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1、城市发展中的大气环境问题清华大学环境科学与工程研究院1.空气污染是全球特大城市面临的共同问题2.PM2.5逐渐进入空气质量标准3.我国大气PM2.5污染特征4.如何防治大气PM2.5污染主要内容伦敦烟雾事件：n发生于英国伦敦的多起大气污染公害事件。有据可查的重大烟雾事件12起。最为严重、影响最大的是1952年的烟雾事件。n1952年的12月4日，原本晴朗的天空，渐渐变得灰蒙蒙的。此时，受到气旋的影响，伦敦的风速逐渐转小，云层慢慢地将整个天空遮蔽了。到中午时，天空已经阴霾弥漫。12月5日，伦敦的风速几乎为零，整个城市被连日不散的雾气紧紧包裹，能见度缩小到1米之内。空气污染是全球特大城市面临的共同
2、问题伦敦烟雾事件：n此后的3天情况继续恶化。可吸入颗粒物浓度达到了3000至14000微克/立方米。二氧化硫浓度比正常情况高出7倍。n孩子不能上学，以免在大雾中走失。伦敦机场烟雾弥漫，飞机无法起降。官方统计，在大雾封城的几天中，共导致了5000多人的死亡，之后的两个月内有8000多人相继死亡。死因调查发现：因支气管炎死亡的人数为正常时期的9倍，因肺结核死亡人数为正常期的5.8倍，因冠心病死亡的人数为正常期的2.4倍。空气污染是全球特大城市面临的共同问题51952年12月伦伦敦烟雾雾事件中死亡人数与大气中烟 尘尘和二氧化硫浓浓度的相关性伦敦烟雾事件：n伦敦烟雾事件的起因：主要归咎燃煤排出的烟尘。
3、除工业外，每到冬天，约100万个烟囱排入成千上万吨的黑色烟尘。烟尘中的三氧化二铁成分，使空气中的二氧化硫变成硫酸，并附着在烟尘和雾滴上，一旦被人们吸入，就会导致胸口窒闷，并伴有咳嗽、喉痛、呕吐等症状。n烟雾事件之后，英国颁布“清洁空气法案”，以及空气污染控制法案。20多年后，伦敦的雾天变少了。1975年，只有15天；1980年降到了5天。空气污染是全球特大城市面临的共同问题洛杉矶烟雾事件：n洛杉矶烟雾事件是发生于美国的一起大气污染公害事件。洛杉矶海滨城市，自36年开发石油工业以后，工业迅速发展，人口急剧增加，全市汽车250多万辆，每天消耗1600万升汽油，每天向城市上空排放大量的碳氢化合物、氮
4、氧化物和一氧化碳。这些污染物排入大气后，在强烈阳光下，发生化学反应，形成刺激性强的光化学烟雾。n光化学烟雾是一种混合烟雾，含有多种成分，其中臭氧是最重要的，约占85%以上。主要成分都是氧化剂。空气污染是全球特大城市面临的共同问题洛杉矶烟雾事件：n洛杉矶西面临海，三面环山，5-10月阳光强烈，一年约有300天出现逆温层，市区空气在水平方向流动缓慢。光化学烟雾在这种情况下不易扩散，刺激人的眼、喉、鼻，引起眼病、喉头炎、肺水肿等疾病。1955年，洛杉矶严重的光化学烟雾事件中，近500人死亡。以后又曾发生使半数市民受到不同程度危害的严重情况。空气污染是全球特大城市面临的共同问题9洛杉矶烟雾事件洛杉矶烟
5、雾事件城市化进程加剧复合型大气污染城市化进程加剧复合型大气污染重要 污染源1990s以前煤烟1990s以后煤烟+机动车关键 污染物一次污染 TSPSO2一、二次复合污染 TSP、SO2PM10、NO2、VOCsPM2.5 、O3空气污染是全球特大城市面临的共同问题发达国家：二次污染突出(PM2.5和O3)发展中国家：一次污染严重二次污染凸显Gurjar et al., 2008AC：污染物浓度GC：污染物浓度标准大气灰霾已成为许多地区的重大民生问题13北京大气污染受到关注北京北京天津天津空气质量较好区域污染严重2005.10.29 API 482005.10.26 API 1761.空气污染是
6、全球特大城市面临的共同问题2.PM2.5逐渐进入环境空气质量标准3.我国大气PM2.5污染特征4.如何防治大气PM2.5污染主要内容颗粒物大小颗粒物大小 5到10微米的颗粒物可以 在咽喉通过物理机制去 除。小于5微米的颗粒物会到达 支气管。直径小于2.5微米的颗粒物 会通过呼吸进入肺部最 深处，所以从人类健康 讲是最受关注的颗粒物 种类. 颗粒物大小影响其在大气和人体中的特性，并决定颗粒物是否会进入肺 部，以及其被肺部吸收的潜能。大于10微米的颗粒物可以被鼻子和咽喉截住，而不会进入肺部。National Council on Radiation Protection Model (NCRP,
7、1997)空气动力学直径, m沉积效率， %肺泡区气管支 气管区合计外胸腔区 （鼻到咽 喉区域）Ratio of death rates to that in Portage, WI, as a function of fine particle concentration. Here P=Portage, WI; T=Topeka, KA; W=Watertown, MA; L=St. Louis, MO; H=Harriman, TN; and S=Steubenville, OH. After Dockery et al. , “An Association between Air Po
8、llution and Mortality in Six U.S. Cities”, New England J. of Medicine, Vol. 329, pp. 1753-1759, 1993. Copyright 1993 Massachusetts Medical Society, All rights reserved. Annual average fine particulate concentration (g/m3)Ratio of annual death rate to that in Portage, WI与颗粒物有关的健康危害与颗粒物有关的健康危害n 由心脏病和肺
9、病造成的过早死亡 n 使心脏病和肺病恶化，并和以下疾病有关： 心血管疾病 心律失常 心脏病 呼吸系统疾病：哮喘、支气管炎 以上可导致入院率，急诊病历，病假率和限制活动天 数的上升。 n 儿童和老年人，及有呼吸和心脏问题的人可能会对PM2.5 特别敏感与颗粒物有关的健康危害与颗粒物有关的健康危害n 美国Arden Pope教授和他的同事们研究了美国1980年-2000年期间随着空气污染的减少人类预期寿命的变化。研究发现，在所研究的大城市中，PM2.5由每降低13-14微克/立方米，预期寿命会增加0.82年。长期减少空气污染，将会带来5-7个月的预期寿命增加。PMPM2.52.5 每每增加增加10
10、ug/m10ug/m3 3居民居民死亡增加的死亡增加的百分比百分比 （均数与均数与95%CI95%CI） PM2.5环境影响：人体健康（阚海东 等，2010）吴兑等中国环科院 张凯、柴发合等大气能见度下降趋势显著能见见度与 PM2.5呈对对数 负负相关关系, 以广州为为例当 PM2.5每下降 10%,能见见度可 改善6-8%美国大气颗粒物标准的演变美国大气颗粒物标准的演变221971- TSP 24-hour: 260g/m3 Annual: 75g/m31987- PM10 24-hour: 150g/m3 Annual: 50g/m31997- PM10 24-hour: 150g/m3
11、Annual: 50g/m31997- PM2.5 24-hour: 65g/m3 Annual: 15g/m32006- PM10 24-hour: 150g/m3 2006- PM2.5 24-hour: 35g/m3 Annual: 15g/m3 2000s1980s1990s1970s美国PM2.5标准加严的过程年指标时间限值要求1971TSP24小时260 g/m3Not to be exceeded more than once per year年均75 g/m3Annual Average 1987PM1024小时150 g/m3Not to be exceeded more t
12、han once per year on average over a 3-year period年均50 g/m3Annual arithmetic mean, averaged over 3 years1997PM2.524小时65 g/m398th percentile, averaged over 3 years 年均15 g/m3Annual arithmetic mean, averaged over 3 years PM1024小时150 g/m3Initially promulgated 99th percentile, averaged over 3 years; when
13、1997 standards for PM10 were vacated, the form of 1987 standards remained in place (not to be exceeded more than once per year on average over a 3-year period)年均50 g/m3Annual arithmetic mean, averaged over 3 years 2006PM2.524小时35 g/m398th percentile, averaged over 3 years年均15 g/m3Annual arithmetic m
14、ean, averaged over 3 yearsPM1024小时150 g/m3Not to be exceeded more than once per year on average over a 3-year period20052005年世界卫生组织年世界卫生组织(WHO)(WHO) 引入引入PM2.5PM2.5我国大气环境保护的战略目标2050年全国大气环境保护的总体目标：通过大气污染综合防治，大幅度降低环境空气中各种污染物的浓度，城市和重点地区的大气环境质量得到明显改善，全面达到国家空气质量标准，基本实现世界卫生组织(WHO)环境空气质量浓度指导值，满足保护公众健康和生态安全的
15、要求。（希望与世界卫生组织的标准体系接轨。）新时期环境空气质量标准的特征 针对性 ：应以保护人体健康为第一目标 战略性：为实现环境宏观战略目标服务 可比性：与WHO/发达/发展中国家参比 （去年11月23日中国环境报对话栏目专访：新标准更加关注公众健康）27总悬总悬 浮颗颗粒物飘尘飘尘 （参考）二氧化硫氮氧化物光化学氧化剂剂1979年环环保法（试试行）1982年大气环环境质质量标标准(GB 3095-82)1987年大气法1996年环环保法1989年2000年环环境空气质质量标标准(GB 3095-1996)2012年环环境空气质质量标标准修改单单总悬总悬 浮颗颗粒物 可吸入颗颗粒物 二氧化硫
16、 氮氧化物 一氧化碳 臭氧铅铅 氟化物 二氧化氮 苯并a芘环环境空气质质量功能区维维持不变变取消氮氧化物；放宽宽二氧化氮和臭氧二级级限值值与国际际接轨轨，适当增加项项目一类类区 ：自然保护护区、风风景名胜胜区和其它需要特 殊保护护的地区。二类类区 ：城镇规镇规 划中确定的居住区、商业业交通居 民混合区、文化区、一般工业业区和农农村 地区。三类类区 ：特定工业业区。一类类区 ：国家规规定的自然保护护区、风风景游览览区、 名胜胜古迹和疗疗养地等。二类类区 ：城市规规划中确定的居民区、商业业交通居 民混合区、文化区、名胜胜古迹和广大农农 村等。三类类区 ：大气污污染程度比较较重的城镇镇和工业业区以 及城市交通枢纽纽、干线线等。1、为为适应应社会经济发经济发 展，环环境空气质质量标标准分功 能区制定；2、逐渐缩渐缩 小三类类区，扩扩大二类类区；3 、局地污污染物，由地方制定标标准。中国环境空气质量标准演变过程环
