大氣顆粒物控制技術(shù)方法

【專家解說(shuō)】：大氣顆粒物指的是分散在大氣中的固態(tài)或液態(tài)顆粒狀物質(zhì)，根據(jù)其粒徑大小，又可分為空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于100 um的總懸浮顆粒物(TSP)和空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于10um的可吸入顆粒物( PM10)?？晌腩w粒物又可細(xì)分為細(xì)粒PM2.5(空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于2.5 u m)和粗粒(空氣動(dòng)力學(xué)直徑介于2.5 um至10 um ) 。 可吸入顆粒物的產(chǎn)生分為自然源和人為源，人為源主要來(lái)自煤的燃燒、機(jī)動(dòng)車排放和一些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。有研究結(jié)果表明，空氣動(dòng)力學(xué)尺度大于10 um的顆粒物，基本上被阻止于人的鼻腔;2 um -10 um的顆粒，可進(jìn)入人體咽喉，約90 %可進(jìn)入并沉積于呼吸道的各個(gè)部位，10%可以到達(dá)肺的深處，并沉積于肺中;小于2 um的顆粒，100 %可以吸入肺泡中，其中0.3 um-2 um的粒子幾乎全部沉積于肺部而不能呼出，進(jìn)而進(jìn)入人體血液循環(huán)。圖中給出了可吸入顆粒物在人體肺泡處沉積比例，可見(jiàn)對(duì)人體危害最大的顆粒主要集中在1微米尺寸附近，而這尺寸段的顆粒卻是最難清除的。 由于可吸入顆粒粒徑小、比表面積大，因而其吸附性很強(qiáng)，容易成為空氣中各種有毒物質(zhì)的載體，特別是容易吸附多環(huán)芳烴、多環(huán)苯類和重金屬及微量元素等，使得致癌、致畸、致變的發(fā)病率明顯升高。2002年美國(guó)紐約大學(xué)藥學(xué)院的研究表明，煙塵等細(xì)顆粒物和肺、心臟病所導(dǎo)致的死亡有關(guān)，其所指的細(xì)顆粒物即為PM2.5，其主要來(lái)自化石燃料的燃燒，特別是以煤為燃料的火力發(fā)電站、以及上業(yè)機(jī)械和汽車。該研究對(duì)于長(zhǎng)期生活于污染空氣下易于誘發(fā)肺癌之說(shuō)，己獲得確定的證據(jù)。通過(guò)對(duì)1982年至1998年期間所得到的50萬(wàn)例數(shù)據(jù)分析表明:空氣中的可吸入顆粒物每增加10 ug / m3，肺癌致死的危險(xiǎn)就增加8%，心臟病死亡率則增加6%，總死亡率增加4%，研究并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)死亡率和總懸浮物以及粗顆粒相關(guān)。 自上世紀(jì)80年代，隨著對(duì)大氣顆粒物研究的深入，人們認(rèn)識(shí)到粒徑在10 um以下的顆粒物是對(duì)環(huán)境和人體健康危害最大的一類污染物，并且細(xì)顆粒的危害性比粗顆粒更加嚴(yán)重，因此各個(gè)國(guó)家對(duì)其制定的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格。如美國(guó)國(guó)家環(huán)保局EPA所制訂的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大氣顆粒物的控制就經(jīng)歷了從TSP到PM10到PM2.5的過(guò)程，首先在1985年將原始顆粒物指示物質(zhì)由TSP項(xiàng)目修改為PM10，進(jìn)而又于1997年在原有PM10的標(biāo)準(zhǔn)上增加了PM2.5的排放標(biāo)準(zhǔn)，并且規(guī)定PM2.5的三年平均年濃度低于15ug/m3，三年中平均99%的24h濃度低于65 ug / m3，可以降低細(xì)顆粒物對(duì)人體健康、環(huán)境和氣候等的危害;歐盟也于1997年提出了自己的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)也在1996年頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》( GB3095一1996)中規(guī)定了PM10的標(biāo)準(zhǔn)，并統(tǒng)一在空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)中取消了TSP質(zhì)量指數(shù)，采用PM10指標(biāo)。 可吸入顆粒物除對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響以外，還會(huì)對(duì)能見(jiàn)度、酸沉降、云和降水、大氣的輻射平衡、平流層和對(duì)流層的化學(xué)反應(yīng)等造成重要影響。如:大氣中的顆粒物減弱了陽(yáng)光對(duì)地面的輻射，影響了地面和大氣系統(tǒng)能量收支，影響氣候，包括降低地表溫度，影響風(fēng)速、風(fēng)向等;空氣中的金屬氧化物，硫酸鹽及氯化物粉塵顆粒對(duì)二氧化硫的具有催化氧化效果，是硫酸氣溶膠的凝結(jié)核，它們可在一定的濕度環(huán)境下吸收空氣中的SO2, SO3及H2SO4而生成較大的霧滴，形成散布于空氣中的氣溶膠，從而引起酸雨:城市中的汽車排放的尾氣和空氣中懸浮的顆粒物，在特定的光輻射條件下，可形成光化學(xué)煙霧污染，產(chǎn)生大量的二次氣溶膠粒子，主要是愛(ài)根核態(tài)粒子(0.01=0.1um)和積聚模態(tài)粒子(0.1-2um)，尤其是積聚模態(tài)粒子，其消光系數(shù)最大，是光化學(xué)煙霧污染期大氣能見(jiàn)度明顯降低的主要原因。 目前，可吸入顆粒物(小于l0um)是我國(guó)城市大氣環(huán)境的首要污染物，尤其是空氣動(dòng)力學(xué)自徑小于2. 5 um的顆粒物(PM2.5)。許多大中城市，可吸入顆粒物超標(biāo)十分嚴(yán)重，并且污染程度具有上升趨勢(shì)。從產(chǎn)生的方式看，城市大氣中?？晌腩w粒物主要是由汽車尾氣和燃煤排放產(chǎn)生的一次氣溶膠和通過(guò)氣粒轉(zhuǎn)化過(guò)程形成的二次氣溶膠組成。 水體中氮的主要通過(guò)水中生物吸收利用，例如能夠進(jìn)行氨化作用的生物分解有機(jī)氮產(chǎn)生氨。產(chǎn)生的氨，一部分供微生物或植物同化，一部分被轉(zhuǎn)變成硝酸鹽。 至于鉛為什么對(duì)兒童威脅大，是因?yàn)橹亟饘僦饕峭ㄟ^(guò)肝來(lái)解毒，兒童的肝功能發(fā)育還不完全，因此受到的危害會(huì)更大。