知识点知识点知识点知识点4 4 4 4 大气颗粒物大气颗粒物大气颗粒物大气颗粒物大气颗粒物大气颗粒物由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系,称为气溶胶体系气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物一、大气颗粒物的分类一、大气颗粒物的分类(一)按粒径、状态及来源划分(一)按粒径、状态及来源划分(8种)种)1、粉尘(微尘、粉尘(微尘、Dust)颗粒直径:1100m,固体机械粉碎机械粉碎的固体微粒,风吹扬尘扬尘,风沙风沙2、烟烟(烟气,烟气,Fume)颗粒直径:0.011m,固体生成、现象:由升华升华、蒸馏蒸馏、熔融熔融及化学反应化学反应等产生的蒸气凝结蒸气凝结而成的固体颗粒如熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐等3、灰(、灰(Ash)颗粒直径:1200m;物态:固体固体;生成、现象:燃烧过程中产生的不燃性微粒不燃性微粒,如煤、木材燃烧时产生的硅酸盐颗粒,粉煤燃烧时产生的飞灰等4、雾(、雾(Fog)颗粒直径:2200m;物态:液体液体;生成、现象:水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶,水平视程小于1km5、霭、霭i(Mist)颗粒直径:大于大于10m;物态:液体液体;生成、现象:与雾相似,气象上规定称轻雾,水平视程在12km之内,使大气呈灰色。
6、霾、霾mi(Haze)颗粒直径0.1m左右左右,固体固体生成、现象:干的尘尘或或盐盐粒粒悬浮于大气中形成,使大气混浊呈浅蓝色或微黄色水平视程小于2km7、烟尘、烟尘(熏烟,熏烟,Smoke)包含0.015m的固体或液体固体或液体一般为含含碳碳物物质质,如煤燃烧时产生的固体碳粒、水、焦油状物质及不完全燃烧的灰分所形成的混合物如果煤烟中失去了液态颗粒,即成为烟炭8、烟雾(、烟雾(Smog)0.0012m的固体的固体现泛指各种妨碍视程(能见度低于2km)的大气污染现象光化学烟雾产生的颗粒物,粒径常小于0.5m使大气呈淡褐色二)按监测和粒径划分(二)按监测和粒径划分1、总悬浮颗粒物、总悬浮颗粒物(TotalSuspendedParticulate,TSP)用标准大容量颗粒采样器,在滤膜上所收集的颗粒物的总质量,是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标2、飘尘和降尘、飘尘和降尘长期飘泊在大气中颗粒直径小小于于l0m的悬浮物称为飘尘(Airborneparticle);大大于于l0m的微粒,由于自身的重力作用而很快沉降下来的这部分微粒称为降尘(Dustfall)二)按监测和粒径划分(二)按监测和粒径划分3、可吸入颗粒物(、可吸入颗粒物(InhalableParticulate,IP)易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子,小于10微米。
PM10:空气空气动动力学当量直径小于或等于力学当量直径小于或等于10微米的微米的颗颗粒物;粒物;PM10(二)按监测和粒径划分(二)按监测和粒径划分PPM10测定测定 利利用用二二段段冲冲击击式式小小流流量量采采样样器器,在在采采样样器器规规定定流流量量下下采采样样,空空气气中中的的颗颗粒粒物物经经惯惯性性冲冲击击分分离离,将将空空气气动动力力学学当当量量直直径径小小于于10um的的颗颗粒粒收收集集于于已已恒恒重重的的滤滤料料上上取取下下,称称量量,根根据据采采样样前前后后滤滤料料的的质质量量差差及及采采样样体体积积计算空气中可吸入颗粒物的浓度计算空气中可吸入颗粒物的浓度二)按监测和粒径划分(二)按监测和粒径划分4、可入肺颗粒物(、可入肺颗粒物(InhalableParticulate,IP)易于通过呼吸过程而进入肺部的粒子,小于5微米PM5:空气空气动动力学当量直径小于或等于力学当量直径小于或等于5微米的微米的颗颗粒物;粒物;PM5(二)按监测和粒径划分(二)按监测和粒径划分5、细颗粒物、细颗粒物(InhalableParticulate,IP)PM2.5指悬浮在空气中,空气动力学当量直径指悬浮在空气中,空气动力学当量直径2.5um的颗粒物。
大多数的颗粒物大多数PM2.5能进入呼吸道,由于表面积大,能进入呼吸道,由于表面积大,容易吸附许多空气中的有毒物质因此,容易吸附许多空气中的有毒物质因此,PM2.5对人体对人体健康的危害非常大,越来越受到人们的重视美国在健康的危害非常大,越来越受到人们的重视美国在1996年制定了年制定了PM2.5颗粒物的环境空气质量标准颗粒物的环境空气质量标准12PM2.5对健康有什么影响?nPM2.5的浓度过高,主要会对呼吸系统和心血管系统造成伤害,包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群n如果空气中PM2.5的浓度长期高于10微克/立方米,死亡风险就开始上升浓度每增加10微克/立方米,总的死亡风险就上升4%,得心肺疾病的死亡风险上升6%,得肺癌的死亡风险上升8%n13n从全社会的角度出发,降低PM2.5这些看似不大的风险,收益却是很大的美国环保局在2003年做了一个估算:“如果PM2.5达标,全美国每年可以避免数万人早死、数万人上医院就诊、上百万次的误工、上百万儿童得呼吸系统疾病”。
相比当前的中国,美国当时的空气质量已经相当不错,只有很少的地区略微超标如果中国的PM2.5能够达标,社会收益无疑将会是巨大的上述关于PM2.5死亡风险的数据源自2002年发表于美国医学会杂志的一篇论文 二、大气颗粒物的源和汇二、大气颗粒物的源和汇 (一)大气颗粒物的来源(一)大气颗粒物的来源1、天然来源、天然来源1)一次颗粒物)一次颗粒物可起因于地面扬尘(风吹灰尘),与地壳、土壤的成分相似;海浪溅出的浪沫,火山爆发的喷出物,森林火灾的燃烧物,宇宙来源的陨星尘,生物界产生的颗粒物如花粉、孢子等2)二次颗粒物)二次颗粒物森林中排出的碳氢化合物(主要是萜烯类)进入大气后经光化学反应,产生的微小颗粒;与自然界硫、氮、碳循环有关的转化产物,如由H2S、SO2氧化生成的硫酸盐,由NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等 2、人为来源、人为来源燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物,如煤烟、飞灰等各种工业生产过程中排放的固体微粒,汽车尾气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物人为排放SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等的二次颗粒物二二)大气颗粒物的汇(汇集大气颗粒物的汇(汇集干沉降和湿沉降)干沉降和湿沉降)1、干干沉沉降降:干干沉沉降降是是指指颗颗粒粒物物通通过过重重力力作作用用或或与与其它物体其它物体碰撞后碰撞后发生发生沉降沉降。
沉沉降降机机制制1:一种通过重力对颗粒物的作用沉降的速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞系数等有关粒子的沉降速度可应用斯托克斯定律求出:v=(-0)gd2/1.8其中,v表示沉降速度;g为重力加速度;d为粒子直径;和0分别为颗粒及空气的密度;空气的粘度,以泊(Pas)表示结论:粒径和密度愈大,则沉降速率也愈大粒径和密度愈大,则沉降速率也愈大沉降机制沉降机制2:另一种是粒径小于0.lm的颗粒,靠布朗运动扩散、互相碰撞而凝集成较大的颗粒,通过大气湍流扩散到地面或碰撞而消除干沉降对粒径小于1m的颗粒物去除效率较高2、湿沉降:指降雨、下雪使颗粒物消除的过程湿沉降:指降雨、下雪使颗粒物消除的过程存在雨除和冲刷两种机制;对粒径为4m5m的颗粒物去除效率较高18(1 1)气溶胶对全球气候的影响:)气溶胶对全球气候的影响:吸收、散射太阳辐射和地面长波辐射,影响地-气辐射平衡,从而直接影响全球气候;气溶胶还可以作为云凝结核,通过改变云的光学特征和寿命,来间接影响气候;三、颗粒物对环境及人体健康的影响三、颗粒物对环境及人体健康的影响19(2 2)对人体健康的危害 颗粒物通过呼吸道进入人体,较大的粒子可能停留在鼻腔及鼻咽部,很小的颗粒可以进入并停留在肺部。
20不同粒径的颗粒物可到达呼吸系统的部位 (2 2)对人体健康的危害)对人体健康的危害: 气溶胶对人体健康有很大的危害,其中有机物是危害最大的气溶胶组分,它对生物和人体的危害主要是参与机体的新陈代谢作用,具有“致癌、致畸和致基因突变”作用可吸入颗粒物对人体的危害据英国环境部(1995)统计结果,随着PM10在空气中的含量上升,哮喘病患病率、住院人数以及死亡人数都会上升PM10每增加每增加5050g/m3,那么那么哮喘病患病率会上升哮喘病患病率会上升20%20%,住院人数上升,住院人数上升10%10%,死,死亡率增加亡率增加5%5%3 3)对气象和环境的影响)对气象和环境的影响:随着气溶胶增加,致使大气能见度降低;使空气质量恶化,造成大气污染,对局部环境的影响很大产生酸沉降,对生态环境危害很大24气溶胶对气溶胶对大气能见度、大气光化学烟雾、大气能见度、大气光化学烟雾、酸沉降酸沉降有极大的影响有极大的影响北京市区全年能见度低于4公里的天数 知识点知识点知识点知识点5 5 5 5 大气污染物监测大气污染物监测大气污染物监测大气污染物监测我国空气中的污染物主要是什么?我国空气中的污染物主要是什么?我国空气中的污染物:二氧化硫、二氧化氮我国空气中的污染物:二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物及可吸入颗粒物26环境空气质量标准新增环境空气质量标准新增PM2.5和和O3指标指标n据新华社北京2012年2月29日电国务院总理温家宝29日主持召开国务院常务会议,同意发布新修订的环境空气质量标准,部署加强大气污染综合防治重点工作。
n为使环境空气质量评价结果更加符合实际状况,更加接近人民群众切身感受,会议同意发布新修订的环境空气质量标准新标准增加了细颗粒物增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧()和臭氧(O3)8小时浓度限值监测指标小时浓度限值监测指标会议要求2012年在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市开展细颗粒物与臭氧等项目监测,2013年在113个环境保护重点城市和国家环境保护模范城市开展监测,2015年覆盖所有地级以上城市2728分期实施新标准分期实施新标准分期实施新标准分期实施新标准 我国不同地区的空气污染特征、经济发展水平和环境管理要求差异较大,新增指标监测需要开展仪器设备安装、数据质量控制、专业人员培训等一系列准备工作为确保各地有仪器、有人员、有资金,做到测得出、测得准,决定在全国分期实施新标准2.2.空气污染指数空气污染指数API(AirPollutionIndex)空空气气污污染染指指数数(API)是是一一种种向向社社会会公公众众公公布布的的反映和反映和评评价空气价空气质质量状况的指量状况的指标标它它将将常常规规监监测测的的几几种种主主要要空空气气污污染染物物浓浓度度经经过过处处理理简简化化为为单单一一的的数数值值形形式式,分分级级表表示示空空气气质质量量和和污污染染程程度度,具具有有简简明明、直直观观和和使使用用方方便便的的优优点。
点空气污染指数计算根据我国城市空气污染的特点,开始是以SO2、NO2和PM10作为计算API的暂定项目我国的大气污染指数是借鉴了美国的污染物标准指数而提出的根据我国空气污染的特点和污染防治重点,目前计入大气污染指数地污染物有SO2、NO2、 PM10、 CO和 O3, 其 中 SO2、 NO2、 PM10三项以日均值计,CO和O3两项以1小时均值计空气污染指数范围及相应的空气质量级别空气污染指数范围及相应的空气质量级别污染指污染指数数质量级质量级别别质量描质量描述述对健康的影响对健康的影响对应空气质量的适对应空气质量的适用范围用范围050优优可正常活动可正常活动自然保护区、风景名自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊胜区和其他需要特殊保护的地区保护的地区51100良良可正常活动可正常活动为城镇规划中确定的为城镇规划中确定的居住区、商业交通居居住区、商业交通居民混合区、文化区、民混合区、文化区、一般工业区和农村一般工业区和农村101200轻污染轻污染长期接触,易感人群症状。