關(guān)鍵詞：多源大氣污染；優(yōu)先級(jí)防治；揮發(fā)性有機(jī)物

中圖分類(lèi)號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

在日益復(fù)雜的城市與環(huán)境管理挑戰(zhàn)中，多源大氣污染已成為影響公眾健康、生態(tài)平衡及可持續(xù)發(fā)展的議題之一。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速、交通流量的激增以及能源結(jié)構(gòu)的多樣化，大氣污染物的來(lái)源不再局限于單一工業(yè)排放或自然過(guò)程，而是呈現(xiàn)出多元化、交織性的特征。這些污染源包括但不限于工業(yè)排放、汽車(chē)尾氣、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、居民生活以及自然因素等，它們共同作用于大氣環(huán)境，形成了復(fù)雜的多源大氣污染格局。多源大氣污染由多種污染源共同作用，這些污染源包括工業(yè)排放、交通尾氣、農(nóng)業(yè)活動(dòng)以及生活垃圾等。這些污染源會(huì)產(chǎn)生大量污染物，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。這些污染物通過(guò)大氣化學(xué)反應(yīng)形成二次污染物，進(jìn)一步加劇空氣質(zhì)量的惡化。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，許多學(xué)者在國(guó)內(nèi)外對(duì)多源大氣污染的危害性進(jìn)行了深入研究，主要集中在污染源解析、污染物排放清單編制和污染特征分析等方面。

通過(guò)以往的研究成果，可以對(duì)不同污染源的貢獻(xiàn)、各種污染物的排放量及其變化趨勢(shì)有了更深入的了解。現(xiàn)基于以往取得的研究成果，對(duì)具有多源大氣污染特征的研究區(qū)域進(jìn)行深入分析，研究?jī)?yōu)先級(jí)防治技術(shù)。以期通過(guò)此研究，期望能夠提高大氣污染治理的效果，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1污染危害指數(shù)計(jì)算

選擇某多源大氣污染區(qū)域作為研究區(qū)域。該研究區(qū)域位于中國(guó)中西部地區(qū)，氣候?qū)儆跍貛Т箨懶詺夂?。該區(qū)域山巒起伏，空氣流動(dòng)性較差，容易出現(xiàn)空氣污染。同時(shí)，該區(qū)域還是一個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，擁有眾多的重工業(yè)企業(yè)和化工企業(yè)。此外，該區(qū)域的交通狀況也較為擁堵，車(chē)輛尾氣排放也是大氣污染的主要來(lái)源之一。因此該研究區(qū)域的大氣污染問(wèn)題比較嚴(yán)重，具有復(fù)雜性和多元性等特點(diǎn)，需要采取優(yōu)先級(jí)防治措施。

通過(guò)計(jì)算污染危害指數(shù)，可以客觀、科學(xué)地比較不同污染源的危害程度，有針對(duì)性地制定治理策略和措施，將有限的資源集中用于危害最嚴(yán)重的污染源，以最大程度地減少對(duì)植物、生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性和環(huán)境的危害。

其中，濃度反應(yīng)系數(shù)和生態(tài)毒性系數(shù)是依據(jù)已有研究成果來(lái)取值的，取值情況如表1所示。其中，濃度反應(yīng)系數(shù)為反應(yīng)速率與濃度關(guān)系的比值。生態(tài)毒性系數(shù)為比較毒物毒性大小的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)方法和尺度，即參照數(shù)值或指標(biāo)數(shù)值。

式（4）中，η酸雨發(fā)生概率；γ是指光化學(xué)煙霧發(fā)生概率。酸雨發(fā)生概率與光化學(xué)煙霧發(fā)生概率數(shù)據(jù)通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)獲取。

氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物、顆粒污染物以及二氧化硫是大氣污染物的主要構(gòu)成部分，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康具有較大的危害性。其中：氮氧化物（NO₂）主要來(lái)自燃燒過(guò)程，不僅對(duì)植物具有直接傷害作用，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康也會(huì)造成危害；顆粒污染物主要包括PM₁₀和PM_2.5，來(lái)源為交通尾氣、工業(yè)等，同時(shí)也包含自然形成的顆粒物。顆粒物不僅對(duì)植物的光合作用、氣孔調(diào)節(jié)等功能造成影響，還對(duì)人體呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)有害，并導(dǎo)致大氣能見(jiàn)度降低；揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）來(lái)自燃燒過(guò)程、化學(xué)品生產(chǎn)和有機(jī)溶劑使用等多種活動(dòng)。VOCs不僅對(duì)植物的光合作用和抗氧化能力造成影響，還是臭氧和細(xì)顆粒物的前體物質(zhì)。

因此，結(jié)合植物污染指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性污染指數(shù)、生物多樣性污染指數(shù)和環(huán)境問(wèn)題指數(shù)計(jì)算的氮氧化物、顆粒污染物、揮發(fā)性有機(jī)物和二氧化硫的污染危害指數(shù)，可表示為式（5）：

2多源大氣污染危害性分析

2.1顆粒物的大氣污染危害性分析

顆粒物表面可以吸附和吸收其他污染物，如有毒化學(xué)物質(zhì)、重金屬和有機(jī)物等。這些污染物在顆粒物的攜帶下能夠長(zhǎng)距離傳播，并對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境造成危害。通過(guò)對(duì)顆粒物的大氣污染危害性分析，可以評(píng)估不同類(lèi)型污染物與顆粒物的關(guān)聯(lián)性，準(zhǔn)確判斷污染源的影響程度和潛在風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算各城市顆粒物的污染危害指數(shù)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2的計(jì)算結(jié)果可以看出，12個(gè)城市的PM_2.5和PM₁₀的污染危害指數(shù)存在較大差異，并且普遍來(lái)說(shuō)，PM_2.5的污染危害指數(shù)要高于PM₁₀。這可能是由于不同城市的空氣污染程度、人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)水平、氣象條件等多種因素所致。

2.2二氧化硫、氮氧化物的大氣污染危害性分析

二氧化硫是大氣酸性的主要來(lái)源之一，在濕度高的條件下與其他大氣污染物一起形成酸雨。酸雨對(duì)環(huán)境與人體健康均會(huì)產(chǎn)生不利影響。氮氧化物可以通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)和滯留時(shí)間的累積導(dǎo)致臭氧生成。此外，氮氧化物還是細(xì)顆粒物（PM_2.5）的前體物質(zhì)之一。臭氧和細(xì)顆粒物對(duì)人類(lèi)健康、農(nóng)作物和生態(tài)系統(tǒng)都具有危害性。對(duì)于研究區(qū)域的12個(gè)城市，通過(guò)計(jì)算各城市氮氧化物、二氧化硫的污染危害指數(shù)分析氮氧化物、二氧化硫的大氣污染危害性。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2。

分析圖1可知，12個(gè)城市的二氧化硫的污染危害指數(shù)普遍較高。二氧化硫的主要危害是對(duì)環(huán)境的直接影響。當(dāng)二氧化硫排放進(jìn)人大氣后，會(huì)與水分和氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成硫酸霧或硫酸顆粒物，并最終降落到地面。這些硫酸顆粒物會(huì)對(duì)土壤、水體和植被產(chǎn)生直接和間接的影響，損害生態(tài)系統(tǒng)的健康和功能。與顆粒物相比，二氧化硫污染危害指數(shù)相對(duì)較低。

分析圖2可知，不同城市的不同氮氧化物的污染危害指數(shù)存在較大差異。這可能與不同城市的空氣污染程度、人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)水平、氣象條件等因素有關(guān)。在大多數(shù)城市中，四氧化二氮和五氧化二氮的污染危害指數(shù)較高。這是因?yàn)檫@兩種污染物危害較大，且在空氣中停留時(shí)間較長(zhǎng)。

2.3揮發(fā)性有機(jī)物的大氣污染危害性分析

對(duì)于研究區(qū)域的12個(gè)城市，分析各種揮發(fā)性有機(jī)物的污染危害指數(shù)，即計(jì)算各城市的乙炔、苯、甲苯、二甲苯、丙烯腈、乙醛、丙酮、乙醇、正丙醇、正丁醇的污染危害指數(shù)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3。

分析圖3可知，不同城市的不同氮氧化物，污染危害指數(shù)存在差異。在大多數(shù)城市中，苯、甲苯、二甲苯、丙烯腈、乙醇、正丙醇、正丁醇的污染危害指數(shù)較高。這是因?yàn)楸健⒓妆?、二甲苯等通常用于膠水、油漆、油墨等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。揮發(fā)性較大，容易釋放到大氣中，且具有較高的毒性。丙烯腈廣泛用于紡織品、合成纖維和橡膠制品的生產(chǎn)中，而乙醇、正丙醇、正丁醇常見(jiàn)于酒精類(lèi)飲料和工業(yè)中。這些化合物具有較強(qiáng)的毒性與揮發(fā)性。因此，在多源大氣污染的防治中，應(yīng)特別關(guān)注苯、甲苯、二甲苯、丙烯腈、乙醇、正丙醇、正丁醇等揮發(fā)性有機(jī)物的防治工作。

3優(yōu)先級(jí)防治技術(shù)說(shuō)明

綜合來(lái)看，由于揮發(fā)性有機(jī)物危害性最大，應(yīng)作為優(yōu)先級(jí)最高的防治對(duì)象。具體防治技術(shù)包括：源頭控制：限制或減少VOCs的排放，通過(guò)密閉操作等方式減少VOCs的產(chǎn)生。過(guò)程控制：通過(guò)吸附、吸收、冷凝、催化燃燒等方法對(duì)廢氣中的VOCs實(shí)施處理，以降低排放。末端治理：對(duì)于已經(jīng)排放出來(lái)的VOCs，采取高效回收、燃燒等處理方法，降低對(duì)環(huán)境和人體健康的影響。

（1）氮氧化物：由于其危害性次之，應(yīng)作為次優(yōu)先級(jí)的防治對(duì)象。具體防治技術(shù)包括：源頭控制：推廣清潔能源，減少燃煤和燃油的使用。過(guò)程控制：實(shí)施燃燒技術(shù)的改進(jìn)。末端治理：對(duì)于已經(jīng)排放出來(lái)的氮氧化物，采取催化還原、吸附等方法實(shí)施處理。

（2）顆粒污染物：由于危害性較小，應(yīng)作為中等優(yōu)先級(jí)的防治對(duì)象。具體防治技術(shù)包括：源頭控制：加強(qiáng)工業(yè)排放控制，要求企業(yè)采取有效的措施減少顆粒污染物的排放。過(guò)程控制：實(shí)施城市綠化，利用植被吸收空氣中的顆粒物。末端治理：對(duì)于已經(jīng)排放出來(lái)的顆粒物，采取高效過(guò)濾、靜電除塵等方法實(shí)施處理。

（3）二氧化硫：由于危害性最小，應(yīng)作為較低優(yōu)先級(jí)的防治對(duì)象。具體防治技術(shù)包括：源頭控制：限制或減少二氧化硫的排放，通過(guò)改進(jìn)工藝流程、使用低硫燃料等方式減少二氧化硫的產(chǎn)生。過(guò)程控制：采取煙氣脫硫技術(shù)，如吸收、吸附、氧化等，降低二氧化硫的排放。末端治理：對(duì)于已經(jīng)排放出來(lái)的二氧化硫，采取吸收、吸附等方法實(shí)施處理。

在顆粒污染物中，PM_2.5的危害大于PM₁₀。在氮氧化物中，四氧化二氮和五氧化二氮的危害更大。在揮發(fā)性有機(jī)物中，苯、甲苯、二甲苯、丙烯腈、乙醇、正丙醇、正丁醇的危害大于乙炔、乙醛、丙酮。依據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)論給出大氣污染物的細(xì)化優(yōu)先級(jí)防治方案：對(duì)于顆粒污染物來(lái)說(shuō)，PM_2.5的防治優(yōu)先級(jí)更高，PM₁₀較低，因此對(duì)PM_2.5實(shí)施優(yōu)先級(jí)防治：工業(yè)排放控制：對(duì)工業(yè)排放實(shí)施嚴(yán)格控制，要求企業(yè)采取有效的措施減少PM_2.5的排放?？梢圆扇〉拇胧┌ǜ纳迫紵夹g(shù)、安裝高效除塵設(shè)備等；城市綠化：提高城市綠化，利用植被吸收空氣中的PM_2.5?？梢酝ㄟ^(guò)增加城市綠化面積、種植吸塵植物等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)；交通管制：實(shí)施交通管制，減少道路交通的PM_2.5排放。可以采取的措施包括限制高排放車(chē)輛進(jìn)入市區(qū)、推廣公共交通等；個(gè)人防護(hù)：加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，避免長(zhǎng)時(shí)間暴露在PM_2.5污染的環(huán)境中。可以采取的措施包括佩戴口罩、減少戶(hù)外活動(dòng)等。對(duì)PM₁₀實(shí)施次級(jí)防治：城市道路灑水：定期對(duì)城市道路進(jìn)行灑水，減少道路揚(yáng)塵帶來(lái)的PM₁₀污染；施工揚(yáng)塵控制：對(duì)施工場(chǎng)地實(shí)施揚(yáng)塵控制，要求施工企業(yè)采取有效的措施減少揚(yáng)塵帶來(lái)的PM₁₀污染。可以采取的措施包括覆蓋施工場(chǎng)地、定期灑水等；垃圾分類(lèi)與處理：減少因垃圾處理不當(dāng)導(dǎo)致的PM₁₀污染。可以采取的措施包括加強(qiáng)垃圾分類(lèi)教育、推廣垃圾分類(lèi)投放等。

在氮氧化物中，四氧化二氮和五氧化二氮的危害較大因此需要優(yōu)先防治。以下是根據(jù)防治優(yōu)先級(jí)為四氧化二氮和五氧化二氮制定的詳細(xì)防治方案：減少燃料燃燒：減少燃煤和燃油的使用，采用清潔能源，可以減少四氧化二氮和五氧化二氮的排放；改進(jìn)燃燒技術(shù)：實(shí)現(xiàn)更完全的燃料燃燒，從而減少四氧化二氮和五氧化二氮的排放。工業(yè)改造：對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的四氧化二氮和五氧化二氮，可以采取工業(yè)改造措施，如改進(jìn)工藝流程、采用低氮催化劑等。其他氮氧化物的防治方案：尾氣處理：對(duì)于已經(jīng)排放出來(lái)的尾氣中存在的其他氮氧化物，可以采取尾氣處理技術(shù)，如采用催化劑、吸附劑等，將它們轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。

在揮發(fā)性有機(jī)物中，苯、甲苯、二甲苯、丙烯腈、乙醇、正丙醇、正丁醇需要優(yōu)先防治。以下是根據(jù)防治優(yōu)先級(jí)為苯、甲苯、二甲苯、丙烯腈、乙醇、正丙醇、正丁醇制定的詳細(xì)防治方案：減少使用：減少以上化合物的使用，開(kāi)發(fā)替代品或者尋找不含這些化合物的替代品；密閉存儲(chǔ)：對(duì)于必須存儲(chǔ)這些化合物的場(chǎng)所，應(yīng)采取密閉措施，防止揮發(fā)到大氣中；廢氣處理：對(duì)于排放的廢氣，可以采取吸附、吸收、冷凝、催化燃燒等方法實(shí)施處理；生產(chǎn)工藝改進(jìn)：采用更環(huán)保的生產(chǎn)工藝，減少生成。乙炔、乙醛、丙酮的次級(jí)防治方案：廢水處理：對(duì)于產(chǎn)生的廢水，可以采取生物降解等方法進(jìn)行處理，以減少排放。

4結(jié)束語(yǔ)

為了提高大氣污染治理的效果，提出了多源大氣污染危害性分析及優(yōu)先級(jí)防治技術(shù)。綜合考慮了植物污染指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性污染指數(shù)、生物多樣性污染指數(shù)和環(huán)境問(wèn)題指數(shù)等多個(gè)因素，以全面反映不同污染源對(duì)植物健康等問(wèn)題的影響，進(jìn)而對(duì)于研究區(qū)域內(nèi)的幾類(lèi)主要污染物的污染危害指數(shù)展開(kāi)計(jì)算。由此，從顆粒物的大氣污染危害性分析、二氧化硫、氮氧化物的大氣污染危害性分析、揮發(fā)性有機(jī)物的大氣污染危害性分析三方面完成多源大氣污染危害性分析。最后得出揮發(fā)性有機(jī)物危害性最大，應(yīng)作為優(yōu)先級(jí)最高的防治對(duì)象。通過(guò)源頭控制、過(guò)程控制和末端治理完成優(yōu)先級(jí)防治，提高污染治理的效率和效果，為區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善和生態(tài)文明建設(shè)提供有力支撐。