大气细颗粒物PM2.5的污染特征及防治对策

沙晶晶

（苏州吴环环保技术服务有限公司，江苏 苏州 215000）

PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径未超过2.5微米的颗粒物，也可将其称之为细颗粒物、入肺颗粒物。PM2.5并不是指某一种污染物，其成分较为复杂，来源多样化，是由大量的不同化学组分所组成的具有可变性的大气污染物。以PM2.5为代表的大气细颗粒物对人体的危害很大，同时，大气细颗粒物还会降低城市的大气能见度。在许多城市的空气污染中，可吸入颗粒物已成为第一因素物。2012年，我国对环境空气质量标准进行修改，对PM2.5的浓度限值予以明确规定，旨在减少细颗粒物给人体带来的不利影响，保证城市具有良好的能见度，提高城市空气质量。这一类细颗粒物很难被肉眼发现，具有很强的掩蔽性，来源复杂，很难查找具体源头。因此，我们要仔细分析PM2.5的污染特征，便于制定有效的防治对策。

1 大气细颗粒物PM2.5的来源

大气细颗粒物PM2.5的形成方式有以下几种。首先，以固态的形式排出一次粒子；其次，在高温条件下，以气态形式排出，在烟羽的稀释和冷却过程中逐渐凝结，直至成为固态一次可凝结粒子；再次，由气态前体污染物通过大气化学反应生成二次粒子。目前，影响城市空气质量的因素比较多，比如煤炭燃烧形成的烟尘、建筑施工产生的扬尘、汽车排放的尾气、秸秆焚烧等。

大气细颗粒物PM2.5的浓度变化主要受到污染源和气象条件的影响，而空气质量的好坏与气象条件密切相关。风的速度对PM2.5的扩散速度影响很大，从水平扩散方向来看，风速越快，PM2.5就会借风势而迅速扩大影响范围；反之若风速较小，细颗粒物就不容易分散，其浓度会不断上升。通常，若气压场逐渐减弱，风速逐渐减小，但相对湿度却有所增加时，细颗粒物不会进一步扩散，其浓度越来越高，不断积累，从而造成严重的大气污染[1]。到了春季，风速较快，气压场强大，此时，细颗粒物很容易在较强的风速中迅速扩散，从而形成沙尘暴天气，同样会产生较为严重的大气污染。

2 大气细颗粒物PM2.5的危害

2.1 对人体的影响

20世纪80年代以后，人们开始重视对大气颗粒物PM2.5的研究，将其与人的身心健康相结合，分析其对人体带来的影响。PM2.5会轻松进入人的呼吸道，从而诱发呼吸系统疾病，比如肺炎、气喘等。如果某地区的颗粒物污染水平比较高，则人群死亡率会有所增加。

2.2 对大气能见度的影响

大气能见度与PM2.5息息相关，大气颗粒物虽然占比很小，但其对城市空气质量带来的影响却十分深远。大气颗粒物对光的散射与吸收程度直接决定大气能见度。从光的吸收效应来看，PM2.5的所有吸收效应均由碳黑和含有碳黑的颗粒物所形成，在其作用下，大气的消光度增长幅度很快，人的视野因此被缩小，由于能见度降低，人们的身心健康也会受到影响，同时，能见度还会对车辆行驶安全造成影响[2]。

2.3 对气候的影响

大气细颗粒物对气候会形成间接的影响，比如会对成云和降雨过程造成影响。雨水中的凝结核主要源于海水中的盐分和细颗粒物PM2.5。有时PM2.5的浓度过高，会影响雨滴的大小，导致白云、蓝天愈发不常见；有时PM2.5会导致凝结核的数量增加，从而增加雨滴数量。此外，我国各大城市的雾霾天气越来越频繁，与大气细颗粒物同样密切相关，它使得温度与降水模式发生变化，使雾霾天气成为一种普遍现象。

3 PM2.5的污染特征

3.1 时间变化特征

PM2.5的浓度变化在每天的不同时间段呈现出典型的双峰型。大气细颗粒物的高峰值主要在城市交通高峰阶段出现，这一阶段的车辆很多，排放出大量尾气，容易产生逆温现象，导致污染物不能在第一时间顺利扩散，浓度越来越高，直至达到一个高峰值。从季节变化的角度来看，PM2.5浓度的分布主要以U型为主，具体来讲，冬季的空气污染比夏季的空气污染更加严重。此外，一旦气候发生变化，PM2.5的浓度也会随之发生变化。如果降雨较少，气候比较干燥，PM2.5的浓度会不断提升。北方到了一年一度的采暖季节，需要耗费大量的煤炭用以供暖，PM2.5的浓度也会迅速飙升。

3.2 空间变化特征

在不同的城市，PM2.5的浓度也有所不同，通常，我国北方城市的PM2.5浓度更高，而长三角和珠三角地区的PM2.5浓度较低，空气质量更好。由于地形、地貌不同，各地环境、气候多有不同，PM2.5的污染情况也呈现出较大的差异性，而且其浓度变化与上述因素密切相关。如果某地区人口比较密集，气候比较湿润，有大量的工厂，汽车保有量也较大，那么这一地区的空气污染现象往往比较严重。另外，受到城市热岛效应的影响，城市的大气污染会更加严重，这是因为PM2.5的空间分布情况会受到这一效应的影响，相比之下，农村的大气污染情况好于城市。

4 大气细颗粒物PM2.5的检测分析

根据，《环境空气 PM10和PM2.5的测定 重量法》（HJ 618-2011）[3]、环境空气中颗粒物（PM10和PM2.5）β射线法自动监测技术指南》（HJ 1100-2020）[4]等，目前大气细颗粒物PM2.5的检测分析方法包括重量法、微量振荡天平法、β射线吸收法、光散射法等。

4.1 重量法

采用重量法对PM2.5进行监测时，技术人员主要利用采样器和滤膜对细颗粒物进行截留，确定样本后，采用天平对采样前后的重量进行对比和计算，可获得PM2.5的浓度。技术人员要合理选择滤膜，对其精细度进行合理控制；要根据颗粒的直径，确定截留的数量，否则会影响截留的样本数量。总之，采用这种方法对PM2.5进行监测，不仅安全可靠，而且准确性更高，操作比较方便。目前，技术人员开始使用更加先进的自动化测量仪对细颗粒物进行检测，不仅可以实现基本称重，还能实现采集自动化，提高称重结果的自动化水平与准确性。

4.2 微量振荡天平法

技术人员可使用微量振荡天平法采集样本，其中滤芯、空心玻璃管是常用的工具。技术人员可将玻璃管的粗头进行固定，在细头处安装滤芯，当空气从粗头经过后，再从细头流出时，就可被滤芯所截留。在电场的作用下，细头位置会发生振荡现象，工作人员根据振荡的频率，对PM2.5进行收集，然后展开自动化监测。在使用这一方法时，需要较强的环境稳定性，因此在实际工作中很少采用这一方法。

4.3 β射线吸收法

采用β射线吸收法时，技术人员首先要收集相应的样品，通过照射β射线，使其穿过颗粒物和滤纸，从而出现衰减，根据衰减程度与PM2.5重量之间的关系，可进一步计算其重量。该方法可自动化计算PM2.5的重量，并对细颗粒物展开不间断的自动化监测。如果对精度的要求不高，可使用这一方法进行监测。

4.4 光散射法

目前，业内人士已顺利研发出相应的光散射监测设备，通过这一设备可测定光散射情况，然后计算出细颗粒物的浓度。在实际使用中，环境对光的散射能力和细颗粒物浓度之间的比例关系会造成较大的影响，因此使用换算公式难以获得准确的计算结果，需不断修整计算方式，其检测结果的准确性有待进一步提升。

5 大气细颗粒物PM2.5污染防治对策

5.1 重视工业污染源治理，加强重点行业管控

作为大气细颗粒物PM2.5的主要来源，燃煤产生的烟气造成的污染不容忽视。一旦任由其排放到空气之中，会导致大气中二氧化硫、二氧化碳的浓度增加，在适宜的气象条件下，硫酸盐、温室气体浓度也会因此提升，造成二次粒子的浓度增加。基于此，相关部门要对燃煤尘进行有效控制，首先要调整产业结构，限制高污染、高耗能产业发展，加强对高新技术产业的开发，减少工业燃煤锅炉的使用量，推进煤改气，开发使用清洁能源。其次，积极推进工业向开发区集中，促进产业集聚，实现专业化分工，使产业链更加完整，保证企业严格按照节能减排的要求进行生产，使用高效废气治理方式，避免污染物超标排放，保证空气质量得到改善；加强对陶瓷和钢铁、水泥等重点行业的管理与控制力度，严格规范工业企业的生产行为，执行错峰生产，对废气排放情况进行严格监管；加强对加油站的监督与管理，检查油气装置的排放情况，一旦发现其不符合规范，就要及时进行处罚；定期对机油和汽油进行抽样检查，禁止售卖不达标的油品；开通健全的监管通道，激发市民参与监督的积极性和主动性，鼓励其举报违规操作的企业，有效控制污染源[5]。

5.2 控制机动车排气污染

作为PM2.5的另一重要来源，在各大城市中，汽车尾气排放变得越来越普遍。汽车尾气中包含细颗粒物、一氧化碳、石油烃废气等，这些物质均为严重的污染物，在阳光的照射下，还会发生二次反应，产生的污染物与尾气混合后会形成光化学烟雾。从源头上控制汽车尾气的排放首先要发挥出交通、环保等相关部门的作用，对城市机动车进行严格的监督和管理，对机动车尾气排放进行动态抽样检测，避免超标车辆上路；加强推广新能源汽车，进一步减少尾气排放的污染源，降低PM2.5的排放数量与浓度；大力推行公交、地铁出行方式，减少私家车的使用量，实现绿色出行；加强对公共交通行业的投入，构建完善的公共设施与公交网络体系，使更多人能够充分践行绿色生活方式，节约能源。

5.3 加强绿色生态建设，开展精细化管理

相关部门要高度重视控制扬尘污染，加大治理力度，融入绿色生态理念，开展绿化建设，对城市进行有效治理；要充分发挥湿地的作用，完善湿地功能，避免对湿地资源造成破坏，构建城市周边永久性绿带防护圈，通过土地生态恢复的方式，对颗粒物排放源进行有效控制，对裸地进行有效的绿化和硬化处理[6]；如果部分地区的植被有限，就要采取有效的防尘防沙措施，同时，禁止焚烧秸秆和露天焚烧垃圾的行为。

融入精细化管理理念，相关部门要加强对建筑工程的管理与控制，要求企业绿色施工，实时化监督与控制施工过程，在运输材料时，严格控制扬尘，及时洒水，将灰尘冲洗干净；重视对报废机动车的管理，采用完善的交通系统对黄标车进行监督，加大处罚力度，对市区重型货车的行车路线进行合理规划，严格控制重型车辆穿行情况[7]；加强对烟花、烧纸等行为的管理和控制；对露天烧烤行为进行规范，要求市民在规定的区域内进行烧烤；从立法层面入手，对违规操作、破坏环境、浪费能源等行为进行严格规范，通过多种处罚方式提高市民的思想觉悟，使其能够积极主动参与到环境保护之中，自觉规范行为；定期向社会公示排放监管的成果，主动接受市民的监督，对监管成果进行分析，明确监管方向，改进监管中存在的不足。

5.4 制定污染物排放新标准

相关部门要制定污染物排放新标准，确定新标准后，需确保各类工业生产企业严格按照新标准执行；定期采集排放气体的样本，并对其进行检测；对企业的行为进行严格规范，建立激励、约束和惩罚机制，相关部门要为企业建立档案，随时更新档案内容。

5.5 优化产业结构,发展清洁能源

各地区要积极对产业结构进行调整，引进先进的生产技术，及时淘汰落后产能，减少不必要的能源消耗，有效控制环境污染。企业要积极响应国家节能减排的要求，优化生产过程，引进清洁生产技术，避免PM2.5的排放量超标。同时，企业要保证各项资源得到有效利用，减少资源浪费，要积极打造循环经济模式，提升企业的综合效益；进一步完善能源结构，重视清洁能源的开发与利用。在我国的工业生产中，煤炭是非常重要的能源，同时，燃油是机动车的主要动力。传统的煤炭和燃油在燃烧中会释放许多有害气体，对环境造成严重污染。因此，要大力开发核电、光电、太阳能等清洁能源，减少对传统燃料的使用，减少颗粒物的产生，减少二氧化硫、温室气体排放带来的污染。

5.6 构建监测网络

首先，相关部门应因地制宜，设置专门的PM2.5监测点，打造健全的监测网络，对大气细颗粒物进行分阶段与分区域监测，保证数据真实、准确，具有一定的时效性；其次，地方政府要对各单位的工作情况进行监督，保证工作人员严格按照要求开展工作，促进信息及时传输与共享，彼此形成合力，共同开展大气污染治理工作，改善大气环境质量。

6 结语

综上所述，由于PM2.5对人的身心健康和城市大气环境造成很大威胁，因此，我们需采取有效的对策进行治理。我们要进一步完善相关法律法规，打造健全的监测网络体系，调整产业结构，优化能源结构，合理控制汽车尾气，重视绿色生态建设，充分做到以人为本，创造健康、宜居的环境。