环境空气PM2.5浓度变化特征及防治措施研究

常 娟

（山西省阳泉生态环境监测中心 山西阳泉 045000）

引言

社会工业产业发展进度提升的同时，我国环境空气质量整体呈现一种恶化趋势，尤其在一些一线城市，雾霾、由于环境污染导致的酸雨等极端天气已屡见不鲜。根据我国生态环境保护局发布的《全球环境空气质量报表》文件可知，在2019 年，我国以京津冀为代表的多个城市，每年空气无法达到质量标准的天数在200.0 天以上，其中重度环境污染的天数占总天数的20%。对被污染的大气环境进行取样调查，发现造成大气环境污染的主要原因是大气中PM2.5浓度超出标准[1]。其中，PM2.5 又被称为可吸入的颗粒污染物，此种颗粒物对于重金属物质与气态污染物具有较强的吸附作用，属于大气中病毒与细菌的主要传播载体，当人体吸入过量的PM2.5 颗粒物后，人体呼吸道与肺部功能将受到影响。为了降低环境空气中PM2.5 对人体健康造成的危害，地方科研单位采用实地考察的方式，对某地区环境空气PM2.5 含量进行了连续监测，并希望通过此次的研究，掌握PM2.5 浓度变化特征。

以此为依据，为地方城市生态环境治理与极端雾霾天气防治提供指示方向，实现将环境空气中的颗粒污染物降至一个可控范围内，避免由于大气环境污染对人体生命健康造成的威胁。但相关此方面的工作是一个长期性工作，并不是一朝一夕即可完成的，因此，还需要在后期相关工作中，通过逐步实践，完善现有的环境空气PM2.5 防治方案。

1 环境空气PM2.5 的现状

空气中的微生物是城市环境中最主要的一种生物物质，它与城市大气污染、城市环境质量以及人类的身体状况有着直接的联系。大气中的细菌，可以通过大气中的细菌传播到周围的环境，引起人体的过敏性，对人体的健康产生很大的威胁。近年来世界各国飞速发展，无论是发展中国家还是发达国家都在该过程中饱受颗粒物空气污染问题，也就是经常提到的环境空气PM2.5。其中，在1952 年曾出现过的伦敦烟雾事件最为典型，曾一度导致4000 多人死亡，在20 世纪中成为重大环境灾害事件之一。

世界卫生组织（WHO）“2018 年城市户外空气污染数据库”显示，年均PM2.5 浓度排名前十的城市中9 个都在印度，而印度的坎普尔市作为年均PM2.5 浓度最高的城市，其余一个在喀麦隆；中国则有58 个城市入围年均PM2.5 浓度排名前一百的城市，印度在此排名中占有17 个名次，孟加拉国和巴基斯坦各有5 个城市以及其他9 个国家的城市。前一百名城市的PM2.5 浓度值远超世卫组织空气质量准则（年平均浓度PM2.5＜0ug/m3），这些城市的PM2.5 年平均浓度值均大于62ug/m3。据世界卫生组织统计，在2016 年，全世界有420 万人的过早死亡都与城市和农村地区的环境中的空气污染有关，暴露于直径2.5微米或更小的颗粒物质（PM2.5）是导致这种情况的根本原因，中风、心脏病、肺癌和慢性呼吸道等疾病与这种颗粒有着密切的联系。在当前社会中，全世界91%的人口的居住地均存在超过世卫组织空气质量准则（年平均浓度PM10＜20ug/m3，PM2.5＜10ug/m3）的现象，颗粒物的短期或者长期暴露不仅对环境造成恶劣影响，还严重影响了人类的健康状况。因此，空气污染问题对全世界来说都是一个迫在眉睫的严峻问题。

2 环境空气PM2.5 的来源与危害

PM2.5 是指环境空气中的颗粒状污染物，由于PM2.5 浓度过高导致的环境污染问题主要由两个原因构成，一方面为人为因素导致，另一方面为社会自然因素导致。

前者又被划分为固定来源与流动来源，其中固定来源是指地方工业生产单位在进行化工生产过程中，由于生产行为或组织经营行为产生的大量污染物，此种物质排入大气中会与空气中的水汽凝聚在一起，形成细小的颗粒物。城市的大气污染和当地的产业结构、城市布局、地理环境、气象条件和机动车数量有很大的关系。流动来源是指城市道路交通运输设备在使用中，在大气中排放的含有氧化物与硫化物，此种物质主要由尾气造成[2]。

后者为社会自然因素，主要是指由非人为因素导致的环境空气质量问题，包括土壤扬尘、植物花粉传播等。除此之外，自然界中的地质灾害也会导致环境空气PM2.5 的浓度呈现一种提升趋势。

为了实现对环境空气PM2.5 污染现象的改善，应当对环境空气PM2.5 的危害进行分析，具体内容如下。

（1）对人体健康的危害[3]

由于环境空气PM2.5 物质较为特殊，人体呼吸系统无法有效地过滤这些粒径，污染物经过人体呼吸道，达到人体心脑血管系统中，导致人体健康受到威胁，而孕妇会在环境空气PM2.5 的影响下生产畸形胎儿。例如，环境空气中的PM2.5 污染物中含有大量的硫化物、铅类物质，当人体直接吸入此类物质后，会加大人体患病的发生概率，尤其一些氮氧类物质或碳氮类物质，会附着在空气中粉尘颗粒的表面，从而诱发人类机体内部循环结构异常，导致人体出现动脉硬化、心肌梗死等疾病。同时，颗粒中含有的黑炭类物质会引发人体内细胞突变或DNA 结构损伤，当空气中此类物质含量超出标准时，会影响到儿童身体的正常发育，从而使幼儿出现记忆力减退、行为与认知方面障碍等问题。

（2）为对空气环境能见度的干预

当环境空气PM2.5 超过标准值时，光的散射能力降低，天空呈现一种被遮挡状态，此种现象称之为雾霾。

（3）对生态气候的负面影响

环境空气PM2.5 能够吸收一定的太阳光与辐射光，此时地面射出的长波受到影响，降雨过程受到干预，直接影响气候与自然气候。

3 环境空气PM2.5 浓度变化特征

针对环境空气当中的PM2.5 浓度变化特征，从纵向角度分析，利用某城市近五年的连续实测数据，将其平均浓度变化情况统计，并绘制成表。

如表1 所示。

表1 某城市近五年PM2.5平均浓度变化记录

从表1 中统计数据可以看出，在该城市近五年时间内，其PM2.5 平均质量浓度整体呈现出不断下降的趋势，在第五年略有提高，总体平均浓度和标准偏差均得到降低。除此之外，从表1 中数据进一步分析得出，第三年、第四年和第五年的PM2.5 平均浓度较为接近。

通过对近几年该城市的空气总体平均PM2.5 浓度计算得出，这五年的平均值为44.91μg/m3，其中第四年和第五年的PM2.5 年平均浓度低于该平均值，而第一年、第二年和第三年的PM2.5 平均浓度超过该平均值。

因此，通过上述分析得出，当前PM2.5 浓度变化特征整体呈现出不断下降的趋势，其主要原因是当前政府及相关部门对环境污染问题的重视程度不断提高，并提出了相应的降低PM2.5 浓度的措施。但在近几年又出现略微上升的趋势，其主要由于当前工业化建设和发展的水平提升速度较快，但现有环境污染治理措施的强度无法达到相关要求，因此出现了治理措施合理性不断降低的问题产生。

4 防治措施

4.1 设置工业生产排放控制指标

在深入对环境空气PM2.5 来源的研究中发现，其主要源头为工业生产排放，尽管城市交通与人为因素也会在一定程度上对环境空气PM2.5 浓度造成影响，但其他行业排放的PM2.5 均属于低排放量，覆盖范围也相对较小。因此，要实现对环境空气PM2.5浓度的有效控制，应当从源头入手，控制工业生产的排放量，从而降低由于工业发展而导致的大气环境污染问题[4]。

为了落实此项工作，有关单位联合地方环境保护局发布了 《环境空气PM2.5 浓度标准，GB2309-2018》文件，文件中明确提出了环境空气中PM2.5 物质浓度的含量，并制定了地区环境空气PM2.5 年平均标准与日平均标准，分别为15.0μg/m3与35.0μg/m3，此标准在国家内属于一级标准，主要面向一、二线城市与省内代表性城市。在此基础上，文件细化了三、四线城市与镇级市的环境空气PM2.5 浓度标准，分别为35.0μg/m3与70.0μg/m3，此标准属于二级标准。随着相关文件的制定及其在市场内的发行，也代表了我国已重视到了环境空气治理工作的重要性。

为了满足不同地区的工业发展，保障在经济可持续建设的同时，提升地区的环境空气质量，地方政府以此文件作为依据，设置了地方工业生产排放控制指标。即工业生产单位按照占地面积与年收益，可被划分为一级单位、二级单位与三级单位，根据不同单位的生产模式与工业生产需求，地方政府再次制定了针对不同级别工业单位的每日污染物排放量指标[5]。并在每个工业生产单位的生产线与生产车间内安装一个PM2.5 浓度传感器，主要用于监测其生产过程中排除气体与污染物的PM2.5 物质浓度。

在监测过程中，可将此装置与地方环境保护局的预警系统之间建立通信连接，当工业生产单位处于正常排放量时，前端无预警，生产指示灯显示为绿色。当工业生产单位在进行生产与组织经营过程中，违规排放了超出标准的大气污染物，传感器将自动根据空气中PM2.5 浓度，进行污染物预警，此时前端发出污染预警，生产指示灯显示为红色。

当工业生产单位多次出现安全预警行为时，地方政府可以采取一定的措施，对其生产行为进行约束，或根据其排放的PM2.5 浓度，严格要求其购买污染物净化装置，将排出的气体经过净化处理后再排放。对于未经过政府允许私自改装或加装传感器的工业生产单位，地方政府可以责令其停业或对其进行现金处罚。

除此之外，对于未发生监测预警，便主动安装净化装置的工业生产单位，政府除了可以给予其一定的购买补助与奖励，还可以提供企业一个生产融资渠道。例如，对于积极响应政策与制度的企业单位，政府可赋予其信誉机构的荣誉称号，并为其提供更大规模的融资资金。

以此种方式，鼓励工业生产的绿色化与无污染化，并在地区内成立对应的试点绿色企业，从而实现对环境空气中PM2.5 浓度的有效控制。

4.2 健全城市绿色低碳方案

上述提出的措施属于控制类措施，也属于强制执行的措施之一，但要在真正意义上改善环境空气质量问题，降低环境空气中PM2.5 的浓度，还需要健全城市绿色低碳发展方案，树立全民环保意识。

例如，可设立一个绿色示范城市，对于存在严重污染问题的城市进行机动车限制出行的举措，鼓励出行的居民使用自行车与公共交通汽车作为主要交通工具；及时对空气环境湿度进行检测，对于环境过于干燥的城市，可以调用洒水车进行城市道路洒水处理，降低交通出行导致的大气扬尘现象；提高机动车购买单价，鼓励有需求的城市居住群体购买电动车，并给予电动车供应商与营销商一定的优惠政策；在城市内设定一个“无车环保日”，在此节日中，组织城市群体马拉松赛跑活动，倡导群体绿色出行理念；冬天采用集中供暖方式，严厉杜绝露天焚烧行为等。

在此基础上，为了进一步贯彻并落实城市环保理念，地方政府采用了市场调查的方式，进行了居民调查，在调查中发现，超出半数的居民尚不懂得环境空气PM2.5 的相关概念，也没有意识到环境空气污染对其身体健康造成的威胁与伤害。针对此种现象，地方政府应加大对此方面的宣传，并组织社会公益单位，利用节假日与周末进行植树造林工作[6][7]。此外，城市保障单位可加大对“世界无烟日”的宣传，并在宣传过程中免费发放一次性口罩，使人们认识到与此方面相关治理工作的重要性。

总之，防治环境污染工作是一项关乎民生的工作，也是保证社会稳定发展的前提条件，因此，无论是居民个体或是地方居住群体，均应当意识到此方面工作的重要性，并且积极参与到政府与社会组织的环保活动当中，从而实现对社会环境污染问题的良好改善。

结语

本文从设置工业生产排放控制指标与健全城市绿色低碳方案两个方面，对环境空气PM2.5 防治措施展开了全面研究。以此种方式，提高环境空气质量，使社会群体吸入的空气更加“干净”，不再让“蓝天白云”成为一种奢望。总之，与大气环境质量相关的话题一直是我国的重点关注话题，也是一项与民生息息相关的话题，只有通过有效的防治措施，才能确保民生健康得到保障，也只有满足群体对大气环境的要求，才能使老百姓感受到幸福感。

因此，可在后续开展此方面相关工作时，由地方政府联合环境保护单位，对环境空气质量控制的投入力度进行持续加大，并在社区内推广与PM2.5 相关的知识，使更多人树立对此方面的认知。有必要的条件下，可在城市公共区域内增设空气吸尘器，希望通过此种方式，实现对城市公共区域空气的净化，降低环境中PM2.5 物质的含量。