PM2.5的成分特征及來(lái)源分析

于悅

摘 要：PM2.5是空氣中動(dòng)氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于2.5μm的懸浮顆粒物。通過對(duì)PM2.5的來(lái)源分析，發(fā)現(xiàn)PM2.5的產(chǎn)生途徑大多是機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放、煤的燃燒、生物質(zhì)的燃燒等。以北京地區(qū)為例，對(duì)PM2.5的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，PM2.5的濃度會(huì)受到季節(jié)的影響，夏季濃度較低，冬季和春季的濃度較高，早春和冬季北方地區(qū)天氣寒冷，人們需要燒煤取暖，因此，PM2.5的濃度相比其他季節(jié)要高。同時(shí)，研究數(shù)據(jù)表明在沙塵天氣、交通運(yùn)輸高峰期揚(yáng)起地面的粗顆粒物能減小PM2.5在PM10中占的比例。PM2.5濃度不僅與季節(jié)有關(guān)，而且與氣壓、地區(qū)的相對(duì)濕度、風(fēng)速都有著密不可分的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：PM2.5；成分特征；來(lái)源分析

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432210

1 對(duì)PM2.5成分特征研究分析的方法

采用PMF方法對(duì)PM2.5的成分進(jìn)行研究分析，用PMF進(jìn)行分析的結(jié)果都是大于等于零的，分析的結(jié)果是唯一的；PMF方法會(huì)對(duì)研究的結(jié)果進(jìn)行誤差分析，大大提高了研究的準(zhǔn)確性，結(jié)果更接近現(xiàn)實(shí)。

2 對(duì)試驗(yàn)所測(cè)PM2.5成分分析

2.1 PM2.5的濃度受季節(jié)的影響

從試驗(yàn)所得結(jié)果可以看出，夏季PM2.5的日平均濃度為71μg/m3，超標(biāo)率為15%，最高日平均度為121μg/m3，其他3個(gè)季節(jié)PM2.5的日平均濃度、超標(biāo)率、最高日平均年濃度更高?，F(xiàn)有的資料對(duì)PM2.5日平均濃度的規(guī)定，日平均濃度不得超過75μg/m3，因此，我國(guó)應(yīng)該采取一定的措施降低PM2.5的濃度。雖然PM2.5的整體日平均濃度在夏季最低，但是最低日平均濃度卻出現(xiàn)在秋冬季。夏季天氣較干旱，PM2.5濃度只有在夏季雨水后才能得到有效地改善，而春季、秋季、冬季3個(gè)季節(jié)會(huì)有冷空氣出現(xiàn)，PM2.5的濃度可以通過冷空氣得到有效地緩解，能夠?yàn)槲廴疚锏乃捷斔秃蛿U(kuò)散提供更好的條件。因此，PM2.5的日平均濃度最低出現(xiàn)在秋冬季是合乎常理的。

2.2 PM2.5與氣壓，相對(duì)濕度和風(fēng)速之間的關(guān)系

從圖1可以看出，PM2.5的濃度與相對(duì)濕度的相關(guān)系數(shù)都是大于零的，說明呈現(xiàn)正相關(guān)，并且夏季的相關(guān)系數(shù)最低，而冬季的相關(guān)系數(shù)最高。出現(xiàn)這種差別的原因是：夏季的降水量相對(duì)于其他季節(jié)的降水量較多，此時(shí)空氣的相對(duì)濕度較平常會(huì)上升，對(duì)PM2.5的清除作用明顯提高，在其他季節(jié)，空氣的相對(duì)濕度較小，降水量也少，不利于PM2.5的清除，污染物比較難擴(kuò)散；PM2.5無(wú)論在那個(gè)哪個(gè)季節(jié)，與風(fēng)速都是呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的，從圖中可以看出，在夏季負(fù)相關(guān)系數(shù)的數(shù)值最小，冬季的數(shù)值較大。這是因?yàn)槎斓娘L(fēng)速、風(fēng)力都大，對(duì)污染物的擴(kuò)散與運(yùn)動(dòng)都有利，因此，在冬季PM2.5的濃度下降的比較明顯；當(dāng)氣壓上升時(shí)，冷空氣活動(dòng)加強(qiáng)，風(fēng)力與風(fēng)速也會(huì)明顯加大，擴(kuò)散作用相對(duì)來(lái)說比較明顯，PM2.5的濃度下降明顯，當(dāng)氣壓降低時(shí)，冷空氣活動(dòng)較弱，風(fēng)速較小，擴(kuò)散作用較弱，PM2.5的濃度變化不大。

3 用PMF方法分析研究的成果

3.1 元素的分析研究

通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，由于日本是一個(gè)島國(guó)，受海洋的影響較大，PM2.5中CI元素的含量居于首位，我國(guó)僅此于其后，比其他國(guó)家分析研究的結(jié)果都要高。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)各個(gè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，尤其是我國(guó)的鋼產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致污染嚴(yán)重，比如太原的太鋼集團(tuán)，由于大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，忽略了環(huán)境的治理，導(dǎo)致出現(xiàn)大面積的霧霾天氣，在加上風(fēng)向的影響，污染物隨著風(fēng)擴(kuò)散到各個(gè)地方。也正是由于我國(guó)鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致我國(guó)PM2.5中Fe、K、Mn的濃度相比其他國(guó)家偏高。

3.2 PM2.5中OC和EC的濃度分析

經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)PM2.5中OC和EC的含量呈現(xiàn)季節(jié)性的特點(diǎn)，秋季OC和EC的含量高，相對(duì)來(lái)說，夏季的含量低，造成這個(gè)特點(diǎn)的原因是秋季氣溫比較溫和，天氣較好，大氣中的OC的濃度升高，OC與EC的比值增高，夏季由于降水量多，對(duì)PM2.5的沖刷作用明顯，碳濃度降低。加上工業(yè)廢氣，機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放，污染物粒子的種類增多，碳元素的含量也上升?？諝庵械腃O2會(huì)在適合的濕度，溫度的作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，造對(duì)空氣造成二次污染。

4 PM2.5的來(lái)源分析

現(xiàn)在國(guó)民的生活水平提高了，隨著私家車的普及，車輛尾氣大量排放導(dǎo)致PM2.5 大增。美國(guó)的研究表明，按排放源劃分的話，上路車輛占總排放量的10%，非上路車輛排放源占18%，固定源占72%。

人為直接排放，主要來(lái)源于煤炭的燃燒，汽油、柴油的大量消耗，生物質(zhì)（秸稈、樹枝）的大量燃燒，垃圾的不合理燃燒。PM2.5的來(lái)源還有工業(yè)的粉塵，施工現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵。大量吸煙也會(huì)導(dǎo)致空氣污染物的增加。

自然因素有花粉的傳播，真菌細(xì)菌的污染、火災(zāi)的影響。

5 PM2.5的危害

人類的身體對(duì)PM2.5沒有阻攔過濾功能，也就是沒有對(duì)PM2.5的屏障，這樣PM2.5就會(huì)肆無(wú)忌憚地進(jìn)入人類的身體，會(huì)加重呼吸道疾病，甚至?xí)鹦难芗膊?，尤其?duì)老人和小孩的身體造成極大的危害。對(duì)血液也會(huì)造成影響，導(dǎo)致供血不足，出現(xiàn)貧血癥狀。

當(dāng)PM2.5進(jìn)入人體的時(shí)候，會(huì)攜帶許多病毒一起進(jìn)入人類的身體，導(dǎo)致許多居民換上肺癌。

當(dāng)孕婦吸入過多PM2.5的時(shí)候，對(duì)胎兒的發(fā)育也會(huì)造成影響，會(huì)導(dǎo)致嬰兒的體重偏低，先天性的功能障礙，甚至還會(huì)導(dǎo)致人類生殖能力下降。

容易形成灰霾，當(dāng)在一定的溫度下，可溶性的固體融入水中由于各方面的原因形成液滴，由于液滴的存在，加上光的反射，折射，降低了空氣的可見度，不便于人類的出行，也容易發(fā)生交通事故，目前，由于灰霾而發(fā)生的交通事故數(shù)不勝數(shù)。

6 小結(jié)

通過對(duì)PM2.5的成分及來(lái)源進(jìn)行分析，知道了PM2.5主要是由于化石燃料的燃燒，生物質(zhì)的燃燒，汽車尾氣的排放等。對(duì)PM2.5的成分進(jìn)行分析，知道PM2.5當(dāng)中所含有的元素，找到造成空氣污染的根源，為從根源進(jìn)行防治提供了可能性。

控制源頭，對(duì)于一些污染嚴(yán)重的企業(yè)，要對(duì)他們進(jìn)行革新，更新他們的設(shè)備。提倡新能源的使用，比如風(fēng)能、核能、太陽(yáng)能，少用化學(xué)燃料。出門少開私家車，多坐公交車，國(guó)家也要大力發(fā)展公交車系統(tǒng)，比如為了提高效率，可以引進(jìn)快速公交系統(tǒng)。在施工現(xiàn)場(chǎng)以及容易發(fā)生揚(yáng)塵的地方進(jìn)行灑水作業(yè)。對(duì)于農(nóng)業(yè)，國(guó)家應(yīng)該鼓勵(lì)發(fā)展綠色環(huán)保的農(nóng)業(yè)，農(nóng)民也應(yīng)該響應(yīng)國(guó)家的政策，不要露天焚燒秸稈等農(nóng)作物，少使用農(nóng)藥，多種樹。國(guó)家對(duì)于那些亂排放的企業(yè)要進(jìn)行處理，并且制定相應(yīng)的政策，在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上給予支持。倡導(dǎo)廣大人民群眾從自身做起，少使用塑料袋，少進(jìn)行燒烤，少吃油炸食物，要敢于揭發(fā)身邊污染環(huán)境的企業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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