pm2.5对环境的影响及治理对策

-1-PM2.5对环境的影响及治理对策一、什么是PM2.5在空气动力学和环境气象学中，颗粒物是按直径大小来分类的，粒径小于100微米的称为TSP(TotalSuspendedParticle)，即总悬浮物颗粒；粒径小于10微米的称为PM10(PM为ParticulateMatter缩写)，即可吸入颗粒物；粒径小于2.5微米的称为PM2.5，即可入肺颗粒物，它的直径仅相当于人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它与较粗的大气颗粒物相比，粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量影响更大。二、PM2.5的来源1、PM2.5的主要来源虽然自然过程也会产生PM2.5，但其主要来源还是人为排放。人类既直接排放PM2.5，也排放某些气体污染物，在空气中转变成PM2.5。1.1直接排放的PM2.5直接排放的PM2.5主要来自燃烧过程，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃烧、生物质（秸秆、木柴）的燃烧、垃圾焚烧。1.2在空气中转化的PM2.5在空气中转化的PM2.5的气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。1.3其他的人为来源其他的人为来源包括：道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气。自然来原则包括：风扬尘土、火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、细菌、真菌孢子、细菌等。2、PM2.5的组成成分PM2.5的来源复杂，成分自然也很复杂。主要成分有碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐。其他的常见成分包括各种金属元素，既有钠、镁、钙、铝、铁等地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、砷、镉、铜等源自人类污染的重金属元素。以2000年北京PM2.5来源为例，尘土占20%；由气态污染物转化而来的硫酸盐、硝酸盐、铵盐分别占17%、10%、6%；燃煤、使用汽油、柴油排-2-放的废气贡献14%；其余的成分如植物碎屑、农作物以及吸烟也占据一定比例。三、PM2.5带来哪些影响与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，含有大量的有毒有害物质，且寿命长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大，对空气质量和能见度的影响要比PM10更直观。1.人体健康方面世界卫生组织发布的报告显示，无论是发达国家还是发展中国家，目前大多数城市和农村人口均遭受到颗粒物对健康的影响。高污染城市中的死亡率超出相对清洁城市的15%至20%。据统计，在欧洲，PM2.5每年导致386000人死亡，并使欧盟国家人均期望寿命减少8.6个月。人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人类健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。1.1引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，刺激呼吸道，干扰肺部的气体交换，从而引发咳嗽、呼吸困难、哮喘、慢性支气管炎等呼吸系统的疾病并导致心律不齐、非致命性心脏病等心血管方面的疾病。其中，老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。1.2损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液PM2.5会与身体中的血红蛋白相结合，从而影响血液的输送，这对患有贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重的后果，例如加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。每个人每天平均要吸入约1万升的空气，这些颗粒通过支气管和肺泡进入血液，进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。1.3致癌-3-PM2.5中的某些成分会使人体产生病变，从而诱发癌症。2.环境方面大气中的颗粒物对光的散射和吸收，能显著减弱光信号，大幅降低有效视距，因而PM2.5会导致城市人为能见度下降，产生阴“霾”天气。“霾”跟我们通常所说的雾是不同的。当大量极细微的包括“PM2.5”在内的颗粒均匀地浮游在空中，造成空气混浊，使水平能见度小于10千米，并且相对湿度小于或等于80%，这时呈现的天气现象称为“霾”天气。而雾是低层水汽发生过饱和凝结而成的气象现象，多呈乳白色，大多在下半夜形成，清晨日出前最浓，日出后渐渐消散。“霾”和雾的区别在于水汽含量的大小，当水汽含量达到90%以上叫雾，低于或等于80%叫“霾”。“霾”虽然会和大雾天气一样，渐渐消散，但和单纯的雾相比，“霾”是空气遭受污染的产物，所以“霾”天气比雾天更危害人体健康。四、传统方法治理PM2.5的缺陷：1.植树种草灰霾天主要发生在相对湿度较低的冬春季，此时植物的自净化能力很有限，因而植树种草在冬春季对环境的改善能力有限。2.火电厂污染源控制燃煤电厂等基本上已安装脱硫除尘装置，若进一步提升排放标准，将大幅度提高火电成本，当成本转嫁时会导致社会成本大幅增加，而且火电厂所占的污染源在城市PM2.5已是很小一部份；3.农作物的燃烧处理控制燃烧农作物会导致政府成本大幅增加且难以控制，为保障农民利益，政府难以制定限制性的条款，即使制定，也难以实施。而对农作物废物（如桔杆）的处理实现补贴也不是长久之计。对于农田，燃烧农作物的好处大于坏处，即使造成污染，其毒性也较低。农业不能大规模集成化生产之前，农作物的废物处理依然是难以解决的问题。在有些地区政府投入资金修建沼池，但其维护的人工成本高，致使很多人放弃，而采用液化气，改善环境污染的效果并不理想。4.工业排放污染的控制工业区的外迁和控制工业污染虽然能解决集中的污染，一个区域到另一个区域使得污染更加分散，大气本底污染浓度值更高。技术的改进会控制污染源，但短时间内提升排放标准会使得众多小型企业难以承受，强制推行会导致区域性的经济问题。5.汽车污染源的控制提升排放标准只能逐步的淘汰旧汽车，这使得三至五年内汽车污染源的控制难以实现，而汽车污染已成为城市PM2.5的主要污染源。因而要想从根本上缓解PM2.5，需从以下几方面入手：-4-1.加快实施更为严格的汽车排放标准1.1提高燃油品质提高燃油品质，实施更严格的汽车排放标准，是治理PM2.5最有效的手段。应尽快编制我国的国Ⅴ、国Ⅵ汽车排放标准及相应油品标准，并提出实施计划。现行国Ⅲ标准对重型汽车颗粒物排放的限值为每公里/小时0.1克（最低燃油消耗率）,而国Ⅳ标准要求在国Ⅲ标准基础上将颗粒物排放降低了80%以上，不高于每公里/小时0.02克。我国目前仅北京、上海等地实行了国Ⅳ标准的车辆准入制度。欧美、日本等国制定和实施汽车排放标准时，一直将车和油作为一个系统，同步实施汽车和油品排放标准，确保汽车排放技术顺利升级。我国的燃油品质严重地拖了提高汽车排放标准的后腿，而油品升级的障碍并非在于技术，而在于炼油厂升级成本的分摊，因此，最为关键的是要走出“油价拼命涨、炼油却亏损”的怪圈，成品油价格机制亟待理顺。1.2加速淘汰“黄标车”，降低在用车尾气排放的污染除了对新生产车辆实行严格的准入制度，加速淘汰高排放“黄标车”、降低在用车排放是治理PM2.5的重要手段。“黄标车”尾气排放的污染物是同类满足欧Ⅳ标准汽车的20倍左右。日本2002年就推出了《机动车NOx、PM法》，禁止在规定地区使用不符合排放标准的卡车、巴士和柴油乘用车，所有在用的行驶在公路上的各种汽车也都装上了尾气过滤器，促进了整体大气环境的改善。建议我国加速淘汰“黄标车”，对在用车辆实施加装尾气处理装置的强制措施。1.3发展新能源汽车，推广使用清洁代用燃料建议国家尽快出台节能与新能源汽车发展规划，在积极研制电动汽车与混合动力汽车的同时，针对技术成熟度高、减排效果显著的代用燃料汽车，尽快编制促进政策，大力发展、推广天然气、生物燃料、二甲醚汽车。可先从行驶里程长、排放多的出租车、公交车做起，对使用代用燃料汽车者在价格、税收等方面给予优惠政策。2、制定严格的监控体系世卫组织认为，通过采取连续、持久的污染控制措施可从根本上控制PM2.5。自上世纪七八十年代开始，欧美国家开始发布量化指标限制空气中颗粒物的浓度。虽然在初期，欧美国家制定的空气质量准则对颗粒物的限定比较笼统，没有对颗粒物的大小进行细分，但随着时间的推移这些国家对PM2.5浓度已经提出了更为严格的限定标准。-5-按照美国目前的标准，PM2.5日均浓度上限为35微克/立方米，年均浓度上限为15微克/立方米；欧盟的空气质量标准也包含对PM2.5年均浓度的要求。亚洲国家如印度，也开始监测PM2.5浓度。印度2009年新修订的标准取消了对总悬浮颗粒物的控制指标，新增加PM2.5的限制指标，要求工业区、居住区、农村等地区的PM2.5年均和日均浓度都不得超过40微克/立方米。但由于我国不同地区空气污染特征、经济发展水平和环境管理要求差异较大，新增指标监测要开展硬件和软件的一系列准备工作，因此新标准需要分期实行。专家建议在我国PM2.5监测中应该重视各地在监测技术、设备、人员、资金方面的地区差异，循序渐进，稳步实施。虽然我国目前已有成熟的PM2.5监测技术，并且已经在部分城市开展了包括PM2.5在内的城市空气质量试点监测工作，但由于在全国统一开展PM2.5监测涉及仪器设备购置安装、数据质量控制、专业人员培训、财政资金支持等大量系统的准备工作和能力建设工作，因此目前在全国范围内立即开展PM2.5监测工作还有一定难度，需要逐步推开。3、完善配套治理措施，加快产业结构升级，切实控制PM2.5浓度南京信息工程大学物理学院副院长朱斌认为，我国之所以迟迟未把PM2.5纳入强制性监测指标，一个重要的原因是，在我国尚未完成产业结构升级的情况下，我国部分城市目前PM2.5的浓度可能是西方国家的几倍甚至十几倍，即使制定了PM2.5监测标准，要实质性控制PM2.5的浓度仍面临着很大的难度。要解决当前突出的光化学烟雾、灰霾等问题，需要实施二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机物等多污染物协同减排，深化工业污染防治，同时加强移动源和面源污染的治理工作。奥运会、世博会和亚运会空气质量保障的成功经验表明，对于区域大气污染问题，必须加强联防联控机制，提高联防联控能力，区域内各行政辖区协同控制，才能有效减少灰霾天数。因此朱斌建议，在“监测容易控制难”的背景下，我国宜在技术、制度、资金等方面研究出台适当的配套治理措施，参照国外已有的技术标准和管理经验，降低环境执法的难度和空气净化的成本。具体措施有：3.1改变燃料构成在大气污染联防联控重点区域积极推进使用清洁能源，对城区重污染企业实施搬迁和节能环保技术改造。改变燃料构成，选用低硫燃料，对重油和煤炭进行脱硫处理，并同时注重对太阳能、氢燃料、地热等新能源开发和利用，以达到节能减排的目的。-6-3.2提高环境准入门槛在重点区域实施更加严格的大气污染物排放标准特别限值，禁止新建、扩建除热电联产以外的燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂、大力发展环保产业。3.3深化污染减排推进电力行业和钢铁、石化等非电行业二氧化硫减排治理。加快燃煤机组脱硝设施建设，加强水泥行业氮氧化物治理。3.4工业合理布局改变工业的布局形式，使工业布局尽可能的合理，可方便污染物的扩散，利于工厂之间互相利用废气，从而减少废气排放量。4．控制大气污染源减少PM2.5在大气中的含量从根本上来说是控制大气污染源。控制大气污染源包括减少污染物的产生和治理净化已产生的污染物两个方面。主要措施有：（1）合理利用能源；（2）利用净化装置去除烟尘和各种工业粉尘；（3）利用物理、化学方法净化尾气中的有害成分；（4）回收利用有用物质；（5）加强监督管理，减少事故性排放和无组织排放；5.实行区域集中供热冬季实行区域集中供热，这是城市大气污染防治的有力措施。尤其是北方城市，采用集中供暖方式，将分散的锅炉拥挤中的大锅炉替代，可有效地达到除尘、控制二氧