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1、城市大气中PM-2.5污染控制的意义与途径-绿色环保简介：论述了控制城市大气中PM-2.5污染的意义;在剖析PM-2.5组成与来源的基础上,分析了控制PM-2.5的途径,并对今后的研究提出了一点看法。关键字：城市大气PM-2.5二次粒子能见度气溶胶PM-2.5是指由固体粒子和液态粒子混合组成的、粒径小于2.5微米的细粒子。PM-2.5气溶胶是典型的大气累积性的复合污染形态。PM-2.5气溶胶的复合污染作用往往超过传统的大气污染物,日益成为表征城市大气污染的首要指标(彭应登,1999)。剖析PM-2.5
2、的组成与来源、分析PM-2.5控制的有效途径,对治理城市大气污染的近期目标和长远目标均有积极意义。1.PM-2.5控制的意义1.1PM-2.5是导致城市人为能见度下降的祸首光波在大气中传播时,因受气溶胶和气体分子的散射和吸收而削弱。光的强度按指数律衰减,对波长为λ的单色光有:Iλ=Ioλexp[-∫[SUB]o[/SUB]Rbλ(r)dr]式中Iλ为衰减后的光强度;Ioλ为入射光强度;R为光传播距离;bλ(r)为传播路径上的消光系数。大气消光系数是气溶胶消光系数和气体分子消光系数之和。在低层大气中气溶
3、胶粒子的消光效应远大于空气分子的消光系数。能见度与平均大气消光系数之间有关系式:R=3.912/b式中R为水平能见度(公里);b为白光的大气消光系数(公里-1)。低层大气中影响能见度的大气粒子可分为以下三类模态:①.核粒模态:0.005微米—0.1微米②.积聚模态:0.1微米—2.5微米③.粗粒模态:2.5微米—100微米在以上三类粒子中,粒径小于2.5微米的粒子(PM-2.5)的消光作用远大于粒径在2.5微米以上的粒子。在小于2.5微米的粒子中,粒径在可见光波长范围(0.4微米—0.7微米)内的气溶
4、胶粒子的消光作用最强。PM-2.5的化学组分主要包括硫酸铵(亚硫酸铵)、硝酸铵、有机炭、炭黑和灰尘等五类。大气消光系数与这些大气污染物浓度之间的关系可表达为:be=br+∑βiCi式中be为消光系数;br为天然大气分子对光的散射(使天空呈现蓝色);βi为i类污染物粒子的消光率(m2/g);CI为I类污染物粒子的浓度(ug/m3)。研究表明(Malmetal.,1996),上式还可近似地表达为:be=br+3f(RH)[硫酸铵浓度]+3f(RH)[硝酸铵浓度]+4[有机碳浓度]+[土壤粒子浓度]+0.6
5、[粗粒子浓度]+ba式中f(RH)为随相对湿度而变化的散射率;ba为吸光系数(主要是炭黑的吸光作用)。由此可知,在影响大气能见度的粒子中,二次粒子占有重要的的地位。此外,二次粒子的消光作用与大气的相对湿度密切相关。二次粒子在水滴的作用下能相互凝结成粒径较大的粒子(0.3微米—1.5微米),从而对可见光(波长为0.4微米—0.7微米)的散射作用增强。在大气相对湿度大于70%时,二次粒子散射率增加的现象就更为明显(RogersandWatson,1991)。二次粒子散射率随相对湿度变化函数可表达为:f(R
6、H)=bs(RH)/bs(0%)式中bs(RH)为相对湿度大于0%时的湿散射率;bs(0%)为相对湿度为0%时的干散射率。在美国,由于东部的相对湿度较高(年平均为70%-80%),西部的相对湿度较低(年平均为50%-60%),加上东部地区硫酸铵(亚硫酸铵)的水平较高,结果导致东部地区的能见度明显低于西部地区(OAR,1996)。由此可知,在影响大气能见度的粒子中,PM-2.5占有极其重要的主导地位。由于PM-2.5的原因,美国大部分地区的能见度只有天然能见度的30%。在美国的许多地方(例如国家森林公园
7、和自然保护区),尽管大气中常规的污染物指标均达到规定的标准,但仍被能见度的问题所困扰。所以在1985年,美国在联邦层次建立了保护能见度的多部门监测计划(IMPROVE),并从1987年开始在全国20个一类地区陆续采集数据。从1991年开始,美国的一些地方政府也加入了能见度的监测行列。在这些长期的监测计划中,PM-2.5是核心的监测指标。1.2PM-2.5是城市大气污染物中损害人体健康的元凶我国1996年颁布的空气质量标准规定中新增加了PM-10(粒径小于10微米的颗粒物)的标准,因为PM-10易进入人
8、的呼吸道,对人体健康构成威胁。而美国的大量研究表明,对人体健康危害最大的颗粒物是PM-2.5,因为这些细颗粒物可以穿过肺部并存留在肺的深处。PM-2.5除了本身对人体呼吸系统具有刺激作用、致敏作用及其它有害作用外,同时它还可能作为携带细菌微生物、病毒和致癌物的载体侵入人体肺部，严重危害人体健康。研究资料表明:北京市城区颗粒物中近90%的有害有机化学成分、近80%的有害无机化学成分分布在径粒小于3微米的细粒中(葛启坛,1993)。可吸入颗粒物已成为大气污染
