基本介紹
- 中文名：空氣污染物濃度
- 外文名：air pollutant concentration
- 學科：空氣污染氣象學
- 表示方法：質量濃度、體積濃度
- 季節性特徵：秋冬季高、夏季低趨勢
- 變化趨勢：有所下降，但形勢仍嚴峻
表示方法,季節性特徵,近期變化趨勢,空氣污染物,顆粒污染物,碳的氧化物,氮氧化物,硫化物,鹵化物,碳氫化合物,氧化劑,放射性物質,
表示方法
空氣污染物濃度有兩種表示法：一是質量濃度，單位體積空氣中含污染物質量，mg/m；一是體積濃度，污染物體積與整個空氣容積之比，ppm為單位，即污染物體積占空氣容積的百萬分之一，亦可用pph和ppt等。顯然，它適用於氣體污染物計量濃度。兩種濃度單位可以相互轉換：
X = YA/22.4（mg/m）
Y=22.4X/A（ppm）
式中：X 表示質量濃度單位，Y 表示體積濃度單位，A 表示污染物的摩爾質量。
季節性特徵
步入秋冬季，我們常感覺到霧霾天數相比夏季明顯增多，以2015年全年地級以上城市污染天數監測數據為例，2015年受局地排放和氣候因素影響，我國338個地級以上城市1月、2月和12月污染天數最多，分別占17.2%、12.5%和13.3% ； 8月和9月污染天數最少，分別僅占4.4%和3.5%。受不同的季節污染源排放，降水，風速等大氣擴散條件影響，PM2.5、PM10、NO2、SO2和CO的濃度總體呈現秋冬季高，夏季低的趨勢。
我國霧霾的主要污染物是PM2.5，影響PM2.5濃度變化的主要有兩個原因 ：污染源排放和氣象條件。
在我國，污染源排放有以下三個方面 ：1）採暖期燃煤取暖。在冬季，尤其是北方地區氣溫偏低，採暖，燃煤量顯著升高，本地污染物排放濃度增高，污染物容易在不利氣象條件下累積使得污染物濃度升高。2）本地工業源。還有冬季生物質燃燒排放，也是可以導致冬季區域性大範圍重污染的“元兇”之一。譬如2016年11月初東北區域重污染過程，內在原因就是污染物排放量過大，不利的氣象條件是重要誘因，此次重污染主要源自冬季燃煤採暖和生物質燃燒排放。3）機動車尾氣排放增加。汽車保有量繼續攀升，且相比夏季，冬季機動車尾氣排放應該會增加。
在氣象條件上，有以下兩個方面原因 ：1）逆溫。氣象條件影響PM2.5等污染物濃度變化，其中，逆溫是一重要因素，這種下冷上熱的逆溫層結一旦形成，空氣無法上下對流，污染物就很難擴散。而秋冬季夜間是最容易形成這種逆溫情況的。夏季則相反，大氣垂直運動活躍，加上氣旋活動頻繁，就不易出現逆溫現象。2）靜風（微風）降水少。冬季氣團乾燥，降雨量少且持續時間較短，對空氣中污染物的沖刷效果不明顯，風速和風力較小，污染物不利於擴散且容易累積，導致PM2.5等污染物濃度偏高。
近期變化趨勢
從環境監測數據看，2013-2015年，全國城市空氣品質整體上不斷改善，PM2.5、PM10、NO2、SO2和CO年均濃度和超標率逐年下降，2015年京津冀、長三角和珠三角大氣PM2.5年均濃度相比2013年分別下降了27.4%、20.9%和27.7%。大多數城市重污染天數減少。
從監測數據看，2016年1-10月，京津冀區域13個城市優良天數比例範圍為40.0%-79.5%，平均為61.2%，同比提高6.9個百分點。平均超標天數比例為38.8%，其中輕度污染為26.4%，中度污染為7.6%，重度污染為4.0%，嚴重污染為0.7%。秦皇島、張家口、承德等11個城市的優良天數比例在50%-80%之間，衡水、保定2個城市的優良天數比例低於50%。超標天數中以PM2.5、PM10和O3為首要污染物的天數分別占污染總天數的53.2%、11.0%和35.3%，以NO2、SO2和CO為首要污染物的天數分別占0.4%、0.0%和0.1%。以北京市為例，北京市在2013年時PM2.5年均濃度是89%，到2015年時年均值是80.6%，下降也是非常感觀的。2015年北京優良天數比例為56.0%，同比提高3.0個百分點，與2013年相比提高13.4個百分點。2015年出現重度污染17天，嚴重污染4天，重度及以上污染天數同比減少3天，比2013年減少28天。超標天數中，以PM2.5為首要污染物的天數最多，其次是O3。
圖1 1 北京市2013年至2016年污染物濃度變化
2016年1-10月，11個考核PM2.5的省（區、市）PM2.5濃度同比均下降。其中，浙江下降幅度在15%以上，珠三角、河北、上海、內蒙古、山東和江蘇下降幅度在10%-15%之間，北京、重慶、天津和山西下降幅度在0-10%之間。與2013年同期相比，11個考核PM2.5的省（區、市）PM2.5濃度均明顯下降。其中，河北、天津、內蒙古、山西、山東、珠三角和北京下降幅度在30%以上，浙江、江蘇、重慶和上海下降幅度在15% ～ 30%之間。
但公眾對空氣品質改善並沒有切身感受，2013年1月 及12月、2014年2月 和2015年12月先後發生多次重污染過程，覆蓋範圍包括了京津冀魯豫和長三角等省市上百萬平方公里的區域。雖然近三年大氣重污染天數有所下降，但重污染過程濃度水平高、持續時間長、覆蓋面積廣，對全年PM2.5年均濃度的抬升作用仍十分明顯，也在很大程度上抵消了公眾對空氣品質改善的感性認識。
同時，我國城市空氣品質面臨形勢依然嚴峻，按六項污染物年均值進行評價，2015年全國338個地級以上城市中有265個城市超標，占78.4%，僅有21.6%的城市空氣品質達標。按六項污染物的日均指標進行評價，各城市空氣品質達標天數比例為76.7%，仍存在不同程度的污染天數，特別是重度污染和嚴重污染的天數仍高達2.5%和0.7%。東部城市和區域PM2.5及PM10污染負荷高，部分省區PM10年均濃度不降反升，北方冬季重污染問題十分突出，重點區域大氣臭氧污染問題顯現，冬季重污染問題突出。
空氣污染物
顆粒污染物
顆粒污染物是指以固體或液體微粒形式存在於空氣介質中的分散體，從分子尺度大小到大於10微米粒徑的各種微粒，主要有飄塵、降塵等，總稱總懸浮顆粒物（TSP）。總懸浮顆粒物的存在使得大氣能見度降低，空氣污濁，並且一些半徑較小的粒子還能被人類吸入到呼吸系統中，引起呼吸系統疾病。大氣中的顆粒物還能影響地氣系統的輻射收支，參與非均相的化學反應。
碳的氧化物
氮氧化物
主要有一氧化氮和二氧化氮等氣體污染物，以及由此可能產生的二次污染物。氮氧化物主要來源於石油的燃燒，尤其是機動車的廢氣排放。氮氧化物能與大氣中的一些物質反應，並能在太陽紫外線作用下發生光化學反應，生成一些有強烈刺激性和毒性的有機物，形成光化學煙霧，嚴重污染環境，損害人類健康。
硫化物
最主要是二氧化硫。二氧化硫主要來自於含硫煤炭的大量燃燒、自然界的火山爆發等。二氧化硫被排放到大氣中後，會參與氧化過程，與一些氧化性較強的物質發生化學反應，能轉變為三氧化硫，三氧化硫溶解於降水中形成酸雨。這是迄今為止認為的最主要的空氣污染物。
