浅析大气颗粒物污染与防治
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【摘 要】 自改革开放以来的30年间，随着我国经济持续高速发展、城市化和工业化进程日益加快，各种大气污染物排放不断增加，导致发达国家经历了上百年的环境问题在我国集中涌现。据统计资料显示，大气颗粒物是全国范围内影响城市空气质量的主要污染物，同时也是城市空气质量达标所面临的挑战所在。
【关键词】 大气污染物 环境问题 大气颗粒物 空气质量
大气颗粒物不是一种单一成分的污染物，而是由各种各样的人为源和自然源排放的大量成分复杂的化学物质所组成的混合物，并在粒径、形貌、化学组成、时空分布、来源、大气过程及寿命等方面均具有很大的变化。目前大气环境科学所研究的颗粒物的空气动力学直径通常都在0.1～100μm之间。颗粒物的粒径是描述颗粒物的一个重要指标。空气中的悬浮颗粒物通常分为总悬浮颗粒物（TSP，指空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物）、可吸入颗粒物（PM10和PM2.5，PM10是指空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物，PM2.5是指空气动力学当量直径≤25μm的颗粒物）。大气颗粒物对空气质量、人体健康、大气能见度、酸沉降、云和降水、大气辐射平衡、全球气候变化、平流层和对流层大气化学过程等均产生重要的影响。可以说，大气颗粒物正在深刻地改变着我们的地球环境。
1 大气颗粒物污染源简介及分类
城市大气颗粒物排放源种类很复杂，通常根据大气颗粒物的生成机理将大气颗粒物的排放源分为两大类，即一次颗粒物排放源类和二次颗粒物排放源类。一次颗粒物排放源类又可以分为天然源类和人为源类，二次颗粒物排放源类特指能将环境空气中的气态污染物转化生成颗粒物质的源类。
其中一次颗粒物排放源中的天然源类又包括海盐粒子、土壤尘、风沙尘和植物花粉。人为源类主要包括燃煤飞灰（包括工业燃煤飞灰、民用燃煤飞灰）、燃油飞灰（包括工业燃油飞灰、民用燃油飞灰）、机动车尾气尘、生物质燃烧飞灰（动植物焚烧、燃烧）和工业粉尘（包括钢铁冶炼尘、建筑水泥尘、其他工业尘）。二次颗粒物排放源主要有硫酸盐、硝酸盐、氯化物、铵盐、二次有机碳等。当一次和二次颗粒物沉降到露天表面，并且可以再次扬起，形成混合尘源，包括城市扬尘、道路尘等。
如果按照颗粒物的来源进行分类，可分为单一尘源类和混合尘源类，单一尘源类即由同类源排放或产生的颗粒物，如烟煤尘、土壤尘、风沙尘等。混合尘源类即由于机动车轮胎对道路的碾压作用而扬起的扩散到空气中的尘。
另外按照排放颗粒物的污染源是否固定进行分类，分为固定源类、流动源类、开放源类。对于固定源类，指固定于某一位置而不能够移动的排放源。相反，流动源指沿着一定路线移动的排放源，也被称为线源类。它又可以细分为地面流动源类、空中流动源类、水上流动源类。顾名思义，开放源类指露天环境中具有无组织排放的源，开放源类可以分为以下几种，裸土风蚀型、堆场型、道路铺装型、建筑施工型。
2 大气颗粒物污染的危害
2.1 大气颗粒物对人群健康的影响
空气污染已成为影响人类健康的主要危害之一。世界卫生组织对全球3211个城市的研究表明，2000年全球由室外空气可吸入颗粒物污染引起的早死人数约为79.9万人，其中亚太地区48.7万人，空气污染引发的疾病负担主要分布在发展中国家，亚洲的空气污染疾病负担约占全球的2/3。
空气污染物大部分是通过呼吸系统进入体内并发生沉积而引起呼吸系统疾病，或者渗透到血液和淋巴中形成内暴露，可导致恶性肿瘤和呼吸系统慢性病发病率升高。空气颗粒物污染相关的人群健康效应终点包括从亚临床效应、发病到死亡的一系列终点变化。健康终点包括：死亡、慢性支气管炎、急性支气管炎、肺气肿、哮喘发作等。
2.2 大气颗粒物对环境的影响
地壳表层物质在不同风力条件下以不同的运动方式搬运，其中长期悬浮的细颗粒物构成大气气溶胶的组分，而依靠重力自然沉降于地面的粉尘则称为大气降尘，地表起尘和大气降尘是地壳表层与大气圈之间进行物质交换的主要过程，因此大气沉降影响环境质量、土壤组成、植被生理、地表人工设施及人类健康，对陆地生态系统、海洋生态系统常造成潜在的、隐蔽的持续的影响。
大气沉降中颗粒的不同成分是地表生态系统中营养元素的重要来源之一，可以对陆地生态系统产生不同影响。比如大气氮沉降不仅造成陆地生态系统氮饱和与水体氮富集，引起区域生态系统氮失衡，还引发温室效应和臭氧层破坏等一系列全球环境问题。此外大气降尘可以使植物叶面被遮羞，进而影响植物的光合作用和呼吸作用，沉降到地表会改变土壤的酸碱度和养分供给，所有这些现象的发生也会间接影响农作物的产量和质量。
2.3 大气颗粒物对气候的影响
大气颗粒物对空气质量、能见度、酸沉降、云和降水、大气的辐射平衡、平流层和对流层的化学反应等均有重要影响。由于空气颗粒物具有各种粒度，决定了它对光的不同效应，如吸收、散射或反射作用，从而对气候产生直接和间接的效应，因而影响着大气环境和气候变化过程。
气溶胶对太阳辐射的吸收和散射会改变地球大气系统的行星反照率，从而影响到地气系统的能量平衡。据估计每年有大约100×106～200×106t的沙尘气溶胶进入大气，几乎占对流层气溶胶的一半，沙尘气溶胶的85%是沙尘暴所致。当扬沙天气发生时，大量颗粒物漂浮在空中阻挡太阳光抵达地球表面，使得可见光的光学厚度增大，抵达地面的太阳能通量剧烈下降，地面温度降低，高空的温度增高。
3 大气颗粒物污染的防治及规划
关于大气颗粒物污染的防治，我国重大环境发展规划以“五年计划”的形式提出，以五年为一个阶段对环境保护进行比较全面的、长远的发展计划。除此之外，各个地方政府也有针对重大社会活动制定的阶段性防治规划。以我国上海为例，为减少颗粒物污染，上海市近十年来，从控制降尘、TSP等粗颗粒物入手，不断加强颗粒物及其相关污染的控制，先后推进产业结构调整，实施重污染企业和地区的整治；关停小火电，建设基本无燃煤区；推进扬尘污染控制；强化机动车管理，着力降低机动车污染排放。2010年，为迎接上海世博会，保障世博期间空气质量，上海市政府一方面推进了“环保三年行动计划”和污染减排等常规措施，使污染防治水平得到稳步提升，另一方面依托“迎世博综合整治600天行动计划”，针对重点问题强化保障。监测数据显示，世博期间，空气质量优良率达到98.7%，为历年最高；空气质量一级的天数达到了历年最高的121d；二氧化硫、二氧化氮、PM10的平均浓度也是历年同期最低。
放眼国外，第二次世界大战以后，美国的工业及交通迅猛发展，但几乎没有环境法规，污染十分严重。在20世纪中叶，空气污染引发了死亡率和住院率的快速增长，有一些团体开始测量煤烟的水平并注意到城市烟雾和死亡率之间的联系。自此以后，美国大气颗粒物污染的防治工作进入了迅速发展的阶段。1970年，美国通过了《清洁大气法》，1977年和1990年进行过重大修改，立法的主要目的是达到国家环境空气质量标准（NAAQS）。为了进一步维护、改善环境空气质量，2003年美国环保局（EPA）制定了未来5年的清洁空气战略规划，包括室外空气、室内空气、大气变化、辐射防护和科学研究五个部分，每部分均制定了规划目标及完成这些目标的具体方法与战略。由美国2000～2009年期间，全国724个检测点位的季平均值得到，从2000～2009年，全国PM2.5年平均浓度降低了27%。
通过我国大气颗粒物污染防治规划与国外的比较，在指标方面的不同点有，国内的情况比较注重传统污染物的控制，如二氧化硫；缺乏有毒污染物的排放、室内空气质量及排放源中具体有毒元素量的控制。国外情况是大气污染因素还包括烟尘、特定有害物质及机动车废气。对于焚烧源中HCL、HF、二英、呋喃、二氧化硫等污染物的排放限制。市场动作方面的不同点有，在国内，部分城市开展大气污染排放交易；国力限制，无法对污染控制进行大的投入。国外能空分发挥市场经济条件，引入市场机制，产业化、社会化、市场化、企业化。
最重要的关于公众参与方面，国内公众的环保意识及参与性不高，规划工作还需要更加民主原则。而国外制定有关自愿性规划，信息通报，公众和非政府组织还可以向职责机构提起环境预防和补救行动。希望通过以上对比分析国内外的防治规划，为完善我国空气颗粒物污染防治的政策和规划提供参考和启示。
参考文献：
[1]贺克斌，杨复沫等著.大气颗粒物与区域复合污染[M].科学出版社.
[2]白志鹏，王宝庆等编著.空气颗粒物污染与防治[M].化学工业出版社.
[3]胡敏，何凌燕等著.北京大气细粒子和超细粒子理化特征、来源及形成机制[M].科学出版社.