城市大氣顆粒物污染
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摘要：隨著中國經濟的快速增長，不斷增長的能源消耗和機動車輛加重了中國城市大氣環境的負擔，城市空氣污染作為一個主要的環境問題正迅速地凸現出來。在參考眾多文獻及資料的基礎下，從我國城市大氣顆粒物污染現狀、污染特點出發，提出有效、可實施的大氣顆粒物污染管理建議及措施和工業治理大氣顆粒物污染的實施設備、方法及建議。
關鍵詞：城市；大氣顆粒物；污染治理
1大氣顆粒物污染簡介
大氣顆粒物指除氣體之外的所有包含在大氣中的物質，包括所有各種各樣的固體或液體氣溶膠。其中有固體的煙塵、灰塵、煙霧，以及液體的云霧和霧滴。粒徑的分布大到200微米，小到0.1微米。
統計數據表明，目前我國煙塵和粉塵排放量有逐年下降的趨勢，但影響城市空氣質量的主要污染物仍是顆粒物。2004年的環境狀況報告顯示，46.8％的城市顆粒物濃度超過二級標準；顆粒物污染較重的城市主要分布在西北、山西、內蒙、遼寧、河南、湖南和四川。在監測的城市中，2004年環境空氣質量達國家二級標準的占38.6％，而1999年這一數字只有33.1％，但全國總排放近年處于波動狀態，沒有得到明顯的遏制。總的來說，隨著300多個城市中達到二級標準的比例逐年增加，中國城市的空氣質量有所好轉。
對于我國城市而言污染源主要為各種工業生產過程中產生的大氣污染和居民燃煤污染。另外，近年來私人轎車的數量急速增多和市政建設等都帶來了嚴重的環境問題。
2大氣顆粒物治理措施
2.1加強污染物排放管理的建議
政府部門需加強大氣顆粒物污染管理力度。政府部門應將大氣顆粒物排放制度化，如進行以下流程。首先，政府需明確污染排放許可證頒發的法規和管理流程，包括許可證申請的嚴格化、污染指數檢測報告的準確化、許可證管理人員的考核、許可證管理機關的執法權明確化、許可證審批程序的合理化以及管理資金的流向明朗化；其次，是在執法辦事的過程中需要嚴格執行污染排放許可證頒發的法規和管理流程，提高工作人員的素質以及辦事效率。
2.2城市生態環境整治建議
城區生態環境綜合整治方案的設計范圍是以城市中心區的建成區為核心地域向外延伸。
2.2.1水域生態工程方案
城市中的水域是唯一不起塵的地域,而且還具有吸塵、降塵和調節城市氣候的重要作用,是城市生態平衡的重要因素。因此,要充分利用城市地質條件,保持并擴大現有水域面積,同時積極開發新的水域,提高水域覆蓋率。該工程方案除了具有生態效益外,還可考慮其經濟效益,例如建設水上訓練基地或旅游渡假村等。
2.2.2綠色生態工程方案
綠化是城市生態建設的另一重要組成部分。綠化可以調節氣候、減少污染、凈化空氣、防風固沙,是非常經濟的生物防治措施,稱之為“城市肺”。中心區TSP中揚塵比例較高,與城市綠化率不高有著密切關系。因此,方案對綠化工程作出重點規劃。綠化工程的設計思想:以林為主,草花為輔,建設大型防護林帶和城市森林公園,盡快形成城市森林系統,使綠化工程最大限度地發揮環境保護和生態平衡作用;規劃設計大、中、小型的以林為主,林、草、花相間的城市立體景觀系統,使中心區內已建成地域的裸地全部綠化,作到黃土不露天;在建地域的裸地應隨建設工程的結束時間而完成綠化工程。
（1）圍繞城市外部建立外防護林帶，形成以抵抗外來大氣顆粒污染物的防護墻。再在城市中，沿河流、湖泊建立內防護林帶，保證城市大氣顆粒污染物的凈土。
（2）建立城市森林公園，給城市建造有一個“肺”，便于城市消耗以產生的城市大氣顆粒物污染。
（3）許多城市都在近郊有儲灰場，用來堆積城市建筑、日常生活所產生的灰塵、垃圾。儲灰場是重要起灰源之一。該工程擬先在儲灰坑周圍建設高大防護林地,以阻擋灰坑起塵。注重儲灰場的封閉問題，盡可能的避免其灰塵外揚。生活垃圾場周圍也需建設高大防護林地,以阻擋垃圾山起塵。服務期滿后進行土地恢復處理。還要做好裸地綠化工作，盡量做到城市退耕還林，將廢棄的、或暫時無用處的裸地充分利用，建立綠化帶或防護林帶。
2.3城市工業環境整治方案
目前，我國許多城市內或近郊都存在一些具有一定大氣污染的工廠。對于這些工廠，我們不但需要對其工廠環境進行改造和綠化（如上部分方案）。還需嚴格按照國家相關部門的要求，要求工廠進行廢氣的處理，達到環保要求。對于大氣顆粒物污染，有以下幾種控制技術：
根據除塵技術原理，可以概括為機械力除塵、過濾除塵、靜電除塵和濕式除塵四種類型，其中前三種可統稱為干式除塵。
2.3.1機械力除塵
機械力除塵是借助質量力的作用達到除塵目的的方法，相應的除塵裝置稱為機械式除塵器.質量力包括重力、慣性力和離心力,主要除塵器形式為重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。
(1)重力沉降。
利用顆粒污染物與氣體密度不同，使顆粒污染物在重力作用下自然沉降下來，與氣體分離的過程。重力沉降室結構簡單，造價低，壓力損失小，便于維護，且可以處理高溫氣體。主要缺點是只能捕集粒徑較大的顆粒物，僅對50微米以上的顆粒物具有較好的捕集作用，因而效率低，只能作為初級除塵手段，主要用于高效除塵裝置的前級除塵器。
(2)慣性除塵。
利用顆粒污染物與氣體在運動中慣性力不同，使顆粒污染物從氣體中分離出來的過程。通常是使氣流沖擊在擋板上，氣流方向發生急劇改變，氣流中的顆粒物慣性較大，不能隨氣流急劇轉彎,便從氣流中分離出來。
(3)離心除塵。
利用旋轉的氣流所產生的離心力，將顆粒污染物從氣體中分離處理的過程。
離心除塵器也稱為旋風除塵器，具有結構簡單、占地面積小、投資低、操作維修方便、壓力損失中等、動力消耗不大、可用各種材料制造、能用于高溫或高壓及腐蝕性氣體、并可直接回收干顆粒地優點。一般用來捕集5至15微米以上地顆粒物，除塵效率可達80%左右，是機械式除塵器中效率最高的。主要缺點是對5微米以下的細小顆粒物去除效果不理想。
2.3.2過濾除塵
過濾除塵是使氣流通過多孔濾料，將氣流中顆粒污染物截留下來，使氣體得到凈化的過程，主要有袋式除塵及顆粒層過濾除塵兩種方式。
（1）袋濾除塵。
利用棉、毛或人造纖維等加工的濾布捕集顆粒污染物的方法，主要通過篩分、慣性碰撞、擴散、靜電、重力沉降等作用機制，依靠濾料表面來捕集顆粒污染物，屬于外部過濾。
該方法除塵效率高，一般可達99%以上，適應極強，能夠處理不同類型的顆粒污染物，操作彈性大，除塵效率對入口顆粒污染物濃度及氣流速度變化具有一定穩定性，結構簡單，使用靈活，便于回收干料，不存在污泥處理。但袋式除塵器的應用受到濾布的耐溫、耐腐蝕等操作性能的限制，一般使用溫度應低于300℃。
(2)顆粒層過濾除塵。
通過將松散多孔的濾料填充在框架內作為過濾層，顆粒物在濾層內部被捕集的一種除塵方法，屬內部過濾方式。除塵過程中大顆粒污染物主要借助慣性力，小于0.5微米的顆粒物主要靠濾料及被過濾下來的顆粒表面的攔截和附著作用過濾下來，凈化效率隨顆粒層厚度增高而提高。顆粒層除塵器按其功能可分為單顆粒層除塵器和組合顆粒層除塵器兩種。
2.3.3靜電除塵
利用高壓電場產生的靜電力(庫侖力)的作用從氣流中分離懸浮粒子(塵粒或液滴)的一種方法。靜電除塵主要通過粒子荷電、沉降和清除三個階段實現顆粒污染物與氣流的分離。靜電除塵常用的設備為電除塵器，工業上應用最廣泛的是單區電除塵器，即使粒子帶電的電離作用與帶電粒子的集塵作用在同一電場中進行。電除塵器是一種高效除塵裝置,對細微塵粒及霧狀液滴捕集性能優異，除塵效率達99%以上，對于0.1微米以下的塵粒，仍有較高的去除效率，由于氣流通過阻力小，所消耗的電能通過靜電力直接作用于塵粒上，因此能耗低。處理氣量大，可應用于高溫、高壓場所，廣泛應用于工業除塵。電除塵器的主要缺點是設備龐大、占地面積大、一次性投資費用高。
2.3.4濕式除塵
也稱為洗滌除塵。該方法是用液體洗滌含塵氣流，使塵粒與液膜、液滴或氣泡碰撞而被吸附，凝聚變大，塵粒隨液體排出，氣體得到凈化。由于洗滌液對多種氣態污染物具有吸收作用，因此它能凈化氣體中的固體顆粒物，又能同時脫除氣體中的氣態有害物質，某些洗滌器也可以單獨充當吸收器使用。濕式除塵主要通過慣性碰撞、擴散、凝聚、粘附等作用來捕獲塵粒。濕式除塵常用的有噴淋塔、填料塔、泡沫塔、臥式旋風水膜除塵器、中心噴霧旋風除塵器、水浴式除塵器、射流洗滌除塵器、文丘里洗滌除塵器等。濕式除塵器結構簡單、造價低、除塵效率高，在處理高溫、易燃、易爆氣體時安全性好。不足是用水量大，易產生腐蝕性液體，產生的廢液或泥漿進行處理，并可能造成二次污染。
2.3.5粉塵與煙氣處理
粉塵和煙氣主要來源于燃燒設備和工業生產工藝。對粉塵的凈化控制，主要是三類技術。對于煙氣的處理技術，主要是三種：一是洗滌吸收技術，典型裝置是煙氣洗滌塔；二是吸附技術，典型裝置是過濾層凈化器；三是催化處理技術，典型裝置有催化燃燒器、熱催化器等。
3結束語
由于城市持續高速的經濟增長和污染控制的困難，城市空氣污染治理將存在一個很長時期。大氣顆粒物污染是大氣污染的主要方面。由于其組成、結構的復雜性，對我們人類的健康和發展都有著重大的影響，對城市空氣和發展有著惡劣的影響，對地球環境也有著不可忽視的影響。目前，還存在著治理難、治理資金投入大、技術水平有限等問題。因此，大氣顆粒物污染任重而道遠。本文通過對大氣顆粒物污染的現狀及污染源的簡要介紹提出適合于我國城市現狀的整改意見以及在工業處理方面的處理技術及處理方法。對于大氣顆粒物污染治理工業治理方法有很多，如文中所列。但每種方法都有其使用條件和使用環境，對于不同地域和不同條件還應根據各自需求選擇正確的方式方法。
參考文獻
［1］李春燕,高翠香.大氣顆粒物污染與城市生態環境整治方案［J］，唐山學院學報，2007,(3).
