江北區(qū)大氣中PM2.5的分布特征及來(lái)源解析

付萍+熊彥淇

摘 要：結(jié)合實(shí)際，針對(duì)江北區(qū)大氣中PM2.5的分布特征及來(lái)源進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：PM2.5；分布特征；來(lái)源

1 PM2.5概述

2013年初，我國(guó)中東部多地遭遇霧霾天氣，能見(jiàn)度降低，空氣污染嚴(yán)重。1月內(nèi)，全國(guó)共出現(xiàn)了4次較大范圍的霧霾天氣過(guò)程，涉及到30個(gè)?。▍^(qū)、市）。持續(xù)的霧霾天氣對(duì)交通、人類(lèi)健康、大氣能見(jiàn)度等造成了不同程度的影響，由于霧霾天氣的主要危害來(lái)自于PM2.5，引發(fā)了人們對(duì)其越來(lái)越廣泛的關(guān)注。

1.1 PM2.5的定義、組成及特性

大氣顆粒物通常被分為粗顆粒物和細(xì)顆粒物兩個(gè)類(lèi)別。PM2.5屬于細(xì)顆粒物，是指動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≦2.5微米（μm）的顆粒物，可直接進(jìn)入肺泡，又稱(chēng)可吸入肺顆粒物，是大氣中最重要的污染物之一。

PM2.5的化學(xué)成分非常復(fù)雜，受其來(lái)源、粒徑、所處氣候條件等因素影響，主要包括無(wú)機(jī)元素、水溶性無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物以及含碳組分等，除了各種污染源的一次排放外，還包括氣態(tài)污染物經(jīng)由復(fù)雜的大氣光化學(xué)反應(yīng)而形成的二次污染物。

1.2 PM2.5的來(lái)源

PM2.5主要來(lái)源于火力發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣、物質(zhì)燃燒、二次生成、道路揚(yáng)塵等過(guò)程。PM2.5由直接排入空氣中的一次微粒和空氣中的氣態(tài)污染物通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化生成的二次微粒組成。在一次微粒中，塵土性微粒主要來(lái)源于道路、建筑和農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的揚(yáng)塵，碳黑粒子主要來(lái)源于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、鍋爐、廢物焚燒、露天燒烤、火燒秸稈和居民燒柴等。二次粒子硫酸銨和硝酸銨的前體物SO2主要來(lái)源于燃煤鍋爐和燃油鍋爐，NOX主要來(lái)源于鍋爐與機(jī)動(dòng)車(chē)等。

1.3 PM2.5等大氣顆粒物的粒徑分布

大氣顆粒物的粒徑大小直接影響著大氣顆粒物的排放特征、化學(xué)變化，以及大氣中的遷移、傳輸和沉降過(guò)程，甚至包括大氣顆粒物的物理化學(xué)性質(zhì)等諸多方面；大氣顆粒物在大氣環(huán)境中通常以愛(ài)根核模態(tài)、積聚模態(tài)和粗粒子模態(tài)三種模態(tài)分布。

1.4 PM2.5對(duì)環(huán)境和健康的影響

1.4.1 PM2.5對(duì)大氣能見(jiàn)度的影響。大氣能見(jiàn)度降低，對(duì)飛機(jī)起飛、降落以及地面交通安全構(gòu)成巨大的威脅。專(zhuān)家指出，PM2.5是導(dǎo)致大氣能見(jiàn)度降低的罪魁禍?zhǔn)?。能?jiàn)度降低的主要原因是氣體污染物和大氣顆粒物對(duì)光的吸收和散射減弱了光信號(hào)，使物體和環(huán)境背景之間對(duì)比度降低。能見(jiàn)度與細(xì)顆粒物呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即顆粒物粒徑越小對(duì)能見(jiàn)度的影響越明顯。

1.4.2 PM2.5對(duì)人體健康的影響。大氣顆粒物粒徑的大小是決定其毒性的主要因素，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織指出粒徑在2.4μm以下范圍內(nèi)的的大氣顆粒物容易引起兒童和成人肺部疾病發(fā)病率升高，屬于“高危險(xiǎn)性”大氣顆粒物，這個(gè)粒徑范圍與PM2.5的粒徑劃分界限很接近；此外，由于他們具有比較大的比表面積，故容易吸附有害元素及化合物，且粒徑越小，越容易隨呼吸通過(guò)鼻纖毛進(jìn)入血液或沉積在肺部，細(xì)顆粒上吸附著的有害物質(zhì)成分可以被人體有效的吸收從而進(jìn)入到人體的血液中，使人罹患呼吸系統(tǒng)疾病或心腦血管疾病。

2 江北區(qū)PM2.5研究分析概況

江北區(qū)位于長(zhǎng)江、嘉陵江交匯處北岸，東、南、西三面分別與巴南、南岸、渝中、沙坪壩四區(qū)隔江相望，北與渝北區(qū)相連。地貌大多為“坪”、“丘”、“谷”、“壩”，以淺丘陵為主，海拔為160-586米之間，地勢(shì)東北高，西南低。區(qū)域?qū)儆谥衼啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤(rùn)氣候，初夏多雨、夏多伏旱、秋多綿雨、冬多云霧、濕度大、霜雪少、日照少、風(fēng)力小、四季分明。

3 監(jiān)測(cè)情況

3.1 點(diǎn)位設(shè)置

采樣點(diǎn)位分別選取鴻恩寺、五寶鎮(zhèn)、江北嘴和港城工業(yè)園區(qū)四個(gè)具有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。

3.1.1 鴻恩寺監(jiān)測(cè)點(diǎn)。鴻恩寺位于嘉陵江北岸，處重慶市江北區(qū)龍脊山，東接觀音橋商圈，北接加州高密度住宅區(qū)，西臨嘉華大橋，公園平均海拔350米，總占地面積1020畝。鴻恩寺是一個(gè)典型的山地公園，區(qū)內(nèi)地形起伏較大，西北面為懸崖峭壁，南側(cè)臨江面為斜坡和臺(tái)地地貌。站點(diǎn)東邊主為占地移民居民住宅樓；南邊為保利江上明珠住宅區(qū)；西邊以洋房住宅區(qū)為主；北邊為東原高密度住宅區(qū)。

3.1.2 五寶鎮(zhèn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。五寶鎮(zhèn)位于重慶市江北區(qū)東端，地處長(zhǎng)江北岸，三面環(huán)水，背靠明月山脈。東南與巴南區(qū)隔江相望，西與江北區(qū)魚(yú)嘴、復(fù)壤接壤，北以御臨河為界，與渝北區(qū)御臨鎮(zhèn)隔河相望，距江北區(qū)中心商圈觀音橋約54公里。東面和南面主要居民住宅樓，西面為學(xué)校和行政中心，北面暫無(wú)居民樓。

3.1.3 江北嘴監(jiān)測(cè)點(diǎn)。江北嘴位于重慶市江北區(qū)長(zhǎng)江與嘉陵江交匯處，占地2.26平方公里，與渝中區(qū)朝天門(mén)、南岸區(qū)彈子石濱江地區(qū)隔江相望，隨著東水門(mén)、千廝門(mén)大橋的貫通，江北嘴、解放碑、彈子石三大CBD將形成重慶市的“金三角”、“城市核心圈”。江北嘴中央商務(wù)區(qū)是中國(guó)中部地區(qū)及西部地區(qū)唯一的國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略金融中心，是中國(guó)內(nèi)陸地區(qū)對(duì)外開(kāi)放的門(mén)戶和窗口，也是內(nèi)陸地區(qū)唯一國(guó)家級(jí)新區(qū) --兩江新區(qū)的核心與龍頭，除了承載金融中心的功能之外，還承載商業(yè)中心的功能。東邊以住宅樓為主；南邊為大劇院和科技館；西邊以商務(wù)區(qū)為主；北邊為高密度住宅區(qū)。

3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

3.2.1 鴻恩寺監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析。2013年10月22日至2013年11月21日，對(duì)觀音橋街道鴻恩寺PM2.5濃度進(jìn)行了連續(xù)一個(gè)月監(jiān)測(cè)，2014年3月29日至4月8日進(jìn)行了連續(xù)11天監(jiān)測(cè)。

除2013年11月1日至10日時(shí)段的監(jiān)測(cè)結(jié)果外，其它時(shí)段鴻恩寺PM2.5的濃度均偏高，未能達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。主要原因可能是鴻恩寺四周還在建設(shè)過(guò)程中，揚(yáng)塵污染比較大，另外四周主交通主干道，車(chē)輛多，汽車(chē)尾氣影響也比較大。

3.2.2 五寶鎮(zhèn)監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析。2014年3月29日至4月3日，對(duì)江北區(qū)五寶鎮(zhèn)的PM2.5濃度進(jìn)行連續(xù)6天監(jiān)測(cè)。

五寶鎮(zhèn)PM2.5的濃度六天的監(jiān)測(cè)結(jié)果均達(dá)到了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。主要原因是五寶鎮(zhèn)無(wú)工業(yè)區(qū)，地處偏遠(yuǎn)，人品密度較小，自然環(huán)境保持較好。

3.2.3 江北嘴監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析。2014年4月3日至4月8日，對(duì)江北嘴PM2.5濃度進(jìn)行連續(xù)6天監(jiān)測(cè)。

在監(jiān)測(cè)期間，江北嘴的PM2.5濃度僅兩天達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其余四天均未達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，且最高濃度達(dá)107.6μg/m3，超標(biāo)1.54倍。主要原因可能是江北嘴作為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略金融中心與商業(yè)中心，正處于大開(kāi)發(fā)、大建設(shè)時(shí)期，揚(yáng)塵對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)較大，西邊主干道車(chē)輛尾氣也有一定影響。

4 江北區(qū)PM2.5總體質(zhì)量濃度分布特征

根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，由于功能區(qū)不同、污染物來(lái)源不同、氣象條件變化等因素影響，空氣中PM2.5的濃度分布存在著時(shí)間、空間上的相應(yīng)差異。

總體來(lái)說(shuō)，污染源排放在一般情況下排放量比較穩(wěn)定，基本不會(huì)發(fā)生很大幅度的變化，除非在特殊情況下發(fā)生改變，如事故型污染物泄露、特定節(jié)日中煙花爆竹的使用等，而各污染物濃度的變化可能主要是某些氣象影響因素的變化所引起的。一般會(huì)影響污染物濃度的氣象因素包括風(fēng)速、溫度和雨量等。溫度和濕度的變化對(duì)PM2.5和水溶性離子組分的影響比較復(fù)雜。

5 展望

源頭控制對(duì)于防治PM2.5污染尤為重要。我國(guó)PM2.5的研究工作起步較晚，研究的系統(tǒng)性和深度比發(fā)達(dá)國(guó)家尚有較大差距。應(yīng)在全面認(rèn)識(shí)PM2.5的污染特性及分布特征等的基礎(chǔ)上，善用源解析的技術(shù)和手段，準(zhǔn)確找出PM2.5的污染源頭，從而有的放矢地提出PM2.5的源頭削減措施，高效應(yīng)對(duì)PM2.5區(qū)域復(fù)合型污染。

參考文獻(xiàn)

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