秋冬季大气污染成因与控制技术研究

张艳艳

（河南科技职业大学，河南 周口 466000）

中国的经济发展非常迅速，近年来城市化的不断推进大大提高了人民的生活水平。然而，这种快速的经济发展会导致环境的污染和破坏、资源的浪费和耗竭，无论是水源、植被还是空气质量都遭到了非常严重的负面影响，尤其是秋季和冬季的空气污染，引起了很多地区的广泛关注。近年来频繁发生的雾霾和其他空气污染事件已经严重危及到了人类的身体健康和生活质量，可以说秋冬季空气污染的防治与人类生活条件和生活水平密切相关。

如何有效控制空气污染状况，已经成为一个值得我们认真研究和解决的重大问题。目前，中国城市和农村地区都面临着严重的空气污染问题，尤其是华北平原。环境问题非常严峻，造成了严重的后果，在社会层面、自然环境保护层面和人民生活水平层面都造成了非常严重的干扰。因此，对秋冬大气重污染的形成原因、形成过程进行一个详细的研究是非常有必要的。本文通过多种角度的分析来进行相关的具体探讨，研究秋冬季大气污染的形成原因、形成过程和控制技术，以期达到控制秋冬季密集空气污染的目的，这对于改善人居环境是非常有必要的。

1 大气污染及大气的危害和特点

1.1 大气污染

根据国际标准化组织（ISO）的相关理论，大气污染通常是指由于人类活动或自然过程导致大量的污染物排放到大气中，其污染浓度足够高，停留时间足够长，就会对人类的健康和生活产生严重的影响[1]。在正常的纯净大气中，气体监测出的污染成分是非常少的。然而，空气污染的原因是多种成因综合作用的结果，一般来说可以分为自然和人为因素，其中人为原因是最为严重的原因，特别是工业废气、秋冬季的燃烧行为、汽车废气和秸秆焚烧都对大气造成了非常严重的污染。自然原因包括海水飞沫、火山喷发、森林大火等。此外，空气污染物可分为自然污染物和人工污染物两类。同时，在人口稠密的城市和工业区，人类经济活动和生产活动也向大气中释放了大量的气体和烟尘，严重影响了大气环境的质量。

1.2 大气污染的危害

研究表明[2-3]，大气污染已经成为全球各个国家面临的最大的环境挑战问题之一。大气污染不仅严重危害人体健康还影响全球生态环境和气候。尤其是中国北方秋冬季时期，工业、制造业和交通运输的迅速发展，排放出大量的气体污染物和气溶胶颗粒物，这些气态污染物由于粒径小停留时间长，且伴随着气候条件和地形地貌的协同作用，在大气中发生一系列物理、化学作用，导致气体污染物浓度积累到足够的浓度，且化学成分非常复杂。这也是我国华北平原秋冬季雾霾事件频繁爆发的原因。前人研究表明[4]，雾霾事件的爆发不仅会导致能见度降低、影响人们出行和工作，这些大气污染也会通过呼吸道进入人体肺部甚至血液，影响人类的生命健康。空气污染物通过三种方式进入人体并造成损害：

（1）通过呼吸进入人体；

（2）通过污染食物之后，再通过食物进入人体；

（3）通过皮肤进入人体。

其中，呼吸进入人体是大气污染危害人体的主要途径，损伤也是最大的。空气污染对人类可能造成的伤害可分为急性中毒、慢性中毒和致癌[5]。

1.3 大气污染的特点

与土壤污染等其他环境污染物相比，空气污染被描述为无形污染，相比其他的污染形式提高了流动性。空气污染的必然性在于，除了颗粒物污染之外，测量数据经常被延迟检测出来，因为空气污染通常肉眼难以找到，导致了防治的时间也不够及时。空气污染存在于气体环境中，这会对人类和其他生物造成长期伤害，而且是对人类生命安全造成严重威胁[6]。然而，空气环境中的污染物是流动性的，流动和扩散会导致空气污染无限蔓延、扩大，而且一个国家严重的空气污染很可能在某种程度上影响到邻国。由于空气污染的性质，一个地区很难独立控制和治理污染，需要全世界的共同努力，因此，空气污染已成为一个全球性问题。

2 秋冬季大气污染的成因分析

2.1 人们的环保意识较弱

在工业快速发展的进程中，发展初期的能源消耗大多是低效高污染的，能源结构不合理，且人们环保意识弱，能源废物处理管理不到位，导致资源和能源浪费严重，空气污染严重。其中，被认为中国主要能源消费结构的煤炭消耗量相对较高，尤其是秋冬季节北方煤炭消耗急剧增长。近年来，国家积极推动新能源利用，然而在新能源鼓励政策推行和实施的同时，煤炭行业仍是生产生活的主要能源。其实大多数企业不知道环保问题的严肃性，环保意识非常弱，导致碳消费模式非常落后，尤其是秋冬季节碳燃烧频繁，非常容易造成空气污染。而认识到控制有害空气污染和空气污染重要性的人越来越多，但是仍然很难减少空气污染，因为大多数地区还是没有采取切实有效的措施来控制空气污染。

2.2 季节及气象条件产生的影响

首先，大气变化对空气污染物的传播有非常直接的影响[7]。大气污染随温度变化而变化。秋冬季温度变化状况是不利于污染物的稀释或扩散的，长此以往就造成空气污染的积累和加剧，造成严重的空气污染问题，并随着时间的推移危害人类健康。其次，空气污染的严重程度与风的大小和方向密切相关，总的来说，较高的风速可以加速空气污染物的稀释和扩散，但同时也会加速该地区的空气污染问题。然而，秋冬季节的恶劣天气影响着污染物的稀释和扩散，导致空气污染问题在秋冬时期非常严重。

2.3 交通运输排放的大量污染物

近年来，随着我国的经济发展以及居民消费水平的提高，开车出行的需求愈演愈烈，汽车数量也在明显的增加。尤其秋冬季节的节假日较多，人员流动大幅增加，交通流量也随之增长。然而，许多私人车辆存在着严重的排放超标和污染环境问题，可以说空气污染最主要的原因之一就是汽车尾气排放。汽车尾气是有毒气体，含有大量一氧化碳，会严重伤害人体。除此之外一些柴油卡车尾气排放不仅含有大量的一氧化碳，还含有大量的可吸入颗粒以及威胁人们生命的其他主要元素，如氧化氮、一氧化碳和颗粒物，会使城市空气中的污染物含量恶化，形成酸雨，对公众健康构成风险，还会影响城市建筑的使用寿命。

2.4 秋冬季取暖造成的污染

日常生活的污染主要指城市的日常生活做饭取暖等活动中居民用的灶具和炉子等有害气体的排放，在某些取暖手段中还有二氧化硫等有害气体的排放，尽管这一现象在全年都很常见，但是到了秋冬季节会变得更加严重。因为随着城市经济的发展，人们的生活水平不断提高，尤其是在中国北方，越来越多的房屋和办公室都添加了取暖器、暖气和地暖。当暖气在冬季工作时，燃料加热系统会释放大量污染物，导致严重的空气污染。冬季气温低导致了供暖系统中巨大的燃料消耗，进而使得北方城市地区在秋冬季节排放了更多的污染物，而在农村，由于科技和经济不发达，还有很多人依靠烧煤取暖，甚至是烧木头取暖，以至于农村的污染比城市更加严重[8]。

3 大气污染的环境监测治理技术

3.1 大气污染的环境监测技术

目前，环境污染监测技术种类繁多，广泛应用于工业领域。例如，对于固体颗粒污染物，相关人员可采取滤膜技术进行监测。在工作中，可将40 mmφ的滤膜采样纸作为污染物采集工具，对PM10、PM2.5等污染物进行浓度测定。结合相关研究结果来看，通过滤膜技术开展大气污染监测工作，监测精度可接近98%，并具备良好的可靠性与稳定性。

3.2 大气污染的环境治理技术

目前，中国已基本实施了源头控制和过程控制相结合的空气污染控制方式。在政策战略方面，中国采取了科学的指导方针，并积极鼓励更多的环保型交通工具，如步行和公共交通，以缓解汽车尾气污染问题。国家大力呼吁节能、减排、低碳等行动标准。

（1）中国为促进新能源技术、清洁生产技术、绿色印刷技术、环保涂料技术的研究、开发和应用做出了很大努力，以高科技和科学政策促进工厂低排放和低能源污染。

（2）秋冬季节的主要污染源之一—燃煤取暖是治理大气重污染的重要部分和关键，政府和公民都有不可推卸的责任去控制排放、防止空气污染[9]。

（3）政府部门在退耕还林、造林和城市生态审计等建设项目方面都要去积极安排，相关的政策有利于扩大林地面积，绿色植被可以充分发挥吸附污染和净化大气环境的作用，降低现有的空气污染。

（4）利用现有的科学技术进行污染防治，像静电除尘、脱盐和排水技术越来越多地应用于火力发电厂，在工业废气的初始排放控制和稀释工作中发挥着重要作用。

（5）碳吸附也用于工业生产、环境保护等部分，作为一种快速、经济的空气污染净化技术，在工业区和空气重污染区域中，充足的活性炭可以用于分离和聚集废气和受污染空气中的各种污染物，将金属离子、有机化合物等与混合气体分离，降低其漂浮和排放到大气中的可能性，净化有害烟雾，达到改善空气质量的目的。

3.3 大气污染的环境治理方法

在大气污染控制中不同时间要执行的任务是不同的，因此控制和治理大气过程中所使用的控制方法必须因地制宜。为了确保所选方法是正确的，相关工作人员必须事先对相关的环境问题和实际状况进行调查，要根据实际情况的需要再选择不同类型的方法，保证所选方法是可以满足环境监测管理要求、能够准确收集需要的大气环境信息参数的。对于大气环境监测中的空气污染参数可以直接从就近的空气质量数据监测站取样获得。环境控制技术是否适应空气污染是一个重要的问题，也是一个探索性的问题。对于具体大气治理技术，必须通过环境因素监测系统研究当前的信息可用性。此外改变生产加工的加工方式，也能够改善碳排放量控制，而煤炭预处理和锅炉结构优化也都是低成本的环境治理和大气净化技术，能够提升资源利用效率，从源头改善污染的问题。

4 城市大气污染治理对策的深入分析和研究

4.1 建立可持续发展战略

随着城市空气污染问题的日益严重，城市需要认识到空气污染治理的重要性和减少空气污染的必要性。社会的快速发展和城市的经济发展也必须考虑到环境保护任务。根据当地发展现状，和本地区经济情况确定可持续发展战略，并始终确定保护环境的原则不动摇，还要完善城市空气污染标准，建立更完备的空气污染控制系统，不断完成新的空气污染防治目标。例如，政府部门在退耕还林、造林和城市生态审计等建设项目方面都要推广相关的政策有利于扩大林地面积，绿色植被可以充分发挥吸附污染和净化大气环境的作用，降低现有的空气污染。

4.2 完善能源的消费机制

随着城市发展的不断推进和经济发展理念的转变，政府必须摒弃传统的能源消费机制并建立符合科学发展观的全新的能源消费机制。在企业的实际生产过程中，政府必须鼓励其采用新型节能能源或清洁能源，同时严格控制煤炭使用量，也要监督企业装备污染物处理装置，对排入大气的污染物作简单的处理，最大限度地降低其对于空气的污染力度。同时，针对交通运输行业，政府要积极推广无铅石油，降低汽车排放尾气中的有毒物质排放量；除此之外，还要加大对研制开发新能源汽车的资金和技术投入，逐步在交通运输领域推广新能源汽车，有效地减少有害气体的排放量。最后，还要逐步推进使用风能、太阳能、地热能等清洁能源来作为供暖的能源材料，减少煤、石油等高污染排放燃料的使用量，防止冬季出现严重的大气污染问题。此外高硫碳的使用会严重影响空气质量，该现象可以通过改善煤的加工过程得到充分地控制。具体措施应包括制定相应的规章制度，煤提纯加工后留下的杂质也要得到妥善处理。总的来说，政府必须不断改进和完善能源消耗机制，并在使用天然气、新能源、清洁能源等环保能源方面做出一些经济上的优惠和让步，以显著减少燃烧煤炭燃料的严重影响。

4.3 强化大气污染监管力度

环境部门要加强城市空气污染治理和控制监测的实施，根据当地的空气污染状况进行防治规划，必要时成立一个专门的团队，促进空气污染防治，协调各地的污染防治所需资源，协调管理全市的空气污染防治工作。另一方面，要加强污染防治，完善污染防治体系，建立统一的空气污染处罚制度和机制，避免多种处罚互相矛盾的管理现象。完善环境保护信息宣传，鼓励公众在空气污染防治中发挥积极作用，用财政手段鼓励公众向政府部门报告公司和个人的污染行为，共同抗击天空防御战。例如，化工厂附近设置有环境监测仪器，以便于及时的收集工厂附近大气中硫氧化物、氮氧化物等有害物质的参数信息，如果参数超过标准值，研究者则必须采取相关措施对环境状况进行跟踪调查。

4.4 提高人们的环保意识

企业和公民要树立环保观念，提高环保意识，国家必须通过宣传和环保理论解释，逐步加深人们对环保的认识；同时积极鼓励企业和公民为环保做出贡献。只有每个人都知道环保的重要性，他们才会积极参与环保，通过在自己周围做些力所能及的环保小事情，来控制空气污染，实现环保理念。

4.5 合理规划布局，促进产业升级

对于城市建设进行合理的规划能够在一定程度上缓解大气污染问题，一味推进城市化进程而不对城市建设中产生的环境问题采取必要措施，将会使城市的生存环境快速恶化。因此，我们在进行城市建设或者引进企业时，要提前做好规划和布局。在施工现场做好防护措施，避免扬尘对周边的居民产生影响；会产生大量污染物排放的企业要远离居住区和商业区，并建设在城市下行风位置，避免季风带来污染，也要对污染物排放进行及时的收集和处理，尽可能避免其进入大气而造成空气破坏；对于落后产能要及时地淘汰或整改，并且加大监督和管理力度，督促并帮助企业进行转型升级；发展或者引进新能源产业或者清洁生产的企业，也能够很大程度上改善大气环境。最后，还要做好城市绿化工作，保护植被。

5 结语

综上所述，大气污染问题是世界各国面临的共同挑战，也是需要我们迫切解决的难题。我国秋冬季大气污染非常严重，尤其是华北平原，工业燃料燃烧、汽车尾气排放、燃煤消耗量大，产业结构不合理、城市化发展迅速以及北方地区特殊的气候条件等给大气环境造成巨大的压力。近年来，随着生态文明建设理念的深入，中国大气污染治理的力度也在不断加大，大气污染控制技术的研究已经成为科研工作者研究的重点，相信在政府政策实施、人民监督、企业合作、研究工作者的共同努力下，我国秋冬季大气污染问题会明显改善。