城市大气颗粒物组分及污染
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第1章 绪论

1.1 大气颗粒物与大气污染

大气中污染物可分为气态污染物和颗粒态污染物。大气中颗粒态污染物又称气溶胶,是指液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。目前我国大气污染中存在的颗粒物主要包括:固态颗粒物(主要包括燃烧产生的烟尘、工业生产过程中产生的粉尘和扬尘。扬尘又可以分为一次扬尘和二次扬尘,强风吹起的沙尘等);液态颗粒物(主要是酸雨和酸雾);生物颗粒物(主要是微生物、植物种子和花粉)。大气颗粒物从粒子直径上划分为总悬浮微粒和可吸入颗粒物,其中空气动力学直径小于100μm的粒子称为总悬浮微粒(Total Suspended Particles,TSP);空气动力学直径小于10μm的粒子称为可吸入颗粒物(Inhalable Particles,也称飘尘,PM10),对人体健康影响较大;可吸入颗粒物又可分为细颗粒(Fine Particles,PM2.5,即空气动力学直径小于或等于2.5μm颗粒)和粗颗粒(Coarse Particles,PM2.510,即空气动力学直径介于2.5~10μm颗粒)。最近几年,污染事件频发,PM2.5引起了人们广泛的关注,因为这些细小微粒可以进入人体的肺泡中永久沉积,对人体健康影响最大,它们是大气颗粒物中对环境和人体健康危害最大的一类。

近年来,随着我国经济的飞速发展和城市化进程加快,我国城市大气环境状况发生了显著变化,传统大气污染物主要控制指标SO2和TSP得到了有效的控制,NOx由于城市汽车保有量增加仍呈现上升趋势。国内几十座城市大气污染特性的研究结果显示,我国城市大气污染呈现出大气颗粒物PM2.5和大气O3复合污染的特征,大气颗粒物PM2.5和PM10已成为了我国城市大气环境的首要污染物,成为了影响人们生产生活的重要污染问题。目前以城市大气细颗粒物PM2.5为主要研究对象,针对PM2.5的颗粒物污染状况、颗粒物组成特征、颗粒物污染源解析、颗粒物形成机制、颗粒物毒理学特征等的研究,已成为国内外研究的重点和热点科学问题。

大气颗粒物对人体健康的影响的研究从20世纪80年代开始进行了大量的毒理学和流行病学的研究。毒理学研究显示:大气颗粒物可通过呼吸进入人体呼吸道,不同粒径大小的颗粒物沉积于人呼吸系统的不同部位,且颗粒物粒径越小,毒性和危害性越大。流行病学研究显示:暴露于大气PM2.5和PM10中,能导致心脏疾病和呼吸疾病,呼吸系统的发病率和死亡率增加。

大气颗粒物只是大气环境中的微量成分,但其影响区域和范围较广,可在不同方面影响我们的生存环境。特别是大气颗粒物中的细颗粒物可在大气环境中停留数天至数周,可形成跨区域、跨国界、跨洲的传输,使其影响区域巨大。从大气环境污染到全球气候变化等多方面,人们通过大量的外部观测和数值模拟研究发现,大气颗粒物对全球环境具有重要影响,大气颗粒物可从人体健康、酸雨、气候变化、降水和大气能见度等多方面,影响着人们生活的大气环境。因此,深入、全面、系统研究大气气溶胶尤为重要。