一 城市大气颗粒物污染概述

（一）城市大气颗粒物概述

大气颗粒物在环境学的领域又叫大气气溶胶，是指悬浮在大气中的固相或者液相颗粒物质；颗粒物的大小可以通过其粒径衡量，通常按照粒径大小可以将大气颗粒物划分为两大类，第一类为总悬浮颗粒物，其粒径小于或等于100微米，第二类为可吸入颗粒物，其粒径小于或等于10微米，同时可吸入颗粒物又可以划分为粗颗粒物PM10与细颗粒物PM2.5。^[1]

大气颗粒物可分为一次颗粒物与二次颗粒物。由天然污染源与人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物称为一次颗粒物，如燃烧烟尘。某些污染组分之间，或者这些组分和大气成分发生反应所产生的颗粒物称为二次颗粒物，如氮氧化物转化生成硝酸盐。

当前，城市大气颗粒物主要的来源为人为污染，其来源复杂，除了人类活动直接排放的一次颗粒物外，污染源排放的气态污染物也会在一定条件形成二次颗粒物，这类颗粒物能进入人的呼吸道与肺部，从而对人类的身体健康产生不良的影响。

（二）大气颗粒物的来源

城市大气颗粒物来源非常广泛，当前研究最主要的来源有五大类。

第一类为扬沙尘，它主要由地表的松散物质在自然力或人力的作用下进入空气中形成，主要包括城市道路扬尘、土壤风沙尘、建筑水泥尘等。各种数据表明，扬沙尘是我国城市大气颗粒物最主要的来源之一，尤其在北方城市，由于北方天气较南方更加干燥少雨，扬沙尘对于北方城市大气颗粒物污染贡献率可以达到30%～50%。^[2]

第二类来源为工业粉尘与煤炭烟尘，我国近些年工业一直处于高速发展阶段，工业粉尘尤其是钢铁工业粉尘呈逐年上升趋势，据统计，我国钢铁行业比较发达的城市工业粉尘所占PM10的比例能超过10%；同时煤炭作为我国工农业生产所依赖的主要能源，煤炭在不完全燃烧的情况下产生大量的煤炭烟尘、一氧化碳和挥发性有机物等有害物质，含硫煤在高温燃烧过程中还会产生二氧化硫和氮氧化物等气体，数据统计显示煤炭烟尘对于我国绝大多数城市的大气颗粒物的贡献率为15%～30%。

第三类来源为机动车尾气排放，随着社会的进步发展，我国城市机动车保有量近20年呈现快速增长的趋势，由于城市的道路基础设施跟不上机动车增长步伐导致城市堵车现象频发，机动车尾气排放已经成为城市特别是大城市空气颗粒物非常重要的来源。据统计，机动车排放的大气颗粒物能占到城市PM10的5%～20%，同时由于汽车尾气所产生的氮氧化物等气态污染物是二次颗粒物生成的重要参与物质，我们可以判断机动车尾气排放对于城市大气颗粒物的贡献率会比统计数据更高。

第四类来源为城市垃圾焚烧与生物质燃烧，当前中国城市的垃圾大多数以填埋的方式进行处理，而垃圾焚烧方式重点关注的对象是危险废弃物，因此垃圾焚烧在当前城市垃圾处理中扮演的还是一个次要的角色。但是随着城市垃圾填埋方式对于生态环境造成的影响越来越严重以及城市空地越来越缺乏，城市垃圾焚烧开始转变为一种更加广泛的方式。城市垃圾焚烧如果通过正规的焚烧锅炉可以减少大气颗粒物与废气的排放，但是现在的城市垃圾焚烧过程当中出现了一些随意焚烧的现象，这种垃圾焚烧方式所产生的大气颗粒物与有害气体就会非常严重。同时我国的城市郊区每年会产生大量的秸秆等农作物残体和城市落叶，这些生物质在一定条件下燃烧会产生大量颗粒态与气态污染物。

第五类来源为二次颗粒物，汽车尾气排放与各类工业生产所产生的废气包含有二氧化硫、氮氧化物与挥发性有机物，这些气态污染物可以经过各种类型的化学反应生成气态硝酸和硫酸，同时还可与碱性气体，如氨气等反应生成硝酸铵与硫酸铵，从而形成固态的二次大气颗粒物。^[3]

城市的大气颗粒物除了五大主要来源外，餐饮油烟与露天烧烤也逐渐成为城市大气颗粒物污染的一个重要来源，尤其是大城市餐饮行业比较发达，餐饮油烟污染已经成为一个日趋严重的污染源。2013年初的“大气灰霾追因与控制”研究中，中科院大气物理研究所对北京强霾天气时的PM2.5来源进行分析，指出京津冀地区餐饮排放占了PM2.5来源的6%，北京地区餐饮排放则占了PM2.5来源的13%。

（三）大气颗粒物扩散的影响因素

大气颗粒物的生成、扩散与气象条件密切相关，温度与气压通过改变大气结构稳定性从而影响大气颗粒物的扩散能力。温度