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空气污染问题基础知识

点击次数:1329 发布时间:2012-08-14

1.1 空气污染综述

对大气污染的理解,有几个要点。

一 ,空气污染的人为原因,除了灰尘、扬尘这些之外,主要是化学物的燃烧。

二,中国大气污染的特点、程度,跟能源结构有关,中国烧多少煤、油、天然气,基本上决定了大气污染的大概情况。

三,社会在发展,空气污染的特性也在发展。比如光化学烟雾是60年代才确定的。

空气污染跟污染源、污染物、能源结构都有关。同时,社会在不同发展阶段会面临不同类型的空气污染问题,而PM2.5和灰霾就恰恰是新阶段的空气污染问题,不能简单地和伦敦烟雾或洛杉矶烟雾比较。

首先,空气污染的人为来源主要是化石能源的燃烧。 其次,中国大气污染的特点和程度跟能源结构有关。中国烧多少煤、油、天然气,基本上决定了大气污染的总体情况。zui后,随着经济的发展和社会的进步,我国产生了诸如PM2.5和灰霾这样的新阶段空气污染问题。

1.2关于PM2.5 

  • 什么是一次污染,什么是二次污染?

在认识PM2.5之前,我们先要分清空气污染中的一次污染和二次污染。

一次污染是指直接从污染源排放的污染物,而二次污染物则是经过化学反应转化形成的污染物。工厂烟囱冒的黑烟中含有的气体和固体颗粒污染物就是一次污染物。洛杉矶烟雾则是二次污染。洛杉矶烟雾污染事件爆发时,政府还没有制定汽车排放标准,而当时洛杉矶已有三百万辆汽车。汽车尾气中含有的氮氧化物、VOC易挥发有机物,加上化石燃料经常是不完全燃烧产生的一氧化碳和其它碳氢、氮氧化物——这些化合物在阳光下发生化学反应,发展成了光化学烟雾。

一次污染与二次污染

 

  • PM2.5的划分依据是什么?

PM2.5不是单一的污染物,实际上,它是对直径小于2.5微米的细颗粒物的总称,所以各地的PM2.5污染物的实际组成可能有很大差异。

空气污染物主要分为气态污染物和颗粒态污染物,而划分的依据主要取决于颗粒尺寸。气态污染物主要指二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx~NO, NO2)、总烃和非甲烷烃(HC),易挥发有机化合物(VOC)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)和其它有毒有害气体。颗粒态污染物按按尺度可分为:总悬浮颗粒物(TSP,直径≤100微米) 、飘尘或可吸入颗粒物(PM10 ,直径 ≤10微米)、细颗粒物(PM2.5 ,直径≤2.5微米)。

采用PM2.5和PM10的理由

 

PM2.5其实是一次污染物和二次污染物的混合体。单独取一个PM2.5是没有意义的,PM2.5的理化特点非常复杂,它既可以是气体、固体、液体,也可以是胶体。PM2.5来源多样,有燃烧直接排放的烟尘、汽车尾气,也有秸秆燃烧、油烟、抽烟、沙尘和扬尘,还有诸如硫酸滴、硫酸盐、硝酸滴、硝酸盐等二次污染物。PM2.5主要组分包含有机碳、无机碳、硫酸滴等,其组成颗粒的大小、形状、质量、比表面积和特性、吸湿性等很多不一样的地方,这些都会影响污染关系。

广义上来说,PM2.5的危害涉及多个方面。首先是对人体健康的危害。为什么对健康有危害呢?一个是颗粒很小,就容易进肺由呼吸道进入到人体的肺部并造成对呼吸系统的伤害。第二个,比表面积高,容易吸附有毒物质。第三,主要是燃烧形成的烟雾凝结后有毒物质聚集较多,比如抽烟产生的烟雾。PM2.5还可以表现为酸雨等腐蚀性酸沉降,酸雨中的硫酸盐和硝酸盐不仅会影响生态系统也会腐蚀破坏建筑物。

还有很重要的一点,是PM2.5的物理性污染——即对能见度的影响。2011年灰霾从PM2.5引发关注以来, 大家关注的焦点都主要集中在PM2.5对人体的危害上,但PM2.5的能见度污染对社会经济可能造成巨大隐患却被忽略了。

能见度污染不容小觑。比方说因为PM2.5引起大范围的灰霾天,导致高速公路封闸、车船停运、飞机延误。还有去年灰霾天期间发生的交通事故,这其中能见度是不是造成车祸的罪因之一?PM2.5造成能见度污染,进而影响到中国经济,可能是被很多人忽略。

  • 感觉到的污染不一定有实际情况那么严重

PM2.5并不是从2011年才开始有的,事实上PM2.5zui严重的是04年、05年。那为什么从2011年才开始得到全民对PM2.5的关注呢?

图表

 

由PM2.5引起灰霾天,这其中PM2.5浓度并不是*的因素,湿度和风速也是两个重要环节。发生灰霾一般要满足三个条件:高浓度的PM2.5、扩散条件差、高湿度。PM2.5在低于50%的湿度下是看不见的,灰霾的成分很多都不是2.5,而是比2.5更小的颗粒,主要是硫酸滴、硫酸盐、硝酸滴、硝酸盐等二次污染物,这些颗粒物在高湿度环境下,尺寸才增加到肉眼可见的程度。所以,灰霾和一次性PM2.5没有直接关系。如果光治理一次污染物,也还不一定解决这个问题,必须同时治理二次污染物才行。

  • 如何监测?

PM2.5的监测,有两种范畴,计数或计重。采样分析难度大,主要是称重困难、受环境因素湿度、温度的影响。常规监测采用质量密度,灰霾条件下,因为受到湿度影响,PM2.5测出来的质量浓度一般很高,而干燥化操作目前还很难实现,因为数据需要实时监测并发布,而干燥颗粒时间上不允许。

  • 如何解决问题?

在制定PM2.5污染的解决方案前,我们先回顾一下中国大气“复合型污染”的特点。

就整个国家而言,因为独特的能源消费结构,仍然是“燃煤型”大气污染。烧煤量上,中国是美国的3倍多,是印度的6倍多。而且这种能源消费结构还将持续相当长时间。

就城区而言,特别是大城市城区,已经或正在形成“复合型大气污染”,不仅因为机动车拥有量仍然快速增长,燃煤大户逐步搬出城区,而且因为我们工作生活在机动车出没附近,环境监测站也在附近!

就污染性质而言,具有发展中国家特点的“一次”性为主的空气污染,正在逐步演变为“二次”性为主的大气污染,包括光化学烟雾、酸雨和灰霾。

所以,治理PM2.5既需要控制一次污染物,如烟尘、汽车尾气(特别是柴油机)、扬尘。同时,二次污染物也要得到控制和治理,如石油的脱硫、脱氮处理和汽车尾气治理

要长远的解决PM2.5问题的话,除了以上两个措施还不够,还要着眼于工业结构的优化和能源结构的改善,如少烧煤、多烧天然气等。

 

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