PM2.5污染源分析与控制

【摘要】近年来，我国不少城市经常出现灰霾天气，不仅能见度低，而且易发呼吸道等疾病。相关文献及研究已证实灰霾天气与PM2.5密切相关，本文对PM2.5污染来源进行分析，并探讨了其污染控制措施。

【关键词】PM2.5；污染源；控制

PM2.5是指悬浮在空气中的细颗粒物，其空气动力学当量直径≤2.5。2011年末美国驻华大使馆公布了北京PM2.5监测数据严重超标的消息，PM2.5开始引起人们的关注。2013年初全国多地持续大范围雾霾天气，而且越来越多的研究显示PM2.5与雾霾天气密切相关[1]。当PM2.5监测数据居高不下时，医院呼吸道病人就诊率也急剧增加。研究证实PM2.5可通过呼吸道到达并聚集在肺泡表面，引起肺气肿等疾病，PM2.5中的可溶物质经血液循环系统到达全身部位，引起心血管系统、细胞组织、免疫系统等破坏，从而导致更严重的疾病。因此，必须采取有效措施控制PM2.5污染，然而要控制PM2.5污染首先必须弄清PM2.5的来源，本文对此进行了分析，并探讨了控制PM2.5的措施。

1、PM2.5污染源分析

1.1 PM2.5形成机制

根据目前认识，PM2.5形成方式主要有两种：一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物是指直接排出的固态粒子，或者高温气态排出、经冷凝为固态粒子。二次颗粒物是由气态前体污染物（如SO2、NOx和NH3等）经过多相化学反应形成的颗粒物。

1.2 PM2.5来源分析

一次颗粒物分为天然源和人为源两类。天然源主要来源于土壤尘粒、风沙尘、海盐粒子、植物花粉等。人为源主要来自化石燃料（煤、油、气等）飞灰、机动车尾气尘、工业粉尘和生物质燃烧飞灰、道路扬尘等。二次颗粒中的气态物质有SO2、NOx、VOC等，来源极为复杂，一般认为来自燃料燃烧、机动车尾气、工业生产、商住区餐饮等。PM2.5的成分一般包括无机成分、有机成分、元素碳、微量重金属元素等，其组成和数量与各个国家、地区的经济发展水平、能源结构、生产及管理方式有关。

我国东部地区PM2.5污染较为严重。根据中国环境监测总站公布的《2013年上半年京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市空气质量报告》，2013年上半年全国74个城市PM2.5浓度范围在24μg/m3～172μg/m3，平均值为76μg/m3。按照《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）年平均二级标准值35μg/m3衡量，74个城市中仅有4个达标，不合格比率达到94.6%。PM2.5污染最严重地区为京津冀地区，半年平均值为115μg/m3，其次为长三角地区，半年平均值达到69μg/m3；珠三角地区半年平均值也有44μg/m3。从上述情况看，南北差异较大，纬度较高的地区比低纬度地区污染更严重，这可能与工业结构、采暖燃煤量、绿化覆盖率、降水量等有关。

许多研究者对PM2.5污染源及贡献率进行了研究，但针对同一城市的研究结果也往往差别较大。目前，主要有两种研究方法，一是根据行业统计数据进行计算；二是通过采样分析进行确定。前一种方法宏观上比较容易判断不同行业污染源的贡献率，但对二次颗粒的计算较为困难；后一种方法可以分析二次污染的比例，但对PM2.5来源分析有较多的不确定性。北京市是PM2.5污染较为严重的地区，据王跃思、安娜等人近期研究，汽车尾气、燃煤和工业排放是PM2.5的主要贡献者，贡献率超过50%；其次是地面扬尘、面源排放等[2]。柯钊跃[2]在广州市天河区某小学操场采样并分析了PM2.5来源，离子组成中SO42-占比是59%，NO3-为28%，NH4+为5%，Cl-是3%，其他离子5%。由于SO42含量较高，该区域PM2.5主要来源于燃煤和和生物质燃烧，而海洋盐粒和机动车尾气居次，而有报告[3]称广州流动源贡献超过了固定源，可见PM2.5来源的复杂性。就我国目前情况看，贡献比较大的污染源是燃煤排放、机动车尾气、工业排放、道路扬尘、生物质燃烧等几项。一线城市机动车保有量增长快，而且绝对数量大，机动车尾气对PM2.5贡献率大，增长也快；二三线城市很多属于煤烟型城市，其燃煤排放的贡献率更高一些。

2、PM2.5污染源控制措施

2.1 转变发展方式，推动结构调整

改革开放30多年来，我国经济发展迅速，工业化、城镇化水平显著提高，不仅成为名符其实的“世界工厂”，GDP也跃居世界第二，然而在GDP快速增长的背后环境压力也越来越大。在我国经济结构中，高能耗的化工、建材、冶金等产业的发展使能源供应紧张，同时我国能源结构又以煤炭为主，大量燃煤不仅大量排放SO2、NOx，而且造成严重PM2.5污染。调整经济结构就是要控制高能耗产业规模，以低能耗的高新产业和第三产业的发展来带动经济增长。

能源结构中煤炭比重太大是大气环境治理难度大的一个重要原因，比起天然气、太阳能等清洁能源，煤炭燃烧引起的PM2.5污染要严重的多，所以控制PM2.5就必须减少煤炭比重。另外，还应积极研究开发煤炭清洁技术，降低每吨煤炭的排污量。大力发展低污染公共交通，控制机动车数量，并且采用先进的燃烧技术，提高燃油效率，以减少污染排放。

2.2 健全相关法律，加强污染治理

现行《中华人民共和国大气污染防治法》还有很多缺点和不足，与发达国家相比，对大气污染防治配套管理手段不足、责任不清，同时信息公开度不够，实际操作时存在以罚代管的现象，由于处罚数额较低，企业宁愿受罚，也不愿意在环保设施上更多地投入，所以修改和完善相关法律势在必行。污染治理方面，应采取SO2、NOx、VOC、PM10/PM2.5多污染物协同减排，固定源与移动源、面源与点源共同治理的措施。对于高污染、高耗能的技术、工艺和产品应坚决予以淘汰、取缔。

2.3 完善监测体系，明确污染来源

目前PM2.5监测体系尚不完善，对于PM2.5来源的分析也方法各异，这影响到PM2.5污染治理措施的制定和实施，所以当务之急是加快PM2.5监测体系建设。应制定针对不同地区污染特征、监测质量要求的推荐标准，以便合理安排设备、人员和监测布点，还要加强人员培训、数据质量控制等工作。

2.4 加强联防联控，协调环境责任

北京奥运会、上海世博会和广州亚运会都采取了区域联防联控的措施，有效地保证了上述活动期间的空气质量。区域联防联控需要打破原来行政区划的限制，成立区域联防联控领导小组，统一协调共同行动。这样的经验非常值得借鉴推广，而且国外如美国也有区域联防机制。

3、结语

PM2.5污染的防治关系到生态环境和人体健康，最终影响社会经济的可持续发展。防治PM2.5污染首要工作是找准其来源，然后“对症下药”。由于PM2.5来源的复杂性，至今仍没有统一的结论，相信随着相关研究的不断深入，情况会越来越清晰，PM2.5污染问题终究可以得到解决。

参考文献

[1]杨新兴，尉鹏，冯丽华.大气颗粒物PM2.5及其源解析[J].前沿科学，2013，7（2）：12-19.

[2]柯钊跃.广州市天河区某小学PM2.5的化学组成分析[J].广东化工，2013，40（12）：174-175.

[3]郝吉明，迈克尔·沃尔什.区域空气质量综合控制体系研究研究报告[R].中国环境与发展国际合作委员会2012年年会，2012.