摘要：論述了控制城市大氣中PM-2.5污染的意義；在剖析PM-2.5組成與來源的基礎(chǔ)上，分析了控制PM-2.5的途徑，并對今后的研究提出了一點看法。
關(guān)鍵詞：城市大氣，PM-2.5，二次粒子，能見度，氣溶膠。

PM-2.5是指由固體粒子和液態(tài)粒子混合組成的、粒徑小于2.5微米的細粒子。PM-2.5氣溶膠是典型的大氣累積性的復(fù)合污染形態(tài)。PM-2.5氣溶膠的復(fù)合污染作用往往超過傳統(tǒng)的大氣污染物，日益成為表征城市大氣污染的首要指標(彭應(yīng)登，1999)。剖析PM-2.5的組成與來源、分析PM-2.5控制的有效途徑，對治理城市大氣污染的近期目標和長遠目標均有積極意義。

1.PM-2.5控制的意義

1.1PM-2.5是導(dǎo)致城市人為能見度下降的禍首

光波在大氣中傳播時，因受氣溶膠和氣體分子的散射和吸收而削弱。光的強度按指數(shù)律衰減，對波長為λ的單色光有：

Iλ=Ioλexp[-∫[SUB]o[/SUB]Rbλ(r)dr]

式中Iλ為衰減后的光強度；Ioλ為入射光強度；R為光傳播距離；bλ(r)為傳播路徑上的消光系數(shù)。大氣消光系數(shù)是氣溶膠消光系數(shù)和氣體分子消光系數(shù)之和。在低層大氣中氣溶膠粒子的消光效應(yīng)遠大于空氣分子的消光系數(shù)。能見度與平均大氣消光系數(shù)之間有關(guān)系式：

R=3.912/b

式中R為水平能見度(公里)；b為白光的大氣消光系數(shù)(公里-1)。低層大氣中影響能見度的大氣粒子可分為以下三類模態(tài)：

①.核粒模態(tài)：0.005微米—0.1微米
②.積聚模態(tài)：0.1微米—2.5微米
③.粗粒模態(tài)：2.5微米—100微米

在以上三類粒子中，粒徑小于2.5微米的粒子(PM-2.5)的消光作用遠大于粒徑在2.5微米以上的粒子。在小于2.5微米的粒子中，粒徑在可見光波長范圍(0.4微米—0.7微米)內(nèi)的氣溶膠粒子的消光作用最強。PM-2.5的化學(xué)組分主要包括硫酸銨(亞硫酸銨)、硝酸銨、有機炭、炭黑和灰塵等五類。大氣消光系數(shù)與這些大氣污染物濃度之間的關(guān)系可表達為：

be=br ∑βiCi

式中be為消光系數(shù)；br為天然大氣分子對光的散射(使天空呈現(xiàn)藍色)；βi為i類污染物粒子的消光率(m2/g)；CI為I類污染物粒子的濃度(ug/m3)。研究表明(Malmetal.，1996)，上式還可近似地表達為：

be=br 3f(RH)[硫酸銨濃度] 3f(RH)[硝酸銨濃度] 4[有機碳濃度] [土壤粒子濃度] 0.6[粗粒子濃度] ba

式中f(RH)為隨相對濕度而變化的散射率；ba為吸光系數(shù)(主要是炭黑的吸光作用)。由此可知，在影響大氣能見度的粒子中，二次粒子占有重要的的地位。此外，二次粒子的消光作用與大氣的相對濕度密切相關(guān)。二次粒子在水滴的作用下能相互凝結(jié)成粒徑較大的粒子(0.3微米—1.5微米)，從而對可見光(波長為0.4微米—0.7微米)的散射作用增強。在大氣相對濕度大于70時，二次粒子散射率增加的現(xiàn)象就更為明顯(RogersandWatson，1991)。二次粒子散射率隨相對濕度變化函數(shù)可表達為：

f(RH)=bs(RH)/bs(0)

式中bs(RH)為相對濕度大于0時的濕散射率；bs(0)為相對濕度為0時的干散射率。在美國，由于東部的相對濕度較高(年平均為70-80)，西部的相對濕度較低(年平均為50-60)，加上東部地區(qū)硫酸銨(亞硫酸銨)的水平較高，結(jié)果導(dǎo)致東部地區(qū)的能見度明顯低于西部地區(qū)(OAR，1996)。

由此可知，在影響大氣能見度的粒子中，PM-2.5占有極其重要的主導(dǎo)地位。由于PM-2.5的原因，美國大部分地區(qū)的能見度只有天然能見度的30。在美國的許多地方(例如國家森林公園和自然保護區(qū))，盡管大氣中常規(guī)的污染物指標均達到規(guī)定的標準，但仍被能見度的問題所困擾。所以在1985年，美國在聯(lián)邦層次建立了保護能見度的多部門監(jiān)測計劃(IMPROVE)，并從1987年開始在全國20個一類地區(qū)陸續(xù)采集數(shù)據(jù)。從1991年開始，美國的一些地方政府也加入了能見度的監(jiān)測行列。在這些長期的監(jiān)測計劃中，PM-2.5是核心的監(jiān)測指標。

1.2PM-2.5是城市大氣污染物中損害人體健康的元兇

我國1996年頒布的空氣質(zhì)量標準規(guī)定中新增加了PM-10(粒徑小于10微米的顆粒物