大气颗粒物及其源解析
大气环境中细颗粒物的化学组成与来源解析

大气环境中细颗粒物的化学组成与来源解析大气环境中的细颗粒物(PM2.5)对人类健康和环境质量造成了重要影响。
了解细颗粒物的化学组成和来源是完善大气污染治理策略的关键。
本文将对大气环境中细颗粒物的化学组成进行解析,同时分析其主要来源。
一、细颗粒物的化学组成大气环境中的细颗粒物主要由无机物和有机物组成。
无机物包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等,而有机物则包括多环芳香烃、多氯联苯等。
1. 无机物硫酸盐是细颗粒物中重要的成分之一。
它主要来自于燃煤、石油燃烧等工业排放以及交通尾气中的硫氧化物。
硝酸盐则是大气中另一个重要的有毒无机物,主要来源于汽车尾气中氮氧化物的氧化反应。
铵盐则来自于氨气和硫酸盐、硝酸盐等的反应,也是大气中的重要成分。
2. 有机物有机物的来源复杂多样,包括汽车尾气、工业排放、生物排放等。
多环芳香烃是大气中常见的有机物之一,主要来自于燃煤、石油燃烧以及工业废气排放。
多氯联苯则主要来自于废物焚烧和工业过程中使用的氯化物。
二、细颗粒物的主要来源大气环境中的细颗粒物来源复杂,主要可以分为自然源和人为源两大类。
1. 自然源自然源包括火山喷发、沙尘暴、植物挥发等。
火山喷发会释放大量的硫酸盐和灰尘颗粒,对大气质量产生显著影响。
沙尘暴则会携带大量的沙尘颗粒进入大气层,其中包含有机物和无机物。
植物的挥发物也会贡献一部分的有机物颗粒。
2. 人为源人为源是细颗粒物的主要来源之一。
工业排放是大气细颗粒物的重要来源,包括燃煤、石油燃烧、废气排放等。
汽车尾气也是细颗粒物的重要来源,其中的氮氧化物和有机物成分较高。
此外,家庭燃煤、焚烧垃圾等都会释放大量的细颗粒物。
三、细颗粒物的化学组成与来源的关系细颗粒物的化学组成与来源之间存在着密切的关系。
例如,工业排放中的硫氧化物与大气中的氨气反应会生成硫酸盐颗粒;工业排放中的氮氧化物在大气中的氧化作用下会生成硝酸盐颗粒。
汽车尾气中的有机物与大气中的硝酸盐等反应也会造成有机物的含量增加。
细颗粒物的来源分析有助于确定治理措施。
大气颗粒物PM2.5及其源解析

大气颗粒物PM2.5及其源解析大气颗粒物PM2.5及其源解析一、引言随着工业化和城市化进程的加快,空气污染成为全球各地关注的重大环境问题。
大气颗粒物PM2.5是其中最为严重的一种污染物,它不仅对人类健康造成严重威胁,还对气候变化、生态系统和能源消耗等方面产生深远影响。
本文旨在对PM2.5的组成、来源及其与环境的关系进行解析,以期为空气污染治理提供科学依据。
二、PM2.5的定义和特点PM2.5,即可吸入颗粒物,指大气中直径小于或等于2.5微米的固体或液体颗粒物。
与较大颗粒物相比,PM2.5更易穿透呼吸系统进入人体内部,对人体健康的影响更大。
此外,PM2.5还具有很强的持久性,能够悬浮在空气中较长时间,其传播距离相对较远。
三、PM2.5的组成PM2.5的组成复杂多样,主要包括有机物、无机物、重金属、以及细菌和病毒等。
其中,有机物是PM2.5中最主要的成分,包括挥发性有机物(VOCs)和元素有机碳(EC)。
无机物包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等,这些盐类是气溶胶的重要组成部分。
此外,PM2.5中还含有一些健康风险较高的重金属元素,如铅、汞等。
四、PM2.5的来源PM2.5的来源基本可以分为自然源和人为源两大类。
自然源主要包括植被的挥发物、土壤颗粒、海盐颗粒等。
人为源主要包括工业活动、交通运输、建筑施工、生物质燃烧等。
这些人为源释放出的颗粒物经过大气的输送和转化作用,最终形成PM2.5。
五、PM2.5的影响与预防措施PM2.5对人体健康的影响主要表现为呼吸系统疾病、心血管系统疾病、免疫力下降等。
此外,PM2.5还对大气能见度、气候变化等产生负面影响。
为了减少PM2.5污染,需要采取一系列的预防措施。
首先,对于工业和交通源的控制,应加强排放标准和监管,推动清洁生产和可持续交通。
其次,可使用燃煤减排和清洁燃烧技术,减少生物质燃烧排放,提高能源利用效率。
同时,提倡绿色出行,鼓励使用公共交通工具和非机动车出行,减少汽车尾气排放。
大气悬浮颗粒物的来源解析与来源控制

大气悬浮颗粒物的来源解析与来源控制大气悬浮颗粒物是指悬浮在大气中,直径在2.5微米以下的颗粒物,也被称为PM2.5。
这些微小的颗粒物对人类健康和环境造成了严重的威胁。
因此,了解其来源并采取相应的控制措施非常重要。
一、工业排放工业是大气悬浮颗粒物的重要来源之一。
工业活动中的燃烧过程会释放大量的烟尘和有害气体。
例如,工厂和发电厂的烟囱排放的废气中含有大量颗粒物。
还有一些工业过程中使用的化学物质也会释放出颗粒物,例如冶金工业中的氧化铝和钢铁生产中的焦炉煤气等。
因此,对工业排放进行控制是减少大气悬浮颗粒物的重要途径之一。
二、交通尾气交通运输是城市中大气悬浮颗粒物的主要来源之一。
汽车尾气中的颗粒物主要来自于燃油的燃烧过程。
汽油和柴油中的硫化物、氮氧化物和烃类物质都会在燃烧过程中转化为颗粒物,并排放到大气中。
此外,汽车刹车和轮胎的磨损也会产生微小的颗粒物。
因此,加强交通管理,推广清洁能源车辆和提高车辆的排放标准是减少大气悬浮颗粒物的有效措施。
三、燃煤排放燃煤是大气悬浮颗粒物的主要来源之一。
尤其是在冬季取暖季节,大量的煤炭被燃烧释放出大量的颗粒物。
燃煤排放的颗粒物主要来自于煤炭中的灰分和有机物质。
当煤炭燃烧时,这些物质会转化为颗粒物并与大气中的其他污染物共同形成细颗粒物。
因此,改变能源结构,减少对煤炭的依赖以及提高燃煤锅炉的燃烧效率和净化设施的运行效果是减少燃煤排放的关键。
四、扬尘污染建筑工地、道路施工和风沙等都会产生大量的扬尘,成为大气悬浮颗粒物的来源之一。
扬尘污染的颗粒物直径较大,但由于其悬浮在空气中,也会对人体健康带来危害。
因此,建筑施工和道路施工等工程活动需要采取有效的防尘措施,如喷水降尘、覆盖防尘网等,以减少扬尘对大气质量的影响。
五、农业活动农业活动也是大气悬浮颗粒物的来源之一。
农作物的种植和收获、畜禽养殖等过程中会产生大量的颗粒物。
特别是农作物的秸秆焚烧,会释放出大量的颗粒物和有害气体。
因此,在农业活动中加强粪便和农业废物的处理,合理利用农作物秸秆等可以有效减少农业活动对大气悬浮颗粒物的贡献。
大气颗粒物来源解析

大气颗粒物来源解析大气颗粒物是指悬浮在大气中的微小颗粒,它们可以分为可见颗粒物(直径大于或等于2.5微米)和细颗粒物(直径小于2.5微米)。
大气颗粒物的来源多种多样,包括自然源和人为源。
本文将对大气颗粒物的来源进行解析,并探讨其对环境和健康的影响。
一、自然源自然界中的大气颗粒物主要来自以下几个方面:1. 自然气溶胶:自然气溶胶是大气中最主要的颗粒物来源之一。
它们包括由植物排放的挥发性有机物、海水中的盐粒和海藻所产生的物质等。
这些气溶胶颗粒物通过自然过程如挥发、风蚀和植物代谢等进入大气中。
2. 地壳物质:地壳物质的风蚀和搬运也是大气颗粒物的重要来源。
例如,风蚀的沙尘暴可以将土壤中的颗粒物带入大气中,形成PM10(可吸入颗粒物直径小于等于10微米)。
此外,火山喷发、地震等地壳活动也会产生大量的颗粒物。
二、人为源人类活动对大气颗粒物的贡献也不可忽视。
以下是一些主要的人为源:1. 工业排放:工业生产中的燃煤、燃油等燃烧过程会产生大量的颗粒物。
这些颗粒物包括各种有害物质,如二氧化硫、二氧化氮和重金属等。
2. 交通排放:机动车辆的尾气是大气颗粒物的重要来源。
尾气中的氮氧化物和挥发性有机物经过复杂的化学反应,会形成细颗粒物和臭氧等污染物。
3. 生物质燃烧:生物质燃烧是农村地区主要的大气颗粒物来源之一。
例如,农作物秸秆焚烧和柴火燃烧会释放出大量的细颗粒物和污染物。
人为活动对大气颗粒物的贡献日益增加,导致大气质量下降,对环境和人体健康带来威胁。
大气颗粒物对环境和健康的影响大气颗粒物的存在对环境和人体健康产生多方面的影响:1. 空气质量:大气颗粒物的增加会导致空气质量下降,降低能见度,影响空气清新程度,对人们的户外活动、景观观赏等产生不利影响。
2. 呼吸健康:细颗粒物可以穿透到呼吸道最深处,对肺部产生损害。
长期暴露于高浓度的颗粒物中,会增加哮喘、慢性阻塞性肺疾病、心血管疾病等的发生风险。
3. 生态系统:大气颗粒物对植物和动物也有一定影响。
大气颗粒物粒径分布特性和来源解析研究

大气颗粒物粒径分布特性和来源解析研究近年来,大气颗粒物污染问题备受关注。
为了更好地了解大气颗粒物的粒径分布特性和来源,科研人员进行了一系列的研究。
首先,我们需要了解大气颗粒物的来源。
大气颗粒物主要分为自然源和人为源两大类。
自然源包括沙尘、火山喷发和植物花粉等,而人为源则涵盖了工业废气、机动车尾气以及煤燃烧等。
通过对这些源的分析,可以更好地了解不同粒径的颗粒物在空气中的浓度分布。
其次,我们需要探究大气颗粒物的粒径分布特性。
根据研究发现,大气颗粒物主要分为可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)两个主要类别。
可吸入颗粒物指的是直径小于等于10微米的颗粒物,而细颗粒物则是指直径小于等于2.5微米的颗粒物。
这两个类别的颗粒物都会对人体健康产生负面影响,但是细颗粒物对呼吸系统的危害更甚。
针对不同粒径的颗粒物,科研人员进行了一系列的研究,以了解它们的粒径分布特性。
通过在不同环境条件下采集颗粒物样本,并运用先进的分析仪器对其进行分析,科研人员发现颗粒物的粒径分布呈现多峰分布。
即使是同一地区的颗粒物样本,在不同季节和不同时间段也会出现不同的粒径分布特征。
这表明颗粒物的来源和空气环境条件都会对其粒径分布产生影响。
随着科技的不断进步,科研人员还开展了大气颗粒物来源解析的研究。
通过运用多种技术手段,如元素分析、同位素分析和化学开放源解析等,科研人员可以更准确地区分大气颗粒物的来源。
例如,通过分析其中的元素含量和同位素组成,可以判断颗粒物是否来自于工业污染或是自然源。
这些研究成果有助于我们更好地了解大气颗粒物的来源,从而采取相应的措施减少污染。
除了对大气颗粒物的来源和粒径分布特性进行研究外,科研人员还关注颗粒物对人体健康的影响。
通过对不同粒径的颗粒物进行生物学实验和流行病学研究,科研人员发现,细颗粒物对呼吸系统和心血管系统的危害更大。
这些研究结果为制定空气污染防治政策提供了科学依据。
综上所述,大气颗粒物的粒径分布特性和来源解析研究不仅对于解决空气污染问题具有重要意义,还有助于保护人体健康。
大气颗粒物来源解析与健康风险评估

大气颗粒物来源解析与健康风险评估引言:大气颗粒物是指悬浮在空气中的微小颗粒物质,其直径在2.5微米以下的被称为PM2.5,直径在10微米以下的被称为PM10。
这些颗粒物来源广泛,包括自然来源和人为排放。
本文将对大气颗粒物的来源进行解析,并评估其对人体健康的风险。
一、自然来源自然来源是大气颗粒物的重要成分之一。
自然界中的火山喷发、沙尘暴、林火等现象都会产生大量的颗粒物。
此外,植物花粉、海洋盐粒等也是自然来源的颗粒物。
这些自然来源的颗粒物通常是微小的粒子,容易被风吹散,并通过大气传输到不同地区。
二、人为来源人为活动是大气颗粒物的重要来源之一。
工业生产过程中的燃煤、燃油以及汽车尾气等都会排放大量的颗粒物。
此外,建筑工地、道路施工等也会产生颗粒物。
人口密集的城市通常会有更高的颗粒物浓度,因为人们的日常生活和工作中会产生各种颗粒物。
三、健康风险评估大气颗粒物对人体健康的影响已成为全球关注的焦点。
研究表明,长期暴露在高浓度的大气颗粒物环境中,会对人体呼吸系统、心血管系统和免疫系统产生不良影响。
例如,PM2.5可以穿透到肺部细胞中,导致呼吸道炎症和肺功能下降;而PM10则可以通过呼吸道进入人体,对心血管系统产生潜在风险。
评估大气颗粒物对健康的风险需要考虑其浓度和持续暴露时间。
世界卫生组织已经制定了空气质量指数等标准用于评估大气污染情况,并提供相应的健康建议。
政府和相关部门应加强监测和控制大气颗粒物的排放,减少人们暴露在高污染环境中的时间。
结论:大气颗粒物的来源包括自然来源和人为排放,其中火山喷发、沙尘暴等自然现象也是重要的颗粒物来源。
人为活动中的燃煤、燃油和汽车尾气等排放也是大气颗粒物的重要来源。
长期暴露在高浓度的大气颗粒物环境中会对人体健康产生不良影响,特别是呼吸系统和心血管系统。
为了保护人类的健康,应加强监测和控制大气颗粒物的排放,减少暴露时间,提高空气质量。
通过综合措施来降低大气颗粒物的浓度,可以最大程度地减少其对人类的健康风险。
大气颗粒物pmf源解析

大气颗粒物pmf源解析大气颗粒物的来源解析,听起来就像是个科学家的专利话题,但其实咱们可以把它聊得轻松点儿。
想象一下,咱们每天都在这个大气中生活,呼吸着五花八门的空气,真是不知道里面藏着多少“秘密”。
说到大气颗粒物,很多人可能只知道“雾霾”这个词,觉得空气不太好,但其实这背后有着更复杂的故事。
咱们得知道这些颗粒物是什么。
它们就像小小的“飞贼”,从四面八方而来,没准儿你在吃饭的时候,旁边就有它们悄悄溜进了你的空气里。
来自汽车的废气、工厂的排放、甚至你家烧的柴火,都可能成为它们的“老巢”。
嘿,你可别小看这些小家伙,它们可大有来头!直径小于2.5微米的颗粒物,咱们称它们为PM2.5,简直就是空气中的“隐形杀手”,长期吸入对身体影响大得很。
哎呀,想想都让人头疼。
咱们的日常生活就像是一场大戏,而这些颗粒物则是舞台上不请自来的“临时演员”。
冬天一来,取暖方式又成了颗粒物的“温床”,那些烧煤的、烧木头的,都在给空气添乱。
那时候外面一片白茫茫,走在路上就像进了雾都,心里不禁想:这空气怎么这么“厚重”,呼吸起来都感觉有点儿“拉力”。
而且有些地方空气质量直接跟天气挂钩,风一吹,霾就散,风不吹,哎呀,像是被关进了无形的笼子。
还有就是工业排放,真是让人感慨万千。
那高高的烟囱一冒烟,整片天空都像是被“泼墨”了。
你可能在想,哎,那些工厂可是给我们带来了便利啊,手机、电脑,全靠它们呀!可同时,它们也在给空气添堵,这就像一边享受着美食,一边得忍受锅里的油烟,心里真的五味杂陈。
咱们的城市发展和环境保护,仿佛就是一对情侣,走得亲密,却又时常拌嘴。
咱们可不能只盯着工厂和汽车,这些小颗粒也有来自自然的“馈赠”。
比如,沙尘暴可不是什么好玩的事情,风一刮,整个城市就变成了“黄土高原”,出门都得捂紧口鼻,生怕吸了“沙尘大餐”。
大自然的力量可真不是闹着玩的,偶尔来一次,就能把咱们的生活搞得一团糟。
说到这里,可能你会问,咱们该怎么应对这些颗粒物呢?其实方法还不少。
大气颗粒物成分分析及其来源解析

大气颗粒物成分分析及其来源解析大气颗粒物是指悬浮在空气中的微小颗粒物质,其大小通常在几纳米到十几微米之间。
根据粒径的不同,大气颗粒物可以分为可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)。
在现代社会中,大气颗粒物的来源和成分分析已经成为环境科学研究的热点。
大气颗粒物的成分可以粗略地分为无机物质和有机物质两大类。
无机物质主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等,而有机物质则包括多环芳烃、多酚等有机物质。
其中,硫酸盐和硝酸盐是大气颗粒物中两种重要的化学成分。
硫酸盐是一种酸性物质,主要来源于燃煤、石油燃烧和工业生产过程中的硫氧化物排放。
硫酸盐的存在会导致大气的酸化,对环境和生态系统造成严重的影响。
硝酸盐则主要来自于汽车尾气中的氮氧化物排放。
氮氧化物在大气中会发生光化学反应,生成硝酸盐颗粒物。
硝酸盐颗粒物对人体健康和大气质量有着重要的影响。
除了硫酸盐和硝酸盐,大气颗粒物中还存在许多其他成分,如黑碳、硅酸盐、氯化物等。
这些成分的来源与化学反应非常复杂。
例如,黑碳是一种由不完全燃烧产生的固体颗粒物,主要来自于汽车尾气和燃煤排放。
硅酸盐则主要来自于土壤、海洋中溶解的盐酸等。
氯化物则主要来自于海洋氯化物的风化作用和工业生产中的氯化物排放。
大气颗粒物的来源解析是研究大气环境污染治理的重要方法之一。
通过对大气颗粒物成分的分析和判别,可以确定其污染物来源,从而有针对性地制定环境治理措施。
现代科学技术的发展为大气颗粒物的来源解析提供了更多的手段。
例如,利用质谱仪、红外光谱仪等仪器设备,可以对大气颗粒物的成分进行定量和定性分析。
同时,利用同位素分析、元素比值等方法,还可以判断大气颗粒物是否来自于自然源或人为排放。
除了分析大气颗粒物的成分外,还需要关注其形成机制。
大气颗粒物的形成过程非常复杂,涉及气相反应、液滴的凝结和多相化学反应等多个环节。
例如,硫酸盐颗粒物的形成是由于硫酸气体和氨气在大气中发生反应形成的。
因此,控制大气颗粒物的来源,需要从源头上减少相应的气体排放。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1.引言实际上,早在2011年的秋末冬初,在北京,在中国,甚至在全球,就掀起了一场关于中国首都北京的空气污染真相的环保龙卷风。
由于美国驻京大使馆周边空气中的PM2.5污染数据的实时公布,中国13亿公众第一次知道,为什么居住在北京的居民和旅行到北京的地球人,亲身感受到的北京空气质量与环境监测报告的差距如此巨大。
2013年1月,京津冀以及我国东部广大地区遭遇严重的大气污染,先后出现四次持续多日的大范围雾霾天气。
在1月份的31天里,雾霾天气达到24天。
专家们说,大气颗粒物PM2.5是形成雾霾天气的罪魁祸首。
于是,PM2.5再次成为人们关注和热议的焦点。
1月12日,是北京人难以忘记的痛苦日子。
这一天,北京的天空烟雾弥漫,烟气呛人,呼吸道疾病患者急剧增加,医院人满为患。
由于能见度极低,高速公路被迫关闭,飞机停飞,交通受阻。
中国环境监测总站网站1月12日全国重点城市空气质量24小时均值显示,北京的可吸入颗粒物浓度(PM10)为786微克/立方米,天津的可吸入颗粒物浓度为500微克/立方米,石家庄的可收稿日期:2013-02-20修订日期:2013-05-30作者简介:杨新兴(1941-),男,中国环境科学研究院研究员,研究方向:大气环境污染。
发表论文46篇,出版科普著作一部。
获部级科技进步奖3项。
E-mail:yangxinxing@ 冯丽华,女,工程师,研究方向:数据处理。
E-mail:fenglihua99@ 尉鹏,男,博士,研究方向:气候与环境。
E-mail:weipeng_1981@大气颗粒物PM2.5及其源解析◆杨新兴尉鹏冯丽华(中国环境科学研究院,北京100012)摘要:大气颗粒物的来源分为两类:一类是自然源;另一类是人为源。
自然源主要包括:岩石土壤风化、森林大火、火山爆发、流星雨、沙尘暴、海盐粒子、植物花粉、真菌孢子、细菌体,以及各种有机物质的自燃过程等。
人为源主要包括:汽车尾气排放、摩托车尾气排放、火车机车排放、飞机尾气排放、轮船排放、工业窑炉排放、民用炉灶排放、农用拖拉机排放、工业粉尘、交通道路扬尘、建筑工地扬尘、裸露地面扬尘、烹饪油烟、街头无序烧烤、垃圾焚烧、农田秸秆焚烧、燃放烟花爆竹、寺庙香火和烟民抽烟等。
在大气颗粒物中,细颗粒物主要来自化石燃料和生物质的燃烧过程。
专家们认为细颗粒物是导致北京地区雾霾灾害天气频繁出现的最主要因素。
汽车尾气排放大量的空气污染物。
有车族对北京市严重的大气污染和雾霾灾害的形成,负有首要责任。
有车族,少开车,或者不开车,是解决目前北京严重的大气污染,阻止雾霾灾害天气频繁出现的根本出路。
关键词:环境;大气颗粒物;PM2.5;霾;汽车中图分类号:X501文献标示:A吸入颗粒物浓度为960微克/立方米。
截至13日零时,在74个监测城市中,有33个城市的空气质量达到了严重污染。
2013年1月严重雾霾天气事件中,北京市首次发出橙色污染警报,紧急启动“空气重污染日应急方案”,采取了迄今为止最为严厉的控制措施:北京58家企业完全停止生产,切断污染排放源;41家企业通过减产,减少30%的污染物排放量;在京的党政机关和企事业单位的公车停用30%。
但是,治理效果却并不明显,公众抱怨,政府着急,专家学者们忧虑。
空气严重污染,雾霾天气持续发生,成为社会经济发展的严重制约因素。
2013年2月21日,国家气象局组织召开《雾霾天气成因分析与预报技术研讨会》,邀请气象研究部门和大气环境领域的专家和学者,对雾霾的产生原因和防治问题进行了深入分析和讨论。
中国气象科学研究院张小曳研究员指出,人为排放的污染物大大超过大气环境容量的极限,造成严重的大气污染,致使雾霾天气持续多日,多次出现。
此外,不利的天气条件,促使大气层结稳定度增加,低层空气中的颗粒物迅速积聚,导致雾霾灾害更加严重,形成污染—雾霾—污染—雾霾的“恶性循环”,这是持续多日的雾霾天气多次出现,并进一步加剧的主要原因。
中国科学院大气物理所研究员王跃思博士说,在2013年1月份我国中东部发生的雾霾天气中,细颗粒物主要来自:汽车尾气排放,煤炭燃烧,工业排放,地面扬尘,餐饮业排放,以及其他无序排放,它们对大气污染物排放的贡献率分别是:25%、20%、20%、10%、15%和10%。
“外因是变化的条件,内因是变化的根据,外因通过内因而起作用”。
大气物理学家、中国科学院院士周秀骥先生强调,不能把2013年一月份的雾霾事件简单归结于全球气候变暖。
雾霾的形成,气象因素只是一个重要条件,是外部原因,而人类活动排放的大量污染物,才是形成雾霾天气灾害的内部原因,也是造成严重雾霾天气现象的根据和主要原因。
大气污染总体上在加剧。
2013年一月份的雾霾天气过程警示我们,大气污染已经到了危险的极值,加强污染源排放控制的研究和治理,已经到了刻不容缓的地步。
中国环境科学研究院的专家在回答我国的大气环境状况究竟如何时说:中国的大气环境,局部有所改善,整体状况堪忧。
大气环境持续恶化的趋势,还没有得到有效遏制。
环境科学工作者需要有科学的精神,科学的态度,科学的方法,提高科学素养,求真务实,讲真话,说实话,重实效。
对于环境治理、环境改善,环境科学工作者,责无旁贷,任重道远。
环境治理和改善,不能仅仅依靠政府的管理,还需要公众的积极参与和主动配合。
专家们对中国的大气环境的严重污染问题,普遍感到担忧,对于大气环境质量能否得到改善,不持乐观态度。
研究大气颗粒物及其来源,对于预防和控制灾害性的雾霾天气,至关重要。
然而,迄今为止,什么是粗粒子,什么是细粒子,什么是气溶胶?它们从何而来?各种排放源的贡献有多大?它们与雾和霾天气灾害的关系如何?专家们各抒己见,众说纷纭,说法不一;研究结果不尽相同,没有令人信服的结论。
可以说,大气环境科学研究的新成果,如雨后春笋,丛出不穷。
专家们如同八仙过海,各显其能。
但是,谁是英雄好汉,尚无定论。
2.基本概念2.1PM2.5与雾霾在科学研究领域里,大气颗粒物PM2.5,与雾和霾,是不同的概念[1-5]。
雾和霾,是气象学上的概念,表示两种天气的状况。
《大气科学词典》上说:霾(haze),悬浮在大气中的大量小尘粒、烟粒、盐粒的集合体,使空气混浊,水平能见距离降到10km以下的一种天气现象。
霾一般呈乳白色,它使物体的颜色减弱,使远处光亮物体微带黄色,而黑暗物体微带蓝色。
雾(fog),悬浮在贴近地面的大气中的大量微细水滴(或冰晶)的可见集合体。
雾使地面的水平能见度显著降低。
按国际气象组织规定,使能见度降低到1km以下的称为雾。
雾多为乳白色。
雾滴的直径多为4–30μm。
PM2.5,是大气环境科学研究领域里使用的概念,表示粒径在(含)2.5微米以下的颗粒物。
悬浮在空气中的颗粒物(Particulate Mat-ter,PM),是由各种不同形状、不同大小、不同重量的物质微粒组成的。
它们的形状大致可分球形、椭球形、纺锤形、碟形(盘形)、棒状、片状等几类。
在环境科学里,为了计算和处理方便,通常不考虑物质微粒的实际大小、形状和组成,把在空气中具有相似沉降速度的物质微粒,视为具有相同直径的球体。
这种视同球体的直径,称为空气动力学等效直径,简称等效粒径。
专家们根据自己的研究目的和需要,按照颗粒物的大小,把等效粒径等于和小于100微米、10微米、2.5微米、1.0微米的大气颗粒物,分别称为PM100、PM10、PM2.5、PM1.0和PM0.1。
其中PM100被称为总悬浮颗粒物(TSP)、PM10称为可吸入颗粒物、PM2.5称为细粒子;PM1.0称为超细细粒子。
另外一些专家把粒径为10纳米的大气颗粒物,称作气溶胶。
还有一些专家把粒径在100微米以下的颗粒物,统统称为气溶胶。
2.2质量密度单位体积中的物质质量,称为质量密度,用希腊字符ρ表示。
质量密度等于物体的质量(m)与体积(V)之比:ρ=mV质量密度的国际单位是:千克/立方米(kg m3)。
在大气环境科学里,通常用毫克/立方米(mg m3),或微克/立方米(μg/m3)表示大气中某种污染物的质量密度。
这种密度,又被称为绝对密度。
除此之外,还用相对密度,表示某种物质成分占物质总量的分数,其单位有:ppm(10-6),ppb(10-9),ppt(10-12)。
此外,还用ppmv,ppbv,pptv表示体积分数,用ppmm, ppbm,pptm表示质量分数。
大气环境专家们把大气的物质密度,称为“质量浓度”。
2.3数密度单位体积中的物质粒子的数量,称为数密度,用字符φ表示。
数密度等于物体中的某种物质粒子数量(N)与其体积(V)之比:φ=NV数密度的单位是:个/立方米(one m3)。
大气环境专家们把数密度,称为“数浓度”。
目前,国内外大气质量标准,只对PM10和PM2.5提出了污染控制标准限值。
一些专家们认为,大气颗粒物对环境的影响和对人体健康的危害,主要来自细颗粒物(FPs,粒径位0.1-2.5微米)和超细颗粒物(UFPs,粒径<0.1微米)。
虽然FPs和UFPs体积小,质量浓度(ρ(FPs)和ρ(UFPs))相对于总悬浮颗粒物质量浓度ρ(TSP)小很多,但其数浓度(φ(FPs)和φ(UFPs))却很大。
因此,国外又开始大规模地研究FPs和UFPs的数浓度。
2.4源与汇物质不灭和能量守衡是自然界里的最基本的和最普遍的规律。
在自然界里,物质既不会自生,也不会自灭,只能从一种形式转化为另外一种形式。
物质从一种形式向另一种形式的转化(包括物理变化和化学变化)是自然界里普遍存在的现象。
地球大气中的物质成分,除某些惰性气体外,大多数是从地球表面排放出去的。
在大气里,它们经过一系列的物理和化学变化,以不同的物质形态汇聚在地球的表面。
通常,我们把向大气排放物质的原始地点,称为物质的排放“源”(Source)。
这些物质在空间可能经过各种复杂的物理或化学变化过程,然后形成新的化学物质。
这些新的化学物质,将会不断地迁移、汇集、沉积到一个新的场所,我们把这个新的汇聚、沉积场所称作物质的“汇”(Sink)。
大气中的微量成分不仅参与源与汇之间的物质循环过程,而且还参与整个大气层内的输送过程。
大气中微量物质成分,几乎都经历一个共同的循环过程,即由源排放到大气,在大气中转化成其他的形态,然后再回到一个被称为“汇”的地方,累积起来。
大气物理和大气化学的任务,就是要研究它们变化的现象和运动的规律,认识并掌控它们,减少其对环境和人类健康的影响或危害。
2.5空气污染指数目前,我国空气污染指数的取值范围定为0-500,其中0-50,0-100,100-200,200-300,300-400,400-500分别对应于六个污染等级。
空气污染指数与污染浓度的转换,可以选用下列公式:I i=C i-C i,jC i,j+1-C i,j(I i,j+1-Ii,j)+I i+j式中,I i-第i种污染物的空气污染指数;C i-第i种污染物的监测浓度;I i,j-第i种污染物第j个转折点上的污染分指数;I i,j+1-第i种污染物第j+1个转折点上的污染分指数;C i,j-第j 个转折点上第i种污染物(对应I i,j)的浓度;C i,j+1-第j+1个转折点上第i种污染物(对应I i,j+1)的浓度。