大气PM2.5与霾污染全解析

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  空气质量相关名词大充电
  PM2.5
  PM是英文particulate matter(颗粒物)的首字母缩写。PM2.5是指大气中空气动力学等效直径(除此之外,还有光学等效直径和电迁移等效直径等)等于或小于2.5微米的大气颗粒物的总称,也被称为可入肺颗粒物。它的粒径大小不到人的发丝的1/25。PM2.5的元素组成极其复杂,几乎包含元素周期表所有元素;一般分为硫酸盐、硝酸盐、氨盐、有机物、黑碳、海盐和矿尘等七类,涉及万种以上有机或无机化合物,堪称“小粒子、大世界”。目前我国中东部地区PM2.5来自一次排放源的较少,以一次排放的污染气体和纳米级粒子通过物理和光化学过程生成的二次粒子为主。
  霾
  霾的气象学定义为:“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10千米的空气普遍混浊现象。”组成霾的粒子极小,不能用肉眼分辨。霾与晴空区之间不能像雾一样形成明显的边界。中国气象局地面观测规范中霾的判别条件是能见度小于10千米,相对湿度小于80%;而相对湿度为80%~95%时,则需要人为对大气成分进行甄别。
  雾
  雾则是一种常见的自然天气现象。在水汽充足、微风及大气层稳定的情况下,气温较低,相对湿度接近100%时,空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中,使地面水平能见度下降,这种天气现象称为雾。纯粹的雾,应该对人体没有伤害,但目前,我国城市区域几乎不存在这种雾。
  雾霾
  雾霾是科普用词,是指雾和霾的混合体,气象部门表示为“雾-霾”,以表示雾和霾的各不相同。目前我国城市区域基本上不存在纯粹的雾,也没有纯粹的霾(沙尘暴除外),均是二者的混合物。由于非专业人员难以用肉眼分辨雾和霾,因此,雾霾一词是目前使用最为普遍的形容空气质量糟糕的名词。
  灰霾烟霞霭
  灰霾一词来源于英文Dust-Haze,是指“灰尘”造成的霾,而不是指“灰色”的霾;烟霞和霭古时候都是指由炊烟形成的一种烟尘意境,实际上就是由于生物质燃烧形成的霾,英文均用Haze表示。我国香港天文台仍称霾为烟霞,而霭一词目前已少有人用。
  二次颗粒物
  霾的本质是大气中PM2.5浓度超标,一般情况下,PM2.5中60%以上都属于二次颗粒物。二次颗粒物是指各种源排放的污染物(气体如CO、SO2、NOX、NH3、VOCS)和颗粒物(尤其是纳米级超细颗粒物)在特定的气象条件下,经过一系列化学过程,形成的以PM2.5为代表的细颗粒物;这些颗粒物的特点是吸水性很强,大气中的水汽没等积累到冷凝形成雾,就被“霾颗粒”吸收了,使得PM2.5等颗粒物出现“爆发式”增长,并导致了严重的大气消光现象,实际上就是公众看到的霾。因此,雾霾主要就是大气中的二次颗粒物吸收了大气中的水汽共同形成的雾和霾的混合体,它对人体的危害,往往比单纯的雾和霾还要严重。
  PM2.5是如何产生的
  移动源
  机动车(VOCS、NOX 、PM)
  点源
  加油站、干洗店等 (VOCS)
  固定源
  电厂、工厂等(SO2、NOX、PM)
  自然源
  森林火灾、火山等 (PM、CO)
  PM2.5主要包括自然过程和人为排放两个渠道,其中后者占主要部分,它既包括人类直接排放的PM2.5,也包括排放在空气中的能够转变成PM2.5的其他气体污染物。
  PM2.5的化学形成过程是:人类排放的气态污染物(NOx,SO2,VOC等)进入城市上空的边界层中,在大气自由基的作用下发生大气化学反应,使得气态污染物向固态颗粒物转化,而新生成的纳米级粒子,通过碰并、凝结或吸湿增长等物理过程和非均相化学过程,长大成为微米级颗粒物(PM2.5)。
  PM2.5对气候、环境和人体的影响
  气候效应
  通过影响大气的直接辐射和间接平衡(云辐射),进而影响区域/全球气候变化。
  环境影响
  通过散射/吸收可见光,使大气水平能见度下降,阻碍路面、水路和空中交通;对生态系统造成影响。
  PM2.5来源解析及解读
  大气中PM2.5的来源是变化的。不但每年都会有变化,每个季节、每个月和每一天也都不一样。那么公众如何去解读这些源解析数据呢?
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