大气颗粒物来源解析

大气颗粒物根源分析

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第一章绪论

作为发展中的中国， 就目前局势来说大气污染程度愈来愈严重， 因为我国在

环境治理中，对看得见、摸得着的水污染与固体荒弃治理和市场化关注度较高，

而对大气污染治理， 向来以来，比水和固废的治理度就低。 因此这部分市场的推

动也是相对单薄的。

近今年陪伴着中国华北地域日久集聚终于迸发出的雾霾天气问题， 却引起了

社会对大气污染的关注度提高到新的层面。 实质上我国的大气污染防治工作在前

几年已经开始逐渐展开， 2002 年开始，我国出台了一系列的举措，对节能减排

的倡导有了必定的成就，同年 8 月公布了《节能减排 “十二五规划》，从各项政

策中对大气污染防治都起到必定的踊跃作用。依据前瞻家产研究院最新数据表

明，我国 2000-2011 年，工业废气排放量年均增速 19.06%， 11 年间增添了 2.39

倍。

1.1 PM 的概略

PM2.5 指的是大气中空气动力学当量直径小于 2.5mm 的颗粒物 [1] 。民众较为

熟习的获知空气污介入数是在当下城市空气质量预告、 指数中的可吸入颗粒物和

总悬浮颗粒物。 此中，能够经过人体的组织器官与外界进行气体互换吸入的直径

比 2.5μm 大、等于或小于 10μm 的颗粒物往常是指可吸入颗粒物，往常用 PM10

来表示；而直径小于或等于 100 微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物，也称为

PM100 跟着研究的深入以及监测水平的提高， 科学家渐渐采纳 PM2.5 来指示大气环

境质量，空气污染的指数越严重，这个值就越高，称为 PM2.5。跟着研究的深入

以及监测水平的提高， 科学家渐渐采纳 PM2.5 来指示大气环境质量， 这个值越高，

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就代表空气污染越严重。 在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高， 代表空气

污染越严重。

颗粒物的直径小于或等于 2.5 微米，是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是

主要的差异，体积要比 PM10 小的多，比人类的头发还有要细上很多，是头发的

十分之一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于 2.5 微米和粗颗粒物对照，别看

PM2.5 粒径小却危害巨大，它的表层含有很多有毒、有害的物质，不单这样它还

有在大气中的逗留时间长、 输送距离远等特色， 对民众的身体健康和空气质量有

很大的影响 .所以政府在 2012 年 2 月增添了 PM2.5 监测指标。

1.1.1 为何使用 PM 2.5 取代 PM 10

悬浮的颗粒物在空气中散布的比较广且粒径散布围。 是大气颗粒物中粒径比

较小的一部分， 2.5 微米还波及到人体健康的重要环节 —— PM2.5 俗称 “可入肺颗

粒物 ”。颗粒物小于 10 个微米，就能够经过人体的鼻腔的过滤系统进而进入人的

呼吸道，主假如上呼吸道，而当小于 2.5 微米的时候就能够轻松进入支气管，粒

径再小一点，就能够达到人体的支气管尾端。 想穿透肺泡再进入人体的血液循环

只需小于 0.1 微米即可。人体大批呼吸进粒径越小的颗粒物对身体产生的危害就

越大。所以由此可知，相对于 PM10 来说，从健康危害以及环境危害可知 PM2.5

的危害更为的大。所以要用 PM2.5 取代 PM10 。

PM 2.5 的根源

PM2.5 的主要根源是： 1）热电厂发电使用的焚烧资料在焚烧过程中产生的；

2）轻重工业在生产制造过程中产生的； 3）各种类汽车因为化石燃料经过焚烧而

排放的残留物如尾气等。 绝大多半颗粒物中表层含有重金属等有毒有害物质。 挥

发性有机物等往常主要产生 2.5 微米以下的细颗粒物（ PM2.5）。

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PM2.5 的主要根源主要有自然源和人为源两种，可是后者的危害性比前者大。

自然源的种类包含自然界土壤飞尘、 因为海水泡珠飞溅而形成的海盐、 植物

花粉、孢子、细菌等。常常在自然界中的灾祸事件也是形成可吸入颗粒物的根源

如：火山迸发喷发的大批的火山灰， 丛林大火或裸露的煤炭大火及沙尘暴事件都

将会将大批细颗粒物输送到大气层中。

此中有三种源：固定焚烧源、工业过程源和流动源，这三类统称为人为源。

固定源主要根源是燃料的焚烧源， 比如各样工业加工过程中的供热如 （工业发电、

冶金制造、石油开发利用、化学品、纺织印染等）以及餐厨烹调过程中使用的燃

煤、燃气或燃油排放的烟尘。 流动源包含了各种交通工具在运转工程中使用燃料

时向大气中排放的尾气。

此中固定源中工业供热占了此中一部分比率，固定焚烧源焚烧比如工业锅

炉、热电厂，利用燃料焚烧时产生的热量，为发电、工业生产和生活供给热能和

动力的焚烧设备。 固定焚烧源的第一部分主要包含热能、 电力、工业和民用四个

部门；第二部分主要包含生物质、煤炭、各样气体和液体燃料；第三部分下则涵

盖了各样详细的焚烧设备。

工业过程源主假如指工业制造过程中， 对工业原料进行物理和化学转变为目

的的工业设备。 各种类的建筑资料、 工业有色冶金、 钢铁生产和化工加工这四种

行业种类为工业过程源的第一级分类； 对上述行业的各样产品为第二级分类； 产

品制造的主要工艺技术和设备工业过程源的一次为第三级分类。 PM2.5 的排放主

要有两个部分： 1、有组织排放，有组织排放四级分类主要包含五种污染控制技

术以及无除尘设备的状况，如袋式除尘、一般电除尘、高效电除尘、湿式除尘、

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机械式除尘等。 2、另一种则为无组织排放，无组织排放的第四级分类包含无控

制、一般控制和高效控制三种。

流动源为能够挪动、运载各样客货交通设备和机械设备。 流动源共分为五

种污染控制水平， 道路流动源和非道路流动源两个部分为第一级分类； 燃料类如

汽、柴油、燃料油、天然气、液化石油气等种类为第二级分类；各样类其余灵活

车、非道路交通工具和机械等为第三级分类。 道路流动源的第四级分类包含无控、

国 Ⅰ、国Ⅱ、国 Ⅲ和国 Ⅳ共五种污染控制水平； 非道路流动源均按无控状况办理。

依据对工业地区的 PM2.5 形成的研究，污染根源主要根源为：第一、工业生

产和加工过程中由原料经过加工工业设备形成的有组织或许无组织排放。第二、

生产加工过程中使用的燃料焚烧。 第三、大型柴油载货车辆、 黄标车高污染排放

尾气。第四、其余形式排放污染物。

PM 2.5 化学构成构造形式

PM2.5 的化学构成构造形式十分复杂，此中包含时间和空间的不一样，化学成

分包含无机成分、有机成分、微量金属元素、元素碳 (EC)、生物物质 (细菌、病

菌、霉菌等 )等。 因为颗粒物的根源不一样以及化学构成不一样，所以颗粒物的化学

构成可用来进行颗粒物的根源剖析。

有机碳 (OC)和元素碳 (EC)是大气中含碳粒子主要的构成的部分，有机碳是细

颗粒物中组分含量最高的部分，而元素碳的化学构造形态就仿佛不纯的石墨。

PM 2.5 的危害

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从 PM2.5 的体积来讲，对于民众的一般观点来讲感觉危险物越大，危险系数就大一分，其实否则从颗粒物的体积来讲越是渺小其实对人体以及对环境造成的危害越大，颗粒物粒径在 2.5-10 微米之间，能够被鼻腔部绒毛阻拦且痰液可将颗粒物排出体外，所以相对而言对人体健康危害相对较小 ;而颗粒物粒径在 2.5 微

米以下的细颗粒物， 因为过于渺小， 鼻腔部绒毛以及人体的自然过滤系统都没法阻拦过滤，以致其深入到人体呼吸道细支气管的尾端和进入肺泡， 扰乱肺部正常的运作有碍气体互换， 简单引起包含肺部的哮喘、 各种快慢支气管炎， 严重的引发心血管病等各方面的疾病。 大气颗粒物的危害不问可知即可严重危害人类身体健康同时也造成全世界天气城市能见度的降低。

近几年因为 PM2.5 所引起的环境事件屡有发生，特别是在工业较为发达的地区或大中型城市， 它危害也为大家所熟知， 广大民众和有关部门对环境的重视及治理力度日渐加大， 平时重视 PM2.5 浓度的状况，深入展开对于 PM2.5 的监测和研究工作势在必行。

1.2 外国研究现状

现现在， PM2.5 是各个发达以及发展中不行防止的问题，欧洲以及美国等早

在几十年前就展开了对 PM2.5 的污染特色、排放清单、排放特色谱、源分析以及

细颗粒物对空气的能见度和人体健康影响等方面进行了大规模的研究。此中

Sawant 等[2] 在美国加州地域南部空气污染最严重 Mira Loma 等地域对 PM2.5 污染

物化学构成进行研究，研究表示该地域 PM2.5 的浓度远远高于其余美国地域。在

某一地域， PM2.5 及其二次粒子的前体物的浓度被这个地域的地域源以及地域的

地区性源的排放与气象条件所影响； 一座中等城市的主城区与周边的郊区、 乡村

地域对照，主城区一次颗粒物 (EC，OC)的浓度要远远比四周郊区以及乡村地域高，

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