周軒宇，錢狄鑫，白 彬

（1.浙江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心；2.浙江省生態(tài)環(huán)境低碳發(fā)展中心，杭州 310015）

近年來，大氣污染問題成為社會關(guān)注的焦點，它不僅會威脅人體健康，還會影響社會的可持續(xù)發(fā)展。隨著生態(tài)文明建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量逐漸改善，大氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)的城市數(shù)量持續(xù)增加，城市大氣污染物濃度呈下降趨勢，但大氣污染問題依舊不容小覷。人類活動是城市大氣污染物的主要來源，如工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動車尾氣排放、鍋爐燃燒等，若污染物不經(jīng)處理就直接排入大氣中，會增加酸雨、臭氧層破壞的發(fā)生率，造成生態(tài)危機(jī)。當(dāng)前，應(yīng)運用多種先進(jìn)技術(shù)，對城市大氣環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，堅持預(yù)防為主、防治結(jié)合和綜合治理，積極應(yīng)對大氣污染問題，全面提高城市大氣環(huán)境質(zhì)量。

1 大氣污染成分及危害

1.1 顆粒物

大氣中的顆粒物通常來自工業(yè)廢氣、汽車尾氣、煤炭燃燒、施工揚塵及氣候變化等。在眾多因素中，煤炭燃燒和汽車尾氣是顆粒物產(chǎn)生的主要原因，對日常生產(chǎn)生活造成極大的影響[1]。一旦大氣顆粒物通過呼吸道進(jìn)入人體，會破壞人體免疫系統(tǒng)、損害心肺功能，增大呼吸道疾病、心血管疾病的發(fā)生率。不僅如此，空氣中顆粒物增多且長期飄浮在高濕靜態(tài)氣象環(huán)境，也會引發(fā)霧霾、沙塵暴等極端天氣，造成空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化。

1.2 臭氧

臭氧是大氣污染成分之一，具有較強(qiáng)的氧化性，在低溫環(huán)境下會發(fā)生氧化反應(yīng)。城市大氣臭氧污染加重，不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，還會對人體健康構(gòu)成威脅。若空氣中臭氧濃度比較高，經(jīng)過呼吸道進(jìn)入人體，則會使人罹患頭疼、胸悶、咽喉腫痛等疾病，加速人體皮膚衰老。臭氧濃度較大，也會降低土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量，導(dǎo)致農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)。另外，臭氧與多種有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)，會加速建筑墻體材料顏料褪色、汽車輪胎老化等。

1.3 氮氧化物

工業(yè)生產(chǎn)中，化石燃料燃燒會產(chǎn)生氮氧化物。氮氧化物種類很多，造成大氣污染的主要是一氧化氮和二氧化氮。世界范圍內(nèi)，空氣中氮氧化物的主要來源是天然源，但城市大氣中的氮氧化物大多來自人為源[2]?？諝庵械趸锖砍瑯?biāo)，會對人體健康造成損害。氮氧化物可刺激肺部，使人較難抵抗呼吸系統(tǒng)疾病，長期吸入氮氧化物可能導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變。另外，氮氧化物是光化學(xué)煙霧和酸雨的重要成因。光化學(xué)煙霧具有特殊氣味，可以刺激眼睛，傷害植物，并能使大氣能見度降低。

1.4 二氧化硫

大氣污染成分中，二氧化硫危害最大，其無色，但有著較強(qiáng)的刺激性氣味?？諝庵卸趸蚝砍瑯?biāo)，會誘發(fā)呼吸道感染、肺部炎癥等疾病。除了對人體造成損傷，二氧化硫也會致使植物葉片脫落。此外，二氧化硫會誘發(fā)酸雨，加快建筑材料腐蝕，對建筑物造成損壞，給建筑帶來安全隱患。

2 常見大氣污染物監(jiān)測方法

2.1 顆粒物監(jiān)測

大氣環(huán)境中的顆粒物一般是指懸浮顆粒物，可以借助專門的大氣監(jiān)測儀器設(shè)備，收集和分析城市大氣中顆粒物的數(shù)量、總降塵量、分布點位及污染程度等。目前，常用的大氣顆粒物監(jiān)測方法主要有重量法、微量振蕩天平法和β射線法。重量法是《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）推薦的顆粒物監(jiān)測方法，通過天平稱重明確空氣中顆粒物的質(zhì)量，稱重準(zhǔn)確性較高，但無法實現(xiàn)自動監(jiān)測。微量振蕩天平法利用物體固有振動頻率與質(zhì)量的關(guān)系來準(zhǔn)確測定空氣中顆粒物質(zhì)量，能夠定量，不過樣品揮發(fā)性耗損較大，這也就導(dǎo)致顆粒物監(jiān)測結(jié)果與實際相比存在偏差，該方法不適用于顆粒物污染較為嚴(yán)重的城市[3]。β射線法根據(jù)β射線穿過濾膜與顆粒物后的衰減來測定顆粒物質(zhì)量，若監(jiān)測區(qū)域氣候干燥，則故障率較低，若溫度較高且空氣濕度大，則故障率較高。

2.2 臭氧監(jiān)測

大氣環(huán)境中，臭氧監(jiān)測通常采用儀器測量法和化學(xué)測量法。儀器測量法是指借助專門的監(jiān)測儀器設(shè)備來測定空氣中臭氧濃度，而化學(xué)測量法運用化學(xué)方式將臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律得出氧元素質(zhì)量，然后結(jié)合臭氧原子結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確分析臭氧濃度。常用的化學(xué)測量法有紫外分光光度法和化學(xué)發(fā)光法。紫外分光光度法主要通過比較分析臭氧光學(xué)性質(zhì)和吸收光譜，獲得監(jiān)測結(jié)果。這種方法容易受到天氣狀況的影響，若光線太暗，則不適用于臭氧監(jiān)測。化學(xué)發(fā)光法一般通過測定化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，判斷反應(yīng)體系中臭氧含量。目前，常用的化學(xué)發(fā)光法有普通分析法、電致分析法和生物分析法。

2.3 氮氧化物監(jiān)測

城市大氣中氮氧化物增多，主要源于機(jī)動車尾氣排放、工業(yè)生產(chǎn)及煤炭燃燒等，氮氧化物排放量居高不下，會加重城市大氣污染。氮氧化物監(jiān)測可以采用化學(xué)法、電解法、儀器法和紫外分光光度法，為大氣污染治理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。另外，光電技術(shù)可以應(yīng)用于氮氧化物自動化監(jiān)測和在線監(jiān)測，主要有激光誘導(dǎo)熒光法、光纖傳感法和激光雷達(dá)探測法[4]。激光誘導(dǎo)熒光法主要通過光電強(qiáng)度來測定空氣中氮氧化物的濃度，靈敏度高，但造價比較高，尚未在大氣監(jiān)測中大規(guī)模應(yīng)用。光纖傳感法是指從光源發(fā)出一束光線，經(jīng)光纖傳感到監(jiān)測位置，再傳至光電探測器來測定氮氧化物濃度，其準(zhǔn)確度和靈敏度較高，但穩(wěn)定性較差。激光雷達(dá)探測法利用監(jiān)測氣體的分子吸收特性來測定氣體濃度，該技術(shù)在大氣監(jiān)測中應(yīng)用范圍較廣。

2.4 二氧化硫監(jiān)測

二氧化硫是最為常見的一種刺激性硫氧化物，通常采用碘量法、電解法、紅外吸收光譜法和紫外吸收光譜法進(jìn)行監(jiān)測。碘量法利用氨基磺酸銨混合液來吸收空氣中的二氧化硫，然后使用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，精準(zhǔn)測定二氧化硫濃度。該方法監(jiān)測范圍廣，準(zhǔn)確性較好，技術(shù)要求較高。電解法是指大氣中二氧化硫經(jīng)擴(kuò)散后由傳感器滲透膜進(jìn)入電解槽，發(fā)生氧化反應(yīng)，然后參考《固定污染源廢氣 二氧化硫的測定 定電位電解法》（HJ 57—2017）進(jìn)行對比分析，確定二氧化硫濃度。該方法測定誤差小，可以直接讀數(shù)記錄，但容易受氯化氫、氨等影響[5]。紅外吸收光譜法結(jié)合物質(zhì)吸收紅外輻射而產(chǎn)生的熱效變化，將其轉(zhuǎn)化為電流信號，再測定二氧化硫的含量。該方法操作簡單且效率高，常用于監(jiān)測二氧化硫。紫外吸收光譜法是基于朗伯-比爾定律來測定氣體濃度，可以進(jìn)行選擇性吸收，其誤差小，監(jiān)測范圍廣。

3 基于大氣監(jiān)測的城市環(huán)境治理措施

3.1 優(yōu)化大氣污染治理模式

為全面推進(jìn)大氣污染治理，改善城市空氣質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)卮髿馕廴厩闆r，擬定大氣監(jiān)測與污染治理方案，對現(xiàn)有監(jiān)測手段和治理模式進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新。在大氣污染物識別中，要根據(jù)轄區(qū)內(nèi)企業(yè)類型、工業(yè)生產(chǎn)情況等，調(diào)查廢氣排放量大的企業(yè)，依照大氣監(jiān)測結(jié)果，判斷和分析污染物類型、主要來源和污染程度，為企業(yè)提供減排指導(dǎo)，確保污染物排放達(dá)到相關(guān)要求[6]。對于污染問題嚴(yán)重的企業(yè)，要責(zé)令其進(jìn)行整改，落實大氣監(jiān)測和污染治理。

3.2 完善大氣監(jiān)測體系

城市大氣污染治理具有長期性，所以要建立完善的大氣監(jiān)測體系，明確區(qū)域大氣污染程度，全面分析其變化規(guī)律及發(fā)展趨勢，確保監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確，為城市大氣污染治理提供有效指導(dǎo)。隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的普及與應(yīng)用，要構(gòu)建和優(yōu)化大氣監(jiān)測管理系統(tǒng)，運用智能化監(jiān)管手段，提升大氣監(jiān)測的有效性和連續(xù)性，促進(jìn)城市大氣污染治理規(guī)范化。

3.3 加強(qiáng)大氣監(jiān)測技術(shù)創(chuàng)新

城市大氣污染治理的目的是解決大氣污染問題，有效改善城市空氣質(zhì)量。為了提升大氣污染治理的科學(xué)性和有效性，要加強(qiáng)大氣監(jiān)測技術(shù)研發(fā)，加大科研投入，大力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，全面提升大氣監(jiān)測技術(shù)水平，確保大氣監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確[7-9]。同時，地方政府、企業(yè)等主體要協(xié)同參與城市大氣環(huán)境監(jiān)測與污染治理，運用先進(jìn)的大氣監(jiān)測技術(shù)來解決實際問題，強(qiáng)化大氣污染治理效果，最終建立長效的大氣污染治理體系。

4 結(jié)語

大氣監(jiān)測在城市環(huán)境治理中具有重要的作用，可以明確空氣中有害氣體類型、污染程度，從而制定有針對性的治理方案，有效指導(dǎo)大氣污染治理，改善城市環(huán)境。所以，要加強(qiáng)大氣監(jiān)測技術(shù)研究，了解大氣污染成分，合理運用多種監(jiān)測方法，加強(qiáng)對顆粒物、臭氧、氮氧化物和二氧化硫等氣體的監(jiān)測，同時不斷優(yōu)化大氣污染治理模式，完善大氣監(jiān)測體系，強(qiáng)化大氣監(jiān)測與污染治理，提高城市空氣質(zhì)量。