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空气污染物及存在状况

【摘要】:空气中的污染物不下数千种,已发现有危害作用而被人们注意到的有100多种。二次污染物是一次污染物在空气中相互作用或它们与空气中的正常组分发生反应所产生的新污染物。空气中污染物的存在状态是由其自身的理化性质及形成过程决定的,气象条件也起一定的作用,一般将空气中的污染物分为分子状态污染物和粒子状态污染物两类。总悬浮颗粒物是空气污染常规监测项目。

空气中的污染物不下数千种,已发现有危害作用而被人们注意到的有100多种。我国《大气污染物综合排放标准》规定了33种污染物的排放限值。根据污染物的形成过程,可将其分为一次污染物和二次污染物。

一次污染物是直接从各种污染源排放到空气中的有害物质。常见的主要有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳碳氢化合物、颗粒物等。颗粒物中包含苯并[a]芘等强致癌物质、有毒重金属、多种有机化合物和无机化合物等。

二次污染物是一次污染物在空气中相互作用或它们与空气中的正常组分发生反应所产生的新污染物。这些新污染物与一次污染物的化学、物理性质完全不同,多为气溶胶,具有颗粒小、毒性一般比一次污染物大等特点。常见的二次污染物有硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类(乙醛和丙烯醛等)、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等。

空气中污染物的存在状态是由其自身的理化性质及形成过程决定的,气象条件也起一定的作用,一般将空气中的污染物分为分子状态污染物和粒子状态污染物两类。

(一)分子状态污染物

某些物质如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、氯气、臭氧等沸点都很低,在常温、常压下以气体分子形式分散于空气中。还有些物质如苯、苯酚等,虽然在常温、常压下是液体或固体,但因其挥发性强,故能以蒸气形式进入空气中。

无论是气体分子还是蒸气分子,都具有运动速度较大、扩散快、在空气中分布比较均匀的特点。它们的扩散情况与自身的相对密度有关,相对密度大者向下沉降,如汞蒸气等;相对密度小者向上飘浮,并受气象条件的影响,可随气流扩散到很远的地方。

(二)粒子状态污染物(www.chuimin.cn)

粒子状态污染物(或颗粒物)是分散在空气中的微小液体或固体颗粒,粒径多为0.01~100μm,是一个复杂的非均相体系。通常根据颗粒物在重力作用下的沉降特性将其分为降尘(dustfall)和总悬浮颗粒物(total suspended particulates,TSP)。将较粗的、靠重力即可较快沉降到地面上的颗粒物称为降尘,其粒径一般大于100μm;粒径小于100μm的颗粒物则称为总悬浮颗粒物。总悬浮颗粒物是空气污染常规监测项目。

根据粒径的不同,将粒径小于10μm的颗粒物用PM10表示,由于PM10可以通过呼吸进入人体肺部,在肺泡内积累,并可通过血液循环输往全身,对人体健康危害大,因此也称可吸入颗粒物,目前世界各国越来越重视对PM10的监测;粒径小于10μm,大于或等于2.5μm的颗粒物,以PM2.5~10表示;粒径小于2.5μm的颗粒物,以PM2.5表示。

通常所说的烟、雾、灰尘都是用来表述颗粒物存在形式的。某些固体物质在高温下由于蒸发或升华作用变成气体逸散于空气中,遇冷后又凝聚成微小的固体颗粒物悬浮于空气中构成烟。例如:高温熔融的铅、锌,可迅速挥发并氧化成氧化铅和氧化锌的微小固体颗粒物。烟的粒径一般为0.01~1μm。

雾是由悬浮在空气中微小液滴构成的气溶胶。按其形成方式可分为分散型气溶胶和凝聚型气溶胶。常温状态下的液体,由于飞溅、喷射等原因被雾化而形成微小雾滴分散在空气中,构成分散型气溶胶。液体因加热变成蒸气逸散到空气中,遇冷后又凝集成微小液滴形成凝聚型气溶胶。雾的粒径一般在10μm以下。

通常所说的烟雾是烟和雾同时构成的固、液混合态气溶胶,如硫酸烟雾、光化学烟雾等。硫酸烟雾主要是由燃煤产生的高浓度二氧化硫和煤烟形成的,而二氧化硫经氧化剂紫外线等因素的作用被氧化成三氧化硫,三氧化硫与水蒸气结合形成硫酸烟雾。当空气中的氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物达到一定浓度后,在强烈阳光照射下,经一系列光化学反应,形成臭氧、PAN和醛类等物质悬浮于空气中而构成光化学烟雾。

尘是分散在空气中的固体颗粒物,如交通车辆行驶时所带起的扬尘、粉碎固体物料时所产生的粉尘、燃煤烟气中的含碳颗粒物等。