城市内部PM2.5浓度的统计分析与来源研究

研究报
告
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
12
近年来，我国的经济发展迅猛，工业化进程加快，人们在物质财富逐渐积累的过程中，却面临着由于过快发展而带来的超出环境承载力的后果，导致了包括水环境、大气环境、土壤环境等等在内的自然生态环境的各种污染破坏。

新闻联播曾多次报道长江、黄河沿岸的工厂直接向江中排放污水；燃煤、重工企业直接将未经处理的废气排放到大气中；含有重金属的废渣直接埋
藏在地下，污染地下水源。

著名媒体人柴静的“苍穹之下”更是深刻揭露了我国环境污染，尤其是大气污染的现状。

与此同时，越来越多的人也意识到，快速的工业化进程造成的环境污染问题亟待解决。

P M 2.5浓度作为表征空气环境质量的一个参数，也引起了人们的广泛关注。

PM 2.5是指空气动力学当量直径小于或等于2.5 m m(1 m m 等于1 m的百万分之一)的悬浮颗粒物[1]。

它在大
气中滞留时间长，传输距离远，含多种有毒有害物质，严重危害人体健康。

大量研究证明[2]，PM2.5主要来自工业废气、汽车尾气、建筑扬尘和工业扬尘。

1 现状
P M 2.5近几年肆虐的情况，就是由于快速发展与环境保护法律体系不协调导致的大气环境快速恶化。

北方地区植被的大量减少和发电、供暖燃煤的使用排放的大量废气废渣，全国的重工业废气排放包括机车数量的猛增，使得全国范围内的雾霾污染大肆蔓延，全国范围内山东、河北、四川等地污染严重，越来越多的人罹患呼吸道疾病，甚至危及生命[3]，全国大气环境迫切需要改善。

重庆地区也在进行各种环境保护手段，如城市规划中把重工企业逐渐迁离主城区，同时也在进行环境方面的治理，而且由于三峡大坝发电站的建成，重庆不会面对北方因为燃煤发电带来的颗粒物污染环境的问题。

2 PM2.5的分析研究
2.1 PM2.5的数据来源
研究对象是重庆地区。

由于重庆地区也是P M 2.5污染较为严重的地区，且其地形特点具有典型性。

重庆市是我国最大的一个城市，市中心包括好几个区，所以各区之间的环境有一定的差异，且重庆地处四川盆地的边缘，受山谷地形的影响自然风会促进污染的扩散。

数据来源于重庆市环保局发布的实时数据，P M 2.5的颗粒物浓度的测量方法是国标的重量法[4]，根据称量空
气采集器中采样前后滤膜的质量差和空气采样的体积求得浓度。

采样地点分别是重庆市的虎溪、白市驿、高家花园、南坪、解放碑、缙云山、天生。

2.2 PM2.5的数据统计及分析
图1是一天内重庆市郊区的缙云山和市区的解放碑P M 2.5的浓度变化对比图。

可见市区解放碑的P M 2.5的浓度明显低于郊区缙云山的浓度，那么影响城市中心的P M 2.5浓度的主要因素到底有哪些，污染扩散的途径又有哪些，如何根据污染源和污染途径提出对应有效的改善措施，值得
进行数据统计分析。

城市内部PM2.5浓度的统计分析与来源研究
韦国庆 李彭源
(重庆大学材料科学与工程学院 重庆 400045)
摘 要：当前我国环境污染严重，全国各大城市雾霾问题不容乐观，有毒有害气体、悬浮颗粒物污染多种多样，已经严重的影响了人的正常生活
和身体健康。

该文以重庆地区为研究对象，着重对城市内部污染颗粒物PM2.5浓度的变化规律、来源以及污染扩散途径进行分析，让雾霾不再迷雾重重，并从技术、国家、社会层面寻求改善城市中心PM2.5污染的有效解决方法。

关键词：城市内部 PM2.5 汽车尾气 建筑扬尘 污染传播途径
中图分类号：X513 文献标识码：A
文章编号：
1674-098X(2015)09(b)-0012-02
图1 白市驿和南坪一天内PM2.5的浓度变化
图2 重庆市各监测点一天内PM2.5的浓度变化值
图3 白市驿和南坪一天内PM2.5的浓度变化
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
研究报告
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
13
2.2.1 时间区间分析
图2所示是重庆市的几个监测点一天内的PM 2.5的浓度变化，其中解放碑、南坪、白市驿、高加花园属于市区，缙云山、南坪、虎溪属于郊区。

总的来看，各地区的P M 2.5浓度不是特别高，均未达到重度污染。

且各监测点在全天内的P M 2.5的浓度有着近似的波动趋势，在19～24时，均有一个PM 2.5的浓度峰值区间。

总的来说，缙云山和南坪的PM2.5的含量较低，规律性变化不明显，解放碑、南坪、白市驿、高家花园的变化规律较明显突出。

图中上午10时以后P M 2.5浓度有升高趋势，而此时正是上班高峰期，由于城市内部车辆的增多，尾气的排放量增加，大量的相关研究证明[2]
，汽车尾气中含有很多的颗粒污染物（包括P M 2.5），直接污染城市内部空气，成为主要的污染源之一。

而在19～24时也就是在晚上至深夜的时间段，P M 2.5的浓度达到峰值，持续时间较长,且这一变化在其他监测点还具有普遍性，值得探讨。

城市内部的重工业已迁离至郊区或者州县，所以工业污染被排除。

P M 2.5高峰区段存在于晚上，而车辆的使用高峰却在白天的上下班期间，晚上至深夜车辆的使用正在减少，可见汽车尾气不是主要影响因素，那么P M 2.5在夜间悄然升高的原因到底是什么,影响城市中心的PM 2.5浓度可能来源除了道路扬尘、汽车尾气，还有建筑扬尘。

重庆市目前正在进行大开发建设，房地产火爆的同时，建筑施工造成的污染很严重，这是由建筑工地的施工特点决定。

建筑的土方开挖、泥土运输、建筑材料砂石水泥是主要的颗粒物污染源，在施工的过程中会扩散到城市空气中。

然而不只是这些，不适当的施工管理也会造成颗粒物的大面积扩散。

很多施工单位都会选择在晚上进行建筑垃圾的除杂，考虑到运渣的经济效益，很多工地工人直接将各种渣状建筑垃圾从多层、高层建筑的电梯井中倾倒，大量的粉尘污染物扩散到城市上空，工地没有采取措施控制污染的扩散，导致发生“烟囱效应”造成大量粉尘扩散污染市区，形成规律性的夜晚P M 2.5等各种颗粒污染物浓度升高的现象。

2.2.2 地区对比分析
图3是白市驿和南坪的PM 2.5浓度的对比，从总量上看白市驿的污染物要多于南坪，而在19～24时P M 2.5的增加量也要多于南坪，且两地P M 2.5浓度均在此时间段达到峰值。

白市驿属于新城区规划，正在进行大规模的城市道路和房地产建设。

而作为建筑饱和的商业中心，南坪在建的建筑很少。

两地都在夜间21～24时左右P M 2.5浓度达到峰值，可以确定夜间P M 2.5浓度的升高因素是建筑扬尘（建筑工程的不合理除渣，建筑垃圾的外运），这也再一次印证了建筑扬尘是对城市中心P M 2.5浓度的重
要影响因素。

3 污染扩散途径分析
3.1 污染的随机扩散
城市中心存在汽车尾气、建筑扬尘、道路扬尘等污染源，随着汽车人流的运动、局部的风压、太阳辐射带来的气压变化而扩散，这种扩散是小范围的，而且因为城市中心内部高楼林立，其中风的运动传播影响的面积也比较小，所以会存在不同地区P M 2.5的浓度不同甚至差异很大，这时就要针对性的分析污染来源。

3.2 城市热岛效应
由于城市内部下垫面大部分被混凝土覆盖，导致城市中心夏季地面蓄热能力严重下降，市中心地面和空气温度升高快，与郊区较大的温差形成空气的对流循环。

风循环带动着污染物颗粒的扩散，虽然这种风循环缓慢不易察觉，却一直在加大污染的扩散。

再加上重庆地处四川盆地边缘，不像平原地区有规律性的海陆风，污染物并不能得到有效稀释转移，得不到清除的颗粒污染物只会不断增加，并随着气流风压而扩散，不断地加重污染。

4 改善措施
4.1 国家举措
大气环境的恶劣已经引起了国家足够的重视，我国国家环保局不只是完善了环境法，规定了各种污染物排放要求及标准，还在全国设置了很多大气污染物的监测点，把各污染物浓度的实时数据向人民公开，随时随地了解污染物状况。

但是立法只是一方面，真正地达到保护环境的效果还要看法律的实施。

很多污染问题（不只是PM 2.5的污染）其实是地区环保局监管环节的缺失、环保局官员的无作为造成的。

所以环境污染国家除了立法的完善，还应完善各地区环保局职责，对重点工业城市，大型工厂进行更严密的监管，严禁工厂违法排污。

环境法的落实却一直存在很多问题，而欧美各国在治理污染方面已经积累了一定的管理经验，所以借鉴欧美的防控P M 2.5的经验来进行环境区域的协调系统构建[5]，通过不断地立法来逐步加强各区域的环境污染的治理，也是可行的。

4.2 源头治理
在国家出台很多限排政策的同时[6]
，针对城市内部造成P M 2.5浓度升高的主要原因，应该对建筑扬尘和道路扬尘进行控制。

建筑的修建不可避免，但是可以通过加强施工管理，文明施工来进行污染的控制，避免高层倾倒垃圾的现象。

此外根据建筑扬尘的扩散途径，还可以在建筑工地运用合理的方法沉降灰尘，控制污染扩散的范围。

雾森系统在很早就已经运用于道路降尘，新型的雾森系统可以和建筑结合，通
过高空喷洒雾化水颗粒达到即时降尘的效果。

道路扬尘一般使用传统的洒水车在夏季进行降尘、降温和清洁路面。

由于洒水车的体量小，需要不断地充水，且无法随时喷水，降尘降温的效果有限。

新的设备构想是把雾森系统和路边的电线杆，树木结合起来，形成新型的道路雾森系统，随时可控进行喷雾，降尘的同时提高效率，增加经济效益。

4.3 前景分析
虽然目前很多人在盲目的关注PM 2.5，但并未重视到城市内部P M 2.5的源头及污染途径，建筑行业粉尘污染的问题一直被规避开来。

但随着污染的日益加重，建筑行业本身应该进行施工机制改革，控制污染范围，尽量减少污染扩散，这才是针对城市内部PM2.5等雾霾污染的有效解决方法。

该文是针对城市内部的建筑扬尘的污染源进行分析研究，相应的措施会对城市内颗粒物污染问题取得比较快捷有效的改善，但是大的整体环境下，空气颗粒物污染的改善治理仍然是一个很严峻且亟待解决的问题。

污染物在工业废气、汽车尾气和建筑扬尘的主要来源下不断增加，不断扩散，所以不只是减排，把污染转移那么简单，整个环境是属于大家的，要治理就必须要有全局的眼光。

要做的是减少污染的排放，更应该是从技术手段和组织管理方面降低大气中污染物基数（如吸附颗粒物使其从空气中脱离出来），不只是延缓恶化，而是要更新空气。

这是一个长久宏大的设想，需要技术的支持，最终目的就是为了那片蓝天。

参考文献
[1] 胡颉.我国P M 2.5的污染现状及监测
[J].山东交通学院学报,2013(2).[2] 王同桂.重庆市大气P M 2.5污染特征及
来源解析[D]．重庆：重庆大学,2006.[3] 陈巧婷.浅谈PM2.5的危害及防护[J].城
市建设理论研究,2012(11).
[4] G B 3095—2012,环境空气质量标准
[S].2012．
[5] 刘超,应悦.P M 2.5标准和环境法完
善[J].黑龙江省政法管理干部学院学报,2012(6).
[6] 杜佩轩,马智民,韩永明,等.城市灰尘污
染及治理[J].城市问题,2004(2):46-49.
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。