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霧霾形成的原因及檢測(cè)方法介紹

點(diǎn)擊: 次 時(shí)間:2016-12-20 10:08

一、霧霾形成的原因

    近日,全國大多地方遭遇霧霾天氣,北京市、天津市、河北省石家莊等24個(gè)城市均已啟動(dòng)重污染天氣紅色預(yù)警響應(yīng)措施,啟動(dòng)橙色以上預(yù)警措施的城市超過50個(gè)。北京霧霾已致大批航班返航。

    霧霾,顧名思義是霧和霾。二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物這三項(xiàng)便是霧霾主要組成,前兩者為氣態(tài)污染物,最后一項(xiàng)顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)?,它們與霧氣結(jié)合在一起,讓天空瞬間變得灰蒙蒙的。

 顆粒物的英文縮寫為PM,北京監(jiān)測(cè)的是PM10,也就是直徑小于10微米的污染物顆粒。城市有毒顆粒物來源首先是汽車尾氣。很多地方對(duì)汽車的出行進(jìn)行了限號(hào)措施。

 霧霾形成的原因有以下四個(gè)方面

1、自然環(huán)境的原因。一方面,2012年入冬以來,影響我國的冷空氣活動(dòng)較常年偏弱,風(fēng)速小,風(fēng)力弱,大氣層比較穩(wěn)定,大部地區(qū)穩(wěn)定類天氣出現(xiàn)頻率明顯偏多,尤其是華北地區(qū)高達(dá)64.5%,出現(xiàn)為近10年最高,頻繁出現(xiàn)的穩(wěn)定天氣造成污染物在近地面層積聚,從而導(dǎo)致霧霾天氣多發(fā);另一方面,因我國冬季氣溶膠背景濃度高,地區(qū)近地面空氣相對(duì)濕度比較大,在冷空氣較弱和水汽條件較好的大尺度大氣環(huán)流形勢(shì)下,近地面低空為靜風(fēng)或微風(fēng),受大范圍靜穩(wěn)天氣的原因,沙塵的疊加,偏南氣流,濕度大,水汽使干細(xì)的粒子迅速膨脹,也催生了霧霾形成。

2、環(huán)境污染的原因:PM2.5是形成霧霾天氣的主要原兇,使用柴油的大型車是排放PM2.5的“重犯”,包括大公交、各單位的班車,以及大型運(yùn)輸卡車等。使用汽油的小型車雖然排放的是氣態(tài)污染物,比如,氮氧化物等,但碰上霧天,也很容易轉(zhuǎn)化為顆粒污染物,加重霧霾,進(jìn)一步催化霧霾天氣的形成,加劇霧霾發(fā)展。霧霾形成的另一個(gè)原兇,是冬季燃煤產(chǎn)生的二氧化硫及有機(jī)物、工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣、大量汽修噴漆、建材生產(chǎn)窯爐燃燒排放的廢氣、建筑工地和道路交通產(chǎn)生的揚(yáng)塵,這些懸浮污染物在靜穩(wěn)空氣中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),轉(zhuǎn)變成大的粒子,也促進(jìn)了霧霾天氣的形成。

3、地理環(huán)境的原因:現(xiàn)在城市里大樓越建越高,阻擋和摩擦作用使風(fēng)流經(jīng)城區(qū)時(shí)明顯減弱,促使靜風(fēng)現(xiàn)象增多,導(dǎo)致在垂直方向上出現(xiàn)高空的氣溫比低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象,逆溫層好比一個(gè)鍋蓋覆蓋在城市上空,使得大氣層低空的空氣垂直運(yùn)動(dòng)受到限制,空氣在水平和垂直方向流動(dòng)性均非常小,大氣擴(kuò)散條件非常差,受近地面靜穩(wěn)天氣控制,揚(yáng)塵基源和運(yùn)動(dòng)差過程中形成空氣中的懸浮微粒,難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面,受其控制,城市無論規(guī)模大小,其局地交通、生活、生產(chǎn)所需的能源消耗的污染物排放均在低空不斷積累,最終集聚在一定空間范圍內(nèi),與水分子結(jié)核集聚成霾。與此同時(shí),由于霧霾天氣的濕度較高,水汽較大,霧滴提供了吸附和反應(yīng)場(chǎng)所加速反應(yīng)性氣態(tài)污染物向液態(tài)顆粒物成分的轉(zhuǎn)化,同時(shí)顆粒物也容易作為凝結(jié)核加速霧霾的生成,兩者相互作用,迅速形成污染。

4、追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原因:在發(fā)展就是硬道理的思想指導(dǎo)下,我國以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心,長(zhǎng)期把國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)作為衡量一切的標(biāo)準(zhǔn)。追求GDP本身沒有錯(cuò),錯(cuò)在盲目上。西方國家用了幾百年才能完成的事,我們非要幾十年就完成,殊不知我們同時(shí)也是在用幾十年的時(shí)間制造了幾百年的污染。另外對(duì)于引進(jìn)外資各國都有規(guī)定,而像我國這樣來者不拒,多多益善的沒有第二家,其結(jié)果是中國變成了世界工廠,給全世界的知名企業(yè)打工,然后把利潤(rùn)送給人家,把污染留給自己,既浪費(fèi)了寶貴的資源又污染了生存的環(huán)境。同時(shí),為擴(kuò)大內(nèi)需,沒有考慮我國人口眾多的國情,道路承載的能力,大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè),鼓勵(lì)國人購置,忽略這么多汽車尾氣對(duì)大氣污染的后果,據(jù)專家介紹汽車尾氣排放已占到PM2.5的20%~25%。國人為圖方便,企業(yè)為了賺錢,國家為了GDP,當(dāng)然污染的后果不僅催生了霧霾的產(chǎn)生,還導(dǎo)致了環(huán)境的惡化。

近些年來,隨著空氣質(zhì)量逐漸惡化,霧霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)頻率越來越高,它們?cè)谌藗兒翢o防范的時(shí)候侵入人體呼吸道和肺葉中,從而引起呼吸系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病。諸如咽喉炎、肺氣腫、哮喘、鼻炎、支氣管炎等炎癥,長(zhǎng)期處于這種環(huán)境還會(huì)誘發(fā)肺癌、心肌缺血及損傷。

二、霧霾檢測(cè)方法 

 空氣中漂浮著各種大小的顆粒物,PM2.5是其中較細(xì)小的那部分。要想測(cè)定PM2.5的濃度,需要分兩步走:第一步:把PM2.5與較大的顆粒物分離;第二步:測(cè)定分離出來的PM2.5的重量。目前,各國環(huán)保部門廣泛采用的PM2.5測(cè)定方法有三種:重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。

 目前廣泛應(yīng)用的顆粒粒徑檢測(cè)方法有以下四種:

1、篩分法

讓粒子通過迭放在一起的多個(gè)不同孔徑的篩子(一般選用5~6個(gè),篩子的孔徑從上到下一次變?。┚涂梢詫⒘W臃珠_,得到的被測(cè)顆粒試樣以重量計(jì)的顆粒粒徑分布(頻率分布和積累分布),主要應(yīng)用于較大顆粒的測(cè)量,不適用于直徑小于2.5μm的粒子檢測(cè)。

2、沉降法

在實(shí)際測(cè)量中,通過測(cè)量某一個(gè)與沉降速度相關(guān)的其他物理參數(shù)(如,壓力、重量、濃度、或光透過率等)隨時(shí)間或空間的變化規(guī)律,進(jìn)而求得顆粒的粒徑分布,根據(jù)顆粒在液體中的最終沉降速度確定顆粒粒徑大小,包括重力沉降法(顆粒在重力的作用下的自由沉降)和離心沉降法(顆粒在離心的作用下沉降)。沉降測(cè)量法完成一次測(cè)量的時(shí)間一般在30~60分鐘左右,時(shí)間較長(zhǎng)不適合用作實(shí)時(shí)檢測(cè)。

3、電感應(yīng)法(庫爾特法)

以懸浮于電解液中的顆粒流過孔時(shí)的電阻變化作為粒徑測(cè)量的尺度,依次對(duì)劉貴孔口的每個(gè)粒子進(jìn)行測(cè)量,可以同時(shí)測(cè)得顆粒的粒徑和個(gè)數(shù),粒徑測(cè)量范圍一般在0.5~100μm,其測(cè)量下限易受背景噪聲的限制,還要防止重合現(xiàn)象即兩個(gè)或者多個(gè)顆粒同時(shí)流過孔徑,最大的問題是孔口容易被具有較寬的粒徑分布的試樣堵塞。

4、光散射法

基于光散射原理,當(dāng)光束入射到顆粒上時(shí)將向空間四周散射,光的各個(gè)散射參數(shù)如:散射光強(qiáng)的空間分布、散射光能的空間分布、透射光強(qiáng)相對(duì)于入射光的衰減及散射光的偏振等與顆粒的粒徑密切相關(guān),可以作為顆粒粒徑測(cè)量的尺度。由于可以對(duì)光強(qiáng)等參數(shù)做實(shí)時(shí)檢測(cè),因而用作PM2.5的實(shí)時(shí)檢測(cè)比較合適。

(內(nèi)容來源實(shí)驗(yàn)與分析網(wǎng))

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