化工安全与环保论文Word文件下载.docx

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2PM2.5颗粒的示意图

PM，英文全称为particulatematter（颗粒物）。

科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。

PM2.5也称大气细粒子和可入肺颗粒物，指的是空气中空气动力学直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物，其的直径不到人的头发丝粗细的1/20，因其粒径小、比表面积大，易于富集空气中的有毒有害物质，并可以随着人的呼吸进入体内，甚至进入到肺泡和血液中，导致各种疾病，它还是能见度降低的罪魁祸首。

与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含有大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

专家们表示：

按照世界卫生组织的评价标准，如果将PM2.5纳入国家环境质量监控体系，全国空气质量达标的城市会从现在的80%下降到20%。

此外，当大量细颗粒物浮游在空中，大气能见度就会变小，天空看起来灰蒙蒙的，气象学把这一现象叫做“灰霾天”，而PM2.5正是形成灰霾天气的最大元凶。

1.1PM2.5、PM10和PM100的区别

在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物。

大于PM2.5粒径的悬浮物主要受空气相对湿度的影响，当湿度增加时，污染物表面富含水份，通过相互凝聚成较大颗粒发生沉降；

当相对湿度变小时，污染物表面吸附力小，不易凝聚沉降，风力作用下已凝聚的颗料会分解，由于粒径变小更易悬浮造成持续的污染。

可吸入颗粒物又称为PM10，指直径大于2.5微米、等于或小于10微米，可以进入人的呼吸系统的颗粒物；

总悬浮颗粒物也称为PM100，即直径小于或等于100微米的颗粒物。

图3环境大气颗粒物粒径分布图

2PM2.5的来源

2.1PM2.5的化学组成

PM2.5的化学组成十分复杂，不同时间和空间，PM2.5的化学成分是不同的，不同化学组分的颗粒物对人体健康和大气能见度的影响亦不相同，这些影响还与化学成分在颗粒物内部和表面存在状态有关。

此外，不同来源的颗粒物，其化学组成有所不同，因此颗粒物的化学组成可用来进行颗粒物的来源分析。

PM2.5的化学成分包括无机成分、有机成分、微量金属元素、元素碳（EC）、生物物质（细菌、病菌、霉菌等）等。

大气中的含碳粒子是由有机碳（OC）和吸光的元素碳（EC）组成，元素碳的化学结构类似于不纯的石墨，有机碳是PM2.5中含量最高的组分。

其中：

锌——有毒元素；

铅——导致人群特别是儿童的严重的神经和血液的负效应；

砷、镍、镉——通过空气吸入导致人体的致癌效应；

钒——主要是矾的五价氧化物与人体的呼吸道健康效应有关；

锰——导致神经损伤；

铜——刺激呼吸系统；

Ca、Mg、Al、Na和Fe等地壳元素主要是来源于地面的扬尘；

Ca的重要性异常高,则认为Ca来自于建筑源；

K的重要性很大,且同时有机物也比较高,认为来自生物质燃烧；

硫酸根和有机物的比例若很大,而且元素碳和金属元素的重要性都不很大,认为它主要来自大气细粒子通过光化学反应的二次来源；

Pb的重要性很高,而且有机物也比较高,认为来自机动车尾气排放；

元素碳、有机物和硫酸根的重要性大,它是燃煤的标志,则认为其来自燃煤。

2.2PM2.5来源的双重性

PM2.5与PM10之间的区别不仅在于其体积，更主要的在于其形成过程。

“PM10主要是一次污染物，即主要来自污染源的直接排放，而PM2.5则具有双重属性。

”一位环保专家解释，“大约50%的PM2.5为一次污染物，大约50%的PM2.5为二次污染物，即其他污染物，如氮氧化物、二氧化硫和挥发性有机物等在空气之中相遇之后发生化学作用形成的颗粒物。

”

2.3PM2.5与PM10的来源区别

二者来源基本相同，但PM2.5中二次颗粒物所占比例较大。

发达国家发展过程中分阶段出现的煤烟污染、机动车尾气污染等问题，发电厂排放占20%，超过了工业污染源13%比例。

2.4PM2.5的三大来源

PM2.5的来源分为3类：

自然源、人为源和二次颗粒物。

自然源包括土壤扬尘、海盐、植物花粉、孢子、细菌等。

自然界中的灾害事件，如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。

人为源包括固定源和流动源。

固定源包括各种燃料燃烧源,如发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。

流动源主要是各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。

人为源还可分为人类直接排放PM2.5和排放某些气体污染物，在空气中转变成PM2.5。

直接排放主要来自燃烧过程，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃烧、生物质（秸秆、木柴）的燃烧、垃圾焚烧。

在空气中转化成PM2.5的气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。

其它的人为来源包括：

道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气。

除自然源和人为源之外，大气中的气态前体污染物会通过大气化学反应生成二次颗粒物，实现由气体到粒子的相态转换。

如：

SO2+H2O→H2SO4

H2SO4+NaCl→HCl+Na2SO4

HNO3+NH3→NH4NO3

图4PM2.5的三大来源图5pm2.5来源的比例图

3.PM2.5的危害

3.1PM2.5与呼吸道疾病

M2.5与人体呼吸系统关系比较密切，粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；

粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；

而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。

被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，直径越小进入呼吸系统位置越深。

短期暴露将诱发肺部疾病，如哮喘、急性气管炎、呼吸道感染，长期暴露会导致肺功能下降，慢性支气管炎等。

许多研究表明，PM2.5浓度增加与呼吸道疾病患者人数增加显著相关。

美国学者的研究表明，PM2.5的增加可引起儿童哮喘急诊室就诊率的增加。

而每个人每天平均要吸入约1万升的空气，进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身；

其次，会损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液。

对贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重后果。

例如可以加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。

总之这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。

人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人类健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。

3.1.1引发呼吸道阻塞或炎症

研究显示，2.5微米以下的颗粒物，75%在肺泡内沉积。

我们可以想象，眼睛里进了沙子，眼睛会发炎。

呼吸系统的深处，也是一个敏感的环境，细颗粒物作为异物长期停留在呼吸系统内，同样会让呼吸系统发炎。

3.2PM2.5与心血管疾病

许多研究表明，PM2.5浓度增加与心血管疾病患者人数增加显著相关，心血管疾病包括冠心病,高血压,心绞痛,急性心肌梗死等。

2004年到2006年期间，北京大学医学部公共卫生学院环境卫生学潘小川教授发现，当大气观测点的PM2.5日均浓度增加时，附近的地区PM2.5对人体呼吸、血液、心血管和生殖系统都有损害，医院心血管急诊患者数量也会有所增加。

“我们利用时间系列分析研究，对搜集的数据进行分析发现，PM2.5每立方米浓度增加10微克，医院高血压类的急诊病人就会增加8%，心血管疾病也会增多。

”潘小川说。

3.3致病病毒搭“顺风车”入体内致癌

流行病学的调查发现，城市大气颗粒物中的多环芳烃与居民肺癌的发病率和死亡率相关。

多环芳烃进入人体的过程中，细颗粒物扮演了“顺风车”的角色，大气中的大多数多环芳烃吸附在颗粒物的表面，尤其是粒径在5毫米以下的颗粒物上，大颗粒物上的多环芳烃很少。

也就是说，空气中细颗粒物越多，我们接触致癌物——多环芳烃的机会就越多。

3.4影响胎儿发育造成缺陷

还有一些发现，让人更加担忧。

近年的一些报告显示，人类的生殖能力正在明显下降，环境污染被认为是罪魁祸首。

来自波希米亚北部的一项调查，对接触高浓度PM2.5的孕妇进行了研究，发现高浓度的细颗粒物污染可能会影响胚胎的发育。

更多的研究发现，大气颗粒物质的浓度与围产儿、新生儿死亡率的上升，低出生体重、宫内发育迟缓（IURG），以及先天功能缺陷具有相关性。

3.5对人体寿命的影响

世界卫生组织的报告显示，即使在监控标准最严格的欧洲，38万6000人每年还是会在PM2.5的阴霾下致之死地，而且欧盟国家人均期望寿命也因此减少8.6个月。

而PM2.5还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播推波助澜。

目前国际上主要发达国家以及亚洲的日本、泰国、印度等均将PM2.5列入空气质量标准。

而最为悲催的是，PM2.5尚未被列入我国环境空气质量指标，因此这就成了美国大使馆数据和政府官方数据直接冲突的根本原因。

中国工程院院士、中国环境监测总站原总工程师魏复盛研究结果还表明，PM2.5和PM10浓度越高，儿童及其双亲呼吸系统病症的发生率也越高，而PM2.5的影响尤为显著。

3.6形成灰霾

气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。

灰霾的成因与天气有着重要的关系，一是风速、二是气温、三是湿度，风速加速灰霾的扩散和稀释速度，而气温和湿度则是控制灰霾的主要因素。

例如：

相对湿度为90%，温度在5℃时，可溶性固体溶入水中降低了水的蒸汽压，微小水滴因为曲率半径变小其蒸汽压又得到提高，形成了微小的溶液液滴与气体的动态平衡。

这些微小液滴的粒径从纳米至微米级别，在这个级别上微观效应的化学反应更为突出，形成很多亚稳态的有毒物质。

由于液滴的存在，形成了光的吸收、折射与散射现象，降低了空气的透明度。

影响大气能见度的降低主要是由于物体和环境之间失去了对比度，以及大气颗粒物和气体污染物对光的吸收和散射减弱了光信号。

PM2.5对光的吸收效应几乎全部是由碳黑和含有碳黑的颗粒物造成的。

尽管全世界每年的碳黑仅占人为颗粒物排放量的1.1％～2.5％和全部颗粒物排放量的0.2％～1.0％，但其引起的消光效应却要高的很，在某些地方甚至可以使能见度降低到一半以上。

3.7易感人群

大量研究发现PM2.5浓度的增高与心肺疾病的发病率、死亡率相关,原先患有呼吸、心血管系统疾病的人及身体状况不佳的老年人影响尤其严重。

儿童相对于成人是大气污染的易感人群。

婴儿、新生儿尤需防护，在污染天减少户外活动。

4PM2.5的标准

PM2.5的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。

PM2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。

到2010年底为止，除美国和欧盟一些国家将PM2.5纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对PM2.5的监测，大多通行对PM10进行监测。

4.1世界卫生组织pm2.5标准

世界卫生组织（WHO）认为，PM2.5小于10是安全值，而中国的这些地区全部高于50接近80，世卫组织为各国提出了非常严格的PM2.5标准，全球大部分城市都未能达到该标准。

针对发展中国家，世卫组织也制订了三个不同阶段的准则值，其中第一阶段为最宽的限值，新标准的PM2.5与该限值统一，而PM10此前的标准宽于第一阶段目标值，新标准也将其提高，和世卫组织的第一阶段限值一致。

4.2我国的pm2.5国家安全合格标准

我国PM2.5标准采用世卫组织设定最宽限值，《标准》中PM2.5年和24小时平均浓度限值分别定为0.035毫克/立方米和0.075毫克/立方米，与世界卫生组织（WHO）过渡期第1阶段目标值相同。

4.3我国PM2.5标准的实施分哪些阶段

根据环保部规定：

新标准（GB3095－2012）分四个时段分步实施：

2012年，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市；

2013年，113个环境保护重点城市和国家环保模范城市；

2015年，所有地级以上城市；

2016年1月1日，全国实施新标准。

5PM2.5与锅炉行业的关系

燃煤锅炉伴随著改革开放的不断深入，经济高速发展和环保监管力度的不断坚强，虽然在制造技术上和废气、废渣处理利用上，带到一定的提高和改善，但和目前国家环保新的要求还有一定的距离，有待进一步革新技术，将节能减排，保护环境，保护资源融入到设计、生产和销售中去。

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6PM2.5与电力工业的关系

　电力行业与PM2.5休戚相关。

科学看待电力与PM2.5的关系十分重要。

6.1首先，电力行业是减少PM2.5污染的重要行业。

电力行业对环境质量的贡献主要体现在三个方面，一是将低效率、高排放、高污染的直接燃烧煤炭的方式，转换为清洁的电能加以利用；

二是提高可再生能源发电的比例，减少煤炭的使用；

三是通过电气化水平的提高，促进全社会综合控制污染水平的提高。

如当电动汽车在城市得到更大应用时，城市环境质量将发生质的改善。

6.2其次，电力行业是产生PM2.5的重要行业之一，但影响在不断减小。

　我国一次能源以煤炭为主，燃煤电厂是排放二氧化硫、氮氧化物、烟尘的重要部门，随着煤炭转换为电力比重的不断提高，大部分燃煤排放将更多转变为电力排放。

目前，电力二氧化硫排放占全国二氧化硫排放总量的比例为42.4%，氮氧化物排放约占三分之一强，但从文献来看，火电排放已不是影响城市环境质量和产生霾的主要原因，这得益于电力工业的结构、布局调整以及污染治理等综合措施。

　　电力工业的污染控制在改革开放，尤其是“十一五”以来取得了巨大成就。

从烟尘控制看，新建电除尘器的效率一般高于99.5%，在“十一五”期间，在年均火电装机增长13.8%的情况下，烟尘排放由20多年来的年排放350万吨左右快速下降到160万吨，每千瓦时烟尘排放由1.8克下降到0.5克，根据欧盟委员会《大型火力发电厂污染物控制最佳可行技术参考文件》以及近年来国内学者对电厂细颗粒物排放特性进行实测分析，电除尘器和布袋除尘器对细颗粒捕集效率都能达到95%以上，加上湿法脱硫装置的除尘效果，对PM2.5的平均综合去除率可达97%以上。

　　再从电力行业二氧化硫、氮氧化物治理来看，与2005年相比，2010年电力二氧化硫排放量下降374万吨（全国下降364万吨），火电单位千瓦时二氧化硫排放由2005年的6.4克下降到2.7克，好于美国2009年每千瓦时3.4克的水平。

2010年全国电力氮氧化物排放量约950万吨，相比2005年增加排放210万吨，但火电单位千瓦时氮氧化物排放由3.62克下降至2.78克，减少0.82克。

烟尘、二氧化硫、氮氧化物三项污染物合计年减少排放360多万吨，且由于燃煤电厂布局也发生了重大变化，除供热电厂外，新建燃煤电厂已不在城市建设，原有的老厂通过“以新带老”、“上大压小”、“替代供热小锅炉”等措施，对于减少PM2.5的直接和间接影响发挥了重要作用。

反观其他行业和社会的污染物排放量不降反升，尤其是汽车排放量大增，这也与我国霾天气的增多关系密切。

从目前的环境形势尤其是PM2.5的问题可以看出，控制其他行业（如机动车行业）的污染排放也是改善环境质量、降低PM2.5影响的关键所在。

6.3最后，应科学控制燃煤电厂大气污染物，为解决PM2.5污染再立新功。

一是要加大火电厂氮氧化物控制力度，优先在城市区域、联防联控区域加装

烟气脱硝设施；

二是加大脱硫脱硝装置运行管理，保障稳定的脱除效果；

三是从除尘、脱硫、脱硝、脱汞等联合控制的思路出发，系统提出污染控制

技术路线，使污染处理装置效果达到最优组合；

四是继续科学修订火电厂大气污染物排放标准，优化控制目标，达到能源、环境、经济的协调发展。

7PM2.5与汽车尾气的排放的关系

7.1汽车尾气是PM2.5最大“贡献”者严格立法才能限制

现今，中国多个地区遭遇大雾阴霾天气，空气质量明显下降，首都北京4号夜间更是达到了中重度污染，给市民的生活出行带来不小的影响。

人们最近也总谈到一个数据，就是PM2.5。

这是可入肺颗粒物的数值，而对PM2.5数值有着直接影响的便是汽车尾气。

第一是立法，使许多汽车企业在生产设计汽车的时候，就加装过滤器，同时对于已经在行驶的旧车也安装过滤器。

第二是加大执法的力度。

第三要相信这一制度推开之后它并不只是带来汽车生产的成本，它本身也是一个拉动内需具有经济效果。

8PM2.5污染统筹防控措施

8.1控制PM2.5要打全民攻坚战

由于PM2.5产生的复杂性，因此在污染控制上很难，关键是在指导思想上要坚持以改善环境质量为目的分析原因，有的放矢。

改善环境质量，要分清主次，并非是污染物排放量最大的源就是对环境影响最大，并非一定先抓或只抓排放“大个”，正如个子高的人不一定就是偷摘树上果子吃的人。

事实上，虽然一个家庭用的煤炉一天只烧十多斤煤，一个小区供热的燃煤锅炉一天烧几吨煤，但其影响要比一个普通的一天烧一万吨煤的现代化电厂大得多。

　　环境管理的关键是，抓住对环境质量影响最大、对人影响最直接的污染源，如居民用煤炉、工业锅炉等加以治理，才是提高环境质量经济而有效的方法。

因此，在现阶段，以控制全国、数个行业或一个行业的污染物排放总量为主要目的的环保措施，并不能真正有效、经济地达到改善环境质量的目的。

8.2控制PM2.5必须采取协同控制和复合控制的手段

由于PM2.5来源的双重性，PM2.5的治理方式也更为复杂。

前述专家对本报解释，“对作为一次性污染物PM2.5的治理，可以从其排放源入手，但对于作为二次型污染物PM2.5的治理，则必须从其他多种污染物的排放源入手。

”即协同控制就是要由以城市为主要控制对象，进入到城市为主的区域协同控制，既要区域联合也需要公民发挥作用，包括生活源排放的污染控制，如烤羊肉串的污染也要控制，以保护自己身边的环境。

“协同控制的范围不能局限在一个城市之内，而必须拓展到一个区域，因为PM2.5是典型的区域性污染物。

”前述环保部专家对本报解释，“这就是为什么环保部要在‘十二五’要推行的联防联控的原因。

　　复合型污染，既要解决一次污染物，也要解决二次污染物，“具体到PM2.5而言，既要控制扬尘、烟尘、粉尘等一次污染物，又要控制NOx、VOCs、SO2等二次颗粒物的前体物。

”即复合控制，就是多污染物控制，要对烟尘、气态污染物进行全面控制。

如对交通污染源，不仅要在机动车本身的质量上下功夫，更要在使用的燃料的质量上、城市功能区划、交通道路的规划设计上、交通系统的优化上以及交通者行为引导上下功夫。

再如，在建筑上不仅使用建筑涂料、油漆要环保，生产厂家也应加强产品密封，各环节都要加强严格控制。

我们应当针对形成区域PM2.5污染和灰霾的前体物，开发重要行业重点污染源关键污染物的控制技术。

应尽快研究建立环境PM2.5污染评价指标体系和排放标准体系，以及PM2.5污染物的人群健康和生态风险评估方法。

　人们关注PM2.5的焦点集中在标准和监测上，但监测仅仅是第一步，比监测更重要的是PM2.5的治理。

”环保部的一位专家对本报记者指出，“由于PM2.5具有一次污染物和二次污染物的双重属性，所以应当强化协同控制的概念。

”该专家解释，协同控制就是改变过去对大气污染物各个击破的思路，采取对多种污染物多综合预防和控制的战略。

同时，PM2.5也是一种典型的区域性污染物，“在协同控制的同时，必须推进区域之间的联防联控，单靠北京一个城市的力量并不能解决北京的雾霾问题。

”天津环保局副局长赵恩海对本报记者表示。

十几年间，PM2.5从科研走入了大众视野。

尽管联防联控的思路已定，但能否达到预期的治理效果，还存在不确定性。

十几年积累出的空气污染的复杂性，与最终付出的治理成本，都考验着决策者。

8.3多污染物协同控制阻截PM2.5

　　首先，在继续抓二氧化硫污染治理的同时，全面开展氮氧化物控制。

确保燃煤电厂综合脱硫效率达到90%以上。

同时，在氮氧化物控制上，主要是在火电行业、水泥行业、燃煤工业锅炉、烧结机进行脱硝。

在火电行业，国家拟定对单机容量20万千瓦以上的现役燃煤机组全部配套脱硝设施，脱硝效率达到85%以上。

其次，强化工业烟粉尘治理，开展重点行业的挥发性有机物的治理。

烟粉尘的治理，主要是在火电行业、水泥行业开展粉尘治理，开展钢铁行业和工业炉窑的颗粒物治理，推进燃煤工业锅炉的烟尘治理。

　　在火电烟尘治理上，专项规划也提出了具体的任务指标，即燃煤机组必须配套高效除尘设施、烟尘排放浓度不能稳定达到30毫克/立方米的燃煤机组进行高效除尘改造；

重点控制区内烟尘排放浓度不能稳定达到20毫克/立方米的燃煤机组进行袋式除尘技术改造。

在挥发性有机物方面，国家提出要在石化、有机化工、合成材料、化学药品原药制造、塑料产品制造等多个重点行业开展挥发性有机物的摸底调查，并完善挥发性有机物的污染防治体系。

国家将加大加油站卸油油气排放、储油库和油罐车油气回收治理改造力度，到2013年底重点控制区要全面完成油气回收治理工作，到2014年底一般控制区完成油气回收治理治理工作，所有加油站储油和加油油气排放控制系统加装在线监控装置。

　　在上述污染物之外，机动车尾气是一个重要的大气污染物。

　　针对此，“车品”和油品将成为控制具体目标。

据专项规划显示，国家计划到2013年底前实现重点控制区地级及以上城市主城区黄标车禁行，2015年底前实现其他地级及以上城市主城区黄标车禁行。

而油品的“环保”要求，也给出了具体控制线：

即