大气颗粒物控制技术方法

【专家解说】：大气颗粒物指的是分散在大气中的固态或液态颗粒状物质，根据其粒径大小，又可分为空气动力学直径小于或等于100 um的总悬浮颗粒物(TSP)和空气动力学直径小于或等于10um的可吸入颗粒物( PM10)。可吸入颗粒物又可细分为细粒PM2.5(空气动力学直径小于或等于2.5 u m)和粗粒(空气动力学直径介于2.5 um至10 um ) 。 可吸入颗粒物的产生分为自然源和人为源，人为源主要来自煤的燃烧、机动车排放和一些工业生产过程。有研究结果表明，空气动力学尺度大于10 um的颗粒物，基本上被阻止于人的鼻腔;2 um -10 um的颗粒，可进入人体咽喉，约90 %可进入并沉积于呼吸道的各个部位，10%可以到达肺的深处，并沉积于肺中;小于2 um的颗粒，100 %可以吸入肺泡中，其中0.3 um-2 um的粒子几乎全部沉积于肺部而不能呼出，进而进入人体血液循环。图中给出了可吸入颗粒物在人体肺泡处沉积比例，可见对人体危害最大的颗粒主要集中在1微米尺寸附近，而这尺寸段的颗粒却是最难清除的。 由于可吸入颗粒粒径小、比表面积大，因而其吸附性很强，容易成为空气中各种有毒物质的载体，特别是容易吸附多环芳烃、多环苯类和重金属及微量元素等，使得致癌、致畸、致变的发病率明显升高。2002年美国纽约大学药学院的研究表明，烟尘等细颗粒物和肺、心脏病所导致的死亡有关，其所指的细颗粒物即为PM2.5，其主要来自化石燃料的燃烧，特别是以煤为燃料的火力发电站、以及上业机械和汽车。该研究对于长期生活于污染空气下易于诱发肺癌之说，己获得确定的证据。通过对1982年至1998年期间所得到的50万例数据分析表明:空气中的可吸入颗粒物每增加10 ug / m3，肺癌致死的危险就增加8%，心脏病死亡率则增加6%，总死亡率增加4%，研究并没有发现死亡率和总悬浮物以及粗颗粒相关。 自上世纪80年代，随着对大气颗粒物研究的深入，人们认识到粒径在10 um以下的颗粒物是对环境和人体健康危害最大的一类污染物，并且细颗粒的危害性比粗颗粒更加严重，因此各个国家对其制定的排放标准日趋严格。如美国国家环保局EPA所制订的环境空气质量标准对大气颗粒物的控制就经历了从TSP到PM10到PM2.5的过程，首先在1985年将原始颗粒物指示物质由TSP项目修改为PM10，进而又于1997年在原有PM10的标准上增加了PM2.5的排放标准，并且规定PM2.5的三年平均年浓度低于15ug/m3，三年中平均99%的24h浓度低于65 ug / m3，可以降低细颗粒物对人体健康、环境和气候等的危害;欧盟也于1997年提出了自己的PM2.5标准。我国也在1996年颁布的《环境空气质量标准》( GB3095一1996)中规定了PM10的标准，并统一在空气质量日报中取消了TSP质量指数，采用PM10指标。 可吸入颗粒物除对人体健康产生不良影响以外，还会对能见度、酸沉降、云和降水、大气的辐射平衡、平流层和对流层的化学反应等造成重要影响。如:大气中的颗粒物减弱了阳光对地面的辐射，影响了地面和大气系统能量收支，影响气候，包括降低地表温度，影响风速、风向等;空气中的金属氧化物，硫酸盐及氯化物粉尘颗粒对二氧化硫的具有催化氧化效果，是硫酸气溶胶的凝结核，它们可在一定的湿度环境下吸收空气中的SO2, SO3及H2SO4而生成较大的雾滴，形成散布于空气中的气溶胶，从而引起酸雨:城市中的汽车排放的尾气和空气中悬浮的颗粒物，在特定的光辐射条件下，可形成光化学烟雾污染，产生大量的二次气溶胶粒子，主要是爱根核态粒子(0.01=0.1um)和积聚模态粒子(0.1-2um)，尤其是积聚模态粒子，其消光系数最大，是光化学烟雾污染期大气能见度明显降低的主要原因。 目前，可吸入颗粒物(小于l0um)是我国城市大气环境的首要污染物，尤其是空气动力学自径小于2. 5 um的颗粒物(PM2.5)。许多大中城市，可吸入颗粒物超标十分严重，并且污染程度具有上升趋势。从产生的方式看，城市大气中。可吸入颗粒物主要是由汽车尾气和燃煤排放产生的一次气溶胶和通过气粒转化过程形成的二次气溶胶组成。 水体中氮的主要通过水中生物吸收利用，例如能够进行氨化作用的生物分解有机氮产生氨。产生的氨，一部分供微生物或植物同化，一部分被转变成硝酸盐。 至于铅为什么对儿童威胁大，是因为重金属主要是通过肝来解毒，儿童的肝功能发育还不完全，因此受到的危害会更大。