氧化物等有害物質的參數(shù)信息，如果參數(shù)超過標準值，研究者則必須采取相關措施對環(huán)境狀況進行跟蹤調查。

4.4 提高人們的環(huán)保意識

企業(yè)和公民要樹立環(huán)保觀念，提高環(huán)保意識，國家必須通過宣傳和環(huán)保理論解釋，逐步加深人們對環(huán)保的認識；同時積極鼓勵企業(yè)和公民為環(huán)保做出貢獻。只有每個人都知道環(huán)保的重要性，他們才會積極參與環(huán)保，通過在自己周圍做些力所能及的環(huán)保小事情，來控制空氣污染，實現(xiàn)環(huán)保理念。

4.5 合理規(guī)劃布局，促進產業(yè)升級

對于城市建設進行合理的規(guī)劃能夠在一定程度上緩解大氣污染問題，一味推進城市化進程而不對城市建設中產生的環(huán)境問題采取必要措施，將會使城市的生存環(huán)境快速惡化。因此，我們在進行城市建設或者引進企業(yè)時，要提前做好規(guī)劃和布局。在施工現(xiàn)場做好防護措施，避免揚塵對周邊的居民產生影響；會產生大量污染物排放的企業(yè)要遠離居住區(qū)和商業(yè)區(qū)，并建設在城市下行風位置，避免季風帶來污染，也要對污染物排放進行及時的收集和處理，盡可能避免其進入大氣而造成空氣破壞；對于落后產能要及時地淘汰或整改，并且加大監(jiān)督和管理力度，督促并幫助企業(yè)進行轉型升級；發(fā)展或者引進新能源產業(yè)或者清潔生產的企業(yè)，也能夠很大程度上改善大氣環(huán)境。最后，還要做好城市綠化工作，保護植被。

5 結語

綜上所述，大氣污染問題是世界各國面臨的共同挑戰(zhàn)，也是需要我們迫切解決的難題。我國秋冬季大氣污染非常嚴重，尤其是華北平原，工業(yè)燃料燃燒、汽車尾氣排放、燃煤消耗量大，產業(yè)結構不合理、城市化發(fā)展迅速以及北方地區(qū)特殊的氣候條件等給大氣環(huán)境造成巨大的壓力。近年來，隨著生態(tài)文明建設理念的深入，中國大氣污染治理的力度也在不斷加大，大氣污染控制技術的研究已經成為科研工作者研究的重點，相信在政府政策實施、人民監(jiān)督、企業(yè)合作、研究工作者的共同努力下，我國秋冬季大氣污染問題會明顯改善。