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調查報告第一部分:關于PM2.5及影響其因素的調查報告——杭州PM2.5是指對空氣中直徑小于或等于2.5微米的固體顆?;蛞旱蔚目偡Q,也稱為可吸入顆粒物。這些顆粒細小,只相當于人類頭發直徑的二十分之一,人的肉眼是看不到的,可以在空氣中漂浮數天。不同于二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染指標,它不是單一物質,來源比較復雜。它一部分來自工廠、城市生活和機動車直接排放的煙粉塵,還有很大一部分是由大氣中的顆粒物、氮氧化物、揮發性有機物(VOC)等污染物經光化學反應產生的二次污染物。究其來源,主要有機動車尾氣,石化、醫化及噴涂廢氣,火電廠二氧化硫、氮氧化物,煤煙塵,餐飲油煙,建筑、水泥及道路揚塵等。大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中,使水平能見度小于10千米的空氣普遍有混濁現象,使遠處光亮物微帶黃、紅色,使黑暗物微帶藍色,氣象學上稱之為霾。由灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾,易散射波長較長的光,因而霾看起來呈黃色或橙灰色。由于在城市嚴重空氣污染地區,霾可以頻繁出現,又主要呈橙灰色,而且城市污染大氣氣溶膠中有許多黑碳粒子,因而我們也將其稱之為灰霾天氣。研究表明,大氣灰霾天氣主要來自PM2.5,其具有很強的消光作用。PM2.5主要環境影響為:形成灰霾天氣,降低大氣能見度、影響人體健康、遠距離輸送造成區域性或全球性問題,影響氣候變化等。以下為杭州4~6月份空氣質量指數的調查:目前,各國環保部門廣泛采用的PM2.5測定方法有三種:重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這三種方法的第一步是一樣的,區別在于第二步。將PM2.5直接截留到濾膜上,然后用天平稱重,這就是重量法。重量法是最直接、最可靠的方法,是驗證其它方法是否準確的標桿。然而重量法需人工稱重,程序繁瑣費時。如果要實現自動監測,就需要用到另外兩種方法。β射線吸收法:將PM2.5收集到濾紙上,然后照射一束beta射線,射線穿過濾紙和顆粒物時由于被散射而衰減,衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據射線的衰減就可以計算出PM2.5的重量。微量振蕩天平法:一頭粗一頭細的空心玻璃管,粗頭固定,細頭裝有濾芯??諝鈴拇诸^進,細頭出,PM2.5就被截留在濾芯上。在電場的作用下,細頭以一定頻率振蕩,該頻率和細頭重量的平方根成反比。于是,根據振蕩頻率的變化,就可以算出收集到的PM2.5的重量。即使沒有人為污染,空氣中也有一定濃度的PM2.5,這個濃度被稱為背景濃度。在美國和西歐,背景濃度大約為3-5微克/立方米,澳大利亞的背景濃度也在5微克/立方米左右。中國的背景濃度有多高?目前尚無公開的數據,但應該不會和其他國家相差太大。2012年3月我國公布的新《環境空氣質量標準》仍保留了之前一直執行的150微克/立方米為PM10的日均濃度限值,并按照PM2.5占PM10的50%的比例設立了PM2.5日均濃度值為75微克/立方米。一般來說,顆粒物的直徑越小,進入呼吸道的部位越深。粒徑10微米以上的顆粒物,會被擋在人的鼻子外面;粒徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物,能夠進入上呼吸道,但部分可通過痰液等排出體外,另外也會被鼻腔內部的絨毛阻擋,對人體健康危害相對較?。欢皆?.5微米以下的細顆粒物,因為過于細小,不易被阻擋,可深入到細支氣管和肺泡,干擾肺部的氣體交換,引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。如下圖所示,不同大小的黑點代表了不同粒徑的顆粒PM10和PM2.5,越小的顆粒進入人體的路徑越深。第二部分:關于酸雨的形成的調查報告酸雨通常指PH低于5.6的降水,但現在泛指酸性物質以濕沉降或干降的形式從大氣轉移到地面上。濕沉降是指酸性物質以雨、雪形式降落地面;干沉降是指酸性顆粒物以重力沉降、微粒碰撞和氣體吸附等形式由大氣轉移到地面。酸雨被認為是“空中死神”,已成為重要的國際問題。酸雨是化石燃料燃燒的結果?;剂系娜紵龝a生硫化物類物質(SO3)和氮氧化合物(NOX),它們能分別與大氣中的水分結合而形成硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。這種現象稱為“酸降”更為恰當,因為酸也會以雪、雨和霧的形式從空氣中降沉下來。酸雨降低土壤和湖泊的PH值,同時酸化也能導致樹木的死亡,并有毒金屬(如鉛和汞等)從土壤和沉急務、沉積物中釋放出來。酸雨具體的形成:酸雨的形成機制相當復雜,是一種復雜的大氣化學和大氣物理過程。酸雨中絕大部分是硫酸和硝酸,主要來源于排放的二氧化硫和氮氧化合物。就某一地區而言,酸雨發生危害有兩個條件,一個是發生地區域有高度的經濟活動水平,廣泛使用礦物燃料,向大氣排放硫化物和氮氧化合物等酸性污染物,并在局部地區擴散,隨著氣流向更遠距離傳輸;二是發生區域的土壤、森林和水生生態系統缺少中和酸性污染物的物質或對酸性污染物的影響比較敏感。如酸性土壤地區和針葉林就對酸性雨污染物比較敏感,易于受到損害。酸雨的形成包括兩個大過程,即排入大氣中的酸性物質(SO2、NOX)被氧化后與雨滴作用,或在雨滴形成過程中同時被吸收氧化,雨滴降落(沖刷)過程中把酸性物質一起沖刷下來;二氧化硫變為硫酸的關鍵的一步是被氧化成三氧化硫,然后再與水作用成硫酸,其形成機理如下:(1)被光化學氧化劑氧化。SO2經過波長290至400nm光的作用下,發生光化學反應,形成SO3,其簡化的反應為:SO2hvSO2SO2+1/2O2—SO3SO3+H2O—H2SO4(2)大氣中有充足的氧,有一定的水分和微粒,包括各種金屬元素。在這樣的情況下,一些還原性污染物在金屬的觸媒作用下,易產生氧化作用,即:SO2+1/2O2——SO3(在Fe、Mn的催化作用下,具體為:SO2+Mn2+——MnSO32+;2MnSO32++O2——2MnSO32+;MnSO32++H2O——Mn2++H2SO4)的氧化也是從與OH的反應開始的。(SO3+H2O——H2SO4)(3)被空氣中的固體粒子吸附和催化,形成硫酸煙霧。關于NO3_的形成,理查德認為主要由羥基團引起的。夜間和秋季陽光較少,NO3-的形成與O3相關。威納德認為白天的HO-基團和夜間的O3對NO2形成硝酸鹽的反應可能是:NO2+O3==NO3+O2,NO3+NO2+M==N2O5+M,N2O5+H2O==2HNO3。NO2易被吸收到顆粒物中。所生成的氣態HNO3再通過許多途徑生成硝酸鹽。其中包括均相反應過程,比如氣態NH34直接與氣態HNO3反應生成NH4NO3。大氣中的微粒及液滴均在形成硝酸鹽氣溶膠的過程中起促進作用(NH3+NHO3——NH4NO3)(4)氣、液、固相的多項反應(非均相氧化反應)。多項反應有:水滴中過度金屬的催化氧化反應;液相中強氧化劑如H2O2、O3等的氧化;NOX、SO2和固體顆粒特別是與煤炭顆粒碰撞的表面氧化等。一般認為,水、液、固多相氧化作用對SO2、NOX的氧化是主要的,約占90%。模擬實驗表明H2O2是SO2氧化的主要氧化劑:大氣中無論是否有HNO3存在,H2O2較O3更能使SO2氧化;在無H2O2存在時,HNO3較SO2更有效的使雨水酸化,并可能限制SO4的生成;在有H2O2存在時,SO2較HNO3更有效的使雨水酸化;無H2O2存在時,雨水初始酸度對雨水進一步酸化與SO4的形成有抑制作用。有人認為,氣相中HO-的氧化和液相中H2O2的氧化可能是SO2在對流層內主要的氧化機理。夏季H2O2對SO2的氧化是主要的,冬季O3對SO2的液相氧化可能是主要的。附:酸雨形成的示意圖(1)結論:我們在了解了酸雨的形成機理后應該從我們自身做起,在生活中盡量的減少酸性物質的排放,同時也扮演好自己的社會角色行使自己的監督權力,看到非法排放酸性污染物的企業單位等要及時向相關部門舉報。另一方面對酸雨的治理要“對癥下藥”盡量做

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