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【摘要】隨著我國工業(yè)、建筑業(yè)的發(fā)展以及燃煤取暖和汽車尾氣等因素,大氣污染仍然是我國所面臨的主要的環(huán)境問題之一。對環(huán)境工程中大氣污染的主要形式以及治理所面臨的問題進行了介紹,對目前主要的大氣污染處理的手段以及問題和對策進行了探討。
【關鍵詞】環(huán)境工程;大氣污染;遙感監(jiān)測;污染溯源
技術的發(fā)展是大氣污染治理的主要措施,通過大力發(fā)展針對空氣污染參數(shù)的定量遙感技術,大量研發(fā)空氣質量監(jiān)測設備,增加監(jiān)測點的數(shù)量尤其是污染重災區(qū)的監(jiān)測點的數(shù)量,對于大氣污染的治理具有重要的意義。
1大氣污染的現(xiàn)狀
近年來我國大氣污染問題十分突出,在我國的北方地區(qū)甚至是南方某些地區(qū)霧霾現(xiàn)象十分嚴重。根據(jù)AQI空氣質量指數(shù),近幾年在我國絕大多數(shù)的北方地區(qū)和南方地區(qū)都出現(xiàn)了PM2.5爆表的現(xiàn)象,空氣中彌漫著難聞的氣味。霧霾會嚴重影響人們的身體健康,不少呼吸道疾病都與霧霾有著直接的關系。與此同時霧霾還會對呼吸道形成持久的傷害,成為誘發(fā)各自潛在的呼吸道疾病的重要因素。隨著國家對環(huán)境問題的越來越重視,大量的資金、人力和物力被投入到霧霾治理的過程中,并且取得了初步的成效,大氣污染相對于前幾年有了不小的改觀,但是從目前的大氣監(jiān)測的情況來看,大氣污染問題依然存在,尤其是在氣象條件缺乏霧霾擴散的有利條件的時候,霧霾現(xiàn)象依然十分嚴重。
2大氣污染的主要形式及治理面臨的問題
根據(jù)不少學術機構以及文獻的介紹,目前大氣霧霾的主要有沙漠中細小的微粒,它們從我國北部沙漠和西部沙漠起沙,然后借助大氣運動可以傳輸數(shù)千公里到我國的東部和東北部地區(qū)等;此外冬季燃煤取暖向空氣所排放的粉塵顆粒,在大氣污染中也占有非常重要的地位;此外還有鋼鐵生產(chǎn)、火力發(fā)展等諸多企業(yè)向大氣中所排放的固體顆粒;隨著我國汽車數(shù)量的增多,汽車尾氣所排放的煙塵顆粒也在大氣污染中占據(jù)著越來越重要的地位。從上述大氣污染物質的主要來源來看,大氣污染物質的來源較為復雜,由此所帶來的直接問題就是大氣污染物質的成分非常的復雜。復雜的大氣污染組成以及來源為大氣污染的治理帶來了非常大的治理困難。由于大氣污染物質的化學成分較為復雜,如果采用化學處理的辦法來凈化空氣中的有害物質,那么需要詳細的檢測大氣中所含的各種化學成分,這在技術上似乎是非常難以實現(xiàn)或者是進行綜合考慮的。從控制大氣污染物質來源的角度是一條切實可行的路徑,但是這里面也會涉及到各種各樣的行政管理上的問題。比如不少企業(yè)為了躲避行政部門的檢查通常都是夜里生產(chǎn)借助夜晚的掩蓋向大氣中偷偷排放污染物質,而這個時間段正是工作人員下班的時間。再比如秸稈燃燒,由于監(jiān)測范圍廣大,難以在燃燒的同時及時發(fā)現(xiàn)并制止其行為,不少都是在燃燒之后才發(fā)現(xiàn),無法真正的實現(xiàn)對其燃燒行為的控制。
3大氣污染主要的處理技術
3.1大氣污染監(jiān)測主要監(jiān)測手段
大氣污染主要的監(jiān)測指標包括PM2.5、PM10、鹽酸、二氧化硫、氮氧化物以及汞和某些重金屬元素等。目前針對大氣污染的監(jiān)測主要存在兩種手段分別為遙感監(jiān)測與專業(yè)儀器檢測分析等兩種手段。這兩種手段各自的優(yōu)缺點也十分的突出,專業(yè)儀器監(jiān)測精度較高,但是監(jiān)測范圍為點并且監(jiān)測點的數(shù)量相對較小;使用遙感技術手段監(jiān)測可以實現(xiàn)大面積長時間的連續(xù)監(jiān)測,并能夠展現(xiàn)出大氣污染的時空動態(tài)變化的趨勢,并能夠結合大氣條件給出大氣污染未來可能的變化趨勢,但是其缺點是監(jiān)測的精度相對比較低,難以獲取每個時空點精確的各種空氣污染物質的含量。
3.2遙感手段監(jiān)測大氣污染參數(shù)
遙感技術的發(fā)展經(jīng)歷了長期的歷程,與此同時積累了大量的能夠反演大氣污染參數(shù)的原始的圖像數(shù)據(jù)比如常用的NOAA衛(wèi)星影像和MODIS衛(wèi)星影像,以及相關衛(wèi)星圖像衍生的地表產(chǎn)品比如氣溶膠光學指數(shù)、氣溶膠光學厚度、PM2.5、PM10等關鍵大氣物理,例如TMOS-EP衛(wèi)星傳感器的氣溶膠指數(shù)、OMI衛(wèi)星氣溶膠指數(shù)等。這些衛(wèi)星圖像以及相關的衍生產(chǎn)品的時間分辨率可以達到小時級別,但是其空間分辨率相對較低大約為幾十公里,難以進行小尺度的分析以及應用。
3.3傳統(tǒng)儀器手段監(jiān)測大氣污染參數(shù)
傳統(tǒng)的儀器手段來監(jiān)測大氣污染的參數(shù)是較為傳統(tǒng)的一種監(jiān)測的手段,能夠實時的提供每個對應的監(jiān)測點實時準確度相當高的監(jiān)測數(shù)據(jù),比如在每個城市環(huán)保部門都設置了數(shù)個甚至是幾十個上百個的空氣質量參數(shù)監(jiān)測點。雖然監(jiān)測點可以準確獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)某一點的監(jiān)測值,但是大氣是時刻在流動變化著的,檢測區(qū)域中的每個點在對應的每個時刻空氣質量參數(shù)都在實時的變化,并且受到大氣運動的影響十分大,且近地面的空氣運動十分的復雜,難以進行有效的模擬近地面的大氣的運動的形式,因而難以反演大氣污染參數(shù)的實時的空間變化的規(guī)律,常用的數(shù)學上的插值沒有考慮到地面實際的因素對大氣運動可能的影響精度較低且不可靠。
4大氣污染治理手段存在的不足及對策
1)大氣污染的來源也就是溯源問題難度較大。常見的居民燃煤取暖、汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)、建筑揚沙、秸稈燃燒、沙塵暴等各種污染來源使得大氣污染的成分異常復雜,目前所監(jiān)測的大氣污染指標無法對目前的大氣污染的來源進行溯源。比如幾乎各種污染來源都會對PM2.5有所貢獻,僅憑PM2.5這一個參數(shù)難以確定到底是哪一種類型的污染占主要的成分。所以發(fā)展多指標的空氣質量參數(shù)的監(jiān)測,通過統(tǒng)計學的手段確定每一種污染下的大氣污染指標的多元分布,以及多種因素影響下的綜合的大氣污染指標的多元分布,來對大氣污染物質的來源進行統(tǒng)計推斷或許是一種可行的方式。2)大氣污染實時監(jiān)測難度相對較大。從衛(wèi)星遙感的技術手段來講,從遙感手段獲取的時空分布的大氣污染監(jiān)測的參數(shù)不少情況下只能大致的確定污染發(fā)生和起源的區(qū)域,由于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的大氣產(chǎn)品的分辨率普遍都在幾十公里甚至是更低,通過衛(wèi)星技術手段只能是確定方圓上百公里內(nèi)的疑似的區(qū)域,而無法對污染源進行精確的定位,難以確定到底是哪家單位排放了污染物質。所以目前針對不同類型企業(yè)的污染物質唯一性和具有代表性的研究與反演是非常重要的一種技術手段,同時也要加強在排放密集區(qū)的空氣質量儀器的安裝。
參考文獻
[1]李培,王新,柴發(fā)合等.我國城市大氣污染控制綜合管理對策[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2011,36(5):12.
作者:張雷 單位:吉林省公主嶺市環(huán)境保護監(jiān)測站