您好, 歡迎來到化工儀器網
產品分類品牌分類
-
干燥箱 溶解氧分析儀 水樣抽濾器 充電樁 離心機 土壤干燥箱 浮游菌采樣器 臭氣采樣器 生物安全柜 生物安全柜檢測儀 林格曼黑度儀 深水采樣器 二噁英類污染物采樣器 水質多參數檢測儀 防爆粉塵采樣器 液液萃取儀 微波漏能儀 紫外輻照計 在線粉塵揚塵儀 總有機碳分析儀 空氣采樣器 監測水站 機器人 微量氧分析儀 吹氣儀 定氮儀 表面污染檢測儀 射線檢測儀 巡檢儀 輻射報警儀 光度計 流速儀 風量罩 皂膜流量計 濕球黑球溫度指數儀 核酸采集工作站 核酸采集箱 口罩過濾效率測試儀 煙塵煙氣分析儀 明渠流量計 防護衣物靜電測試儀 火焰模擬器 安全柜 靜電衰減 織物濕度儀 水度儀 恒溫培養箱 激光干涉儀 鉗形表 惡臭檢測儀 壓力計 顯微鏡 綜合流量校準儀 氣相色譜儀 萬分之一十萬分之一天平 塵埃粒子計數器 管道泄漏檢測儀 水質測定儀 氣溶膠發生器 拉伸機 BOD測定儀 水質分析儀 測油儀 COD消解儀/消解器 COD測定儀 恒溫恒濕稱重系統 汽車尾氣 氣體檢測儀 油煙監測儀 微生物采樣器 油氣回收 便攜式油煙測試儀 水質檢測儀 門式測溫儀 水質采樣器 大氣采樣器 粉塵檢測儀 焊接煙塵凈化器 激光甲烷測試儀
-
超聲波水深儀 在線COD分析儀 惡臭在線監測系統 藻類智能鑒定計數儀 合金分析儀 原子吸收光譜儀 揚塵監測儀 蒸餾儀 非甲烷總烴分析儀 中子劑量率儀 表面污染儀 熒光檢測儀 葉綠素測定儀 激光粉塵儀 紅外氣體分析儀 色度計 數采儀 核素識別儀 個人劑量報警儀 超純水機 土壤團粒結構分析儀 水浴鍋 氣味檢測儀 索氏提取器 測煙望遠鏡 固相萃取儀 菌落計數器 集菌儀 鐵粉濃度計 污泥濃度計 高錳酸鹽指數分析儀 壁掛式PH計 紅外測溫儀 余氯分析儀 濁度儀 測汞儀 煙氣汞采樣器 激光甲烷遙測儀 揚塵在線監測系統 直讀式粉塵濃度測量儀 生物毒性檢測儀 個人聲暴露計 消化爐 凱氏定氮儀 場強儀 土壤檢測測定儀 PH計 電導率儀 氣象站 大氣監測系統 熱分析儀器 聲級計 尾氣檢測儀 噪聲計 甲醛檢測儀 ATP熒光測試儀 風速計 照度計
城市大氣中PM-2.5污染控制的意義與途徑
PM-2.5是指由固體粒子和液態粒子混合組成的、粒徑小于2.5微米的細粒子。PM-2.5氣溶膠是典型的大氣累積性的復合污染形態。PM-2.5氣溶膠的復合污染作用往往超過傳統的大氣污染物,日益成為表征城市大氣污染的首要指標(彭應登,1999)。剖析PM-2.5的組成與來源、分析PM-2.5控制的有效途徑,對治理城市大氣污染的近期目標和長遠目標均有積極意義。
1.PM-2.5控制的意義
1.1PM-2.5是導致城市人為能見度下降的禍首
光波在大氣中傳播時, 因受氣溶膠和氣體分子的散射和吸收而削弱。光的強度按指數律衰減, 對波長為λ的單色光有:
Iλ=Ioλexp[-∫[SUB]o[/SUB]Rbλ(r)dr]
式中Iλ為衰減后的光強度;Ioλ為入射光強度;R為光傳播距離;bλ(r)為傳播路徑上的消光系數。大氣消光系數是氣溶膠消光系數和氣體分子消光系數之和。在低層大氣中氣溶膠粒子的消光效應遠大于空氣分子的消光系數。能見度與平均大氣消光系數之間有關系式:
R=3.912/b
式中R為水平能見度(公里); b為白光的大氣消光系數(公里-1)。低層大氣中影響能見度的大氣粒子可分為以下三類模態:
①.核粒模態: 0.005微米—0.1微米
②.積聚模態: 0.1微米—2.5微米
③.粗粒模態 : 2.5微米—100微米
在以上三類粒子中,粒徑小于2.5微米的粒子(PM-2.5)的消光作用遠大于粒徑在2.5微米以上的粒子。在小于2.5微米的粒子中,粒徑在可見光波長范圍(0.4微米—0.7微米)內的氣溶膠粒子的消光作用。PM-2.5的化學組分主要包括硫酸銨(亞硫酸銨)、硝酸銨、有機炭、炭黑和灰塵等五類。大氣消光系數與這些大氣污染物濃度之間的關系可表達為:
be=br + ∑βiCi
式中be為消光系數; br為天然大氣分子對光的散射(使天空呈現藍色 ); βi為i類污染物粒子的消光率(m2/g); CI為I類污染物粒子的濃度(ug/m3)。研究表明(Malm et al.,1996), 上式還可近似地表達為:
be=br + 3f(RH)[硫酸銨濃度] + 3f(RH)[硝酸銨濃度] + 4[有機碳濃度] + [土壤粒子濃度] + 0.6[粗粒子濃度] + ba
式中f(RH)為隨相對濕度而變化的散射率; ba為吸光系數(主要是炭黑的吸光作用)。由此可知,在影響大氣能見度的粒子中, 二次粒子占有重要的的地位。此外,二次粒子的消光作用與大氣的相對濕度密切相關。二次粒子在水滴的作用下能相互凝結成粒徑較大的粒子(0.3微米—1.5微米),從而對可見光(波長為0.4微米—0.7微米)的散射作用增強。在大氣相對濕度大于70%時,二次粒子散射率增加的現象就更為明顯(Rogers and Watson, 1991)。二次粒子散射率隨相對濕度變化函數可表達為:
f(RH) = bs(RH) /bs(0%)
式中bs(RH)為相對濕度大于0%時的濕散射率; bs(0%)為相對濕度為0%時的干散射率。在美國,由于東部的相對濕度較高(年平均為70%-80%),西部的相對濕度較低(年平均為50%-60%),加上東部地區硫酸銨(亞硫酸銨)的水平較高,結果導致東部地區的能見度明顯低于西部地區(OAR,1996)。
由此可知,在影響大氣能見度的粒子中, PM-2.5占有極其重要的主導地位。由于PM-2.5的原因,美國大部分地區的能見度只有天然能見度的30%。在美國的許多地方(例如國家森林公園和自然保護區),盡管大氣中常規的污染物指標均達到規定的標準,但仍被能見度的問題所困擾。所以在1985年,美國在聯邦層次建立了保護能見度的多部門監測計劃(IMPROVE),并從1987年開始在全國20個一類地區陸續采集數據。從1991年開始,美國的一些地方政府也加入了能見度的監測行列。在這些長期的監測計劃中,PM-2.5是核心的監測指標。
1.2 PM-2.5是城市大氣污染物中損害人體健康的元兇
我國1996年頒布的空氣質量標準規定中新增加了PM-10(粒徑小于10微米的顆粒物)的標準, 因為PM-10易進入人的呼吸道, 對人體健康構成威脅。而美國的大量研究表明, 對人體健康危害大的顆粒物是PM-2.5, 因為這些細顆粒物可以穿過肺部并存留在肺的深處。PM-2.5除了本身對人體呼吸系統具有刺激作用、致敏作用及其它有害作用外,同時它還可能作為攜帶細菌微生物、病毒和致癌物的載體侵入人體肺部，嚴重危害人體健康。研究資料表明: 北京市城區顆粒物中近90%的有害有機化學成分、近80%的有害無機化學成分分布在徑粒小于3微米的細粒中(葛啟壇,1993)。可吸入顆粒物已成為大氣污染物中對北京市城區居民健康威脅大污染物(汪晶,1993)。美國自1987年實施PM-10標準以來, 共有2000多項研究指出:對人體健康危害大的是PM-2.5。所以, 美國在1997年7月又頒布了PM-2.5標準, 以切實保護人體健康。
2. PM-2.5的基本組成與來源
2.1 PM-2.5的基本組成
PM-2.5由直接排入空氣中的一次微粒和空氣中的氣態污染物通過化學轉化生成的二次微粒組成。一次微粒主要由塵土性微粒和由植物和礦物燃料燃燒產生的碳黑(有機碳)粒子兩大類組成。二次微粒主要由硫酸銨和硝酸銨(由大氣中的SO2和NOX與NH3反應生成)組成,其形成的主要過程是大氣中的一次氣態污染物SO2和NOX通過均相或非均相的氧化形成酸性氣溶膠,再和大氣中的偏堿性氣體NH3反應生成硫酸銨(亞硫酸銨)和硝酸銨氣溶膠粒子。大氣中的水滴為這些化學轉化過程提供了重要的前提條件。硫酸銨和硝酸銨是水溶性鹽類,在水中的溶解度均較高。所以,大氣中的水滴就易成為二次污染物在1000M以下低空不斷累積的重要媒介。北京在秋、冬季多霧天氣和連陰天氣時產生的“灰鍋蓋”就是這種累積的典型現象。
PM-2.5中一次粒子與二次粒子的比例因地而異,主要取決于污染源的特征和氣象、氣侯特征。例如,美國東部的華盛頓地區由于SO2濃度較高(主要由火力發電廠排出),相對濕度較高,所以二次粒子的比例較高。美國西部干旱的菲尼克斯由于有大量與燃燒有關的排放源,所以一次粒子的比例較高(見表1)。