呼吸不畅,污染物代表PM2.5何以扼咽喉?

2015-02-03 11:13 · 尔湾

空气污染已成为我们都重视的环境问题,自2014年以来,空气质量恶化加剧,PM2.5值频频爆表。学者分析了印度类似的情况,了解一下。

空气污染已成为全球范围内日益严重的环境问题。自去年起,由于空气质量恶化在国内非常普遍, PM2.5值多次出现爆表情况,促使从中央到地方都开始重视起空气污染来,也开始对空气质量指数(AQI)中的PM2.5值进行实时监测。在过去的研究中发现,一天污染物浓度随着时间的变化受到当地与风相关的参数影响,例如,风向、风速和其他气象方面的影响。学者们指出,人口一周活动的循环解释了从工作日到周末,随着时间变化而改变的污染水平。

印度学者在科研出版社英文期刊《Atmospheric and Climate Sciences》(大气和气候科学)发表了一项研究,在文章中学者试图对六种主要污染物进行24小时日均浓度的五年(2006-2010)评估,研究对象为位于印度首都德里的国家环境空气质量监测站的所得税办公室(ITO)车站,在附近有许多企业和政府办事处,空气质量受到繁忙交通的影响,适合此类研究。

在这次五年评估中,污染物在一周的时间里有所变化,其浓度还呈现出季节性的变化。工作日和周末污染物浓度存在着差异,公众假期的环境空气质量也出现变化,即产生了假期效应。研究中还比较了粘度平均浓度和国家环境空气质量标准(NAAQS)、交通区和非交通区的污染物水平。

工作日和周末的比较(CO、颗粒物和NO)

图2中显示了2006年至2010年四季跨度的日平均浓度:工作日(红色)、周末(青色)。从整体趋势看,工作日的一氧化碳(CO)、颗粒物(PM)和一氧化氮(NO)的污染水平都比周末高,分别是周六的1.75倍、周日的2.98倍,周六的1.12倍、周日的1.18倍,周六的1.56倍、周日的1.62倍。 CO是一种永远和车辆排放相关的物质,非常好地体现了车辆对环境的影响。颗粒物(PM)是引起呼吸道疾病,如哮喘的主要原因和污染物。

每周变化

到了一周的末尾,污染物的浓度大幅下降。城市车辆使用的变化模式,显示了一周污染物的变化规律。周日是人们休闲娱乐的日子,道路交通流量较小,污染相对也较小,即使在通常高峰期的污染物的浓度也远远低于工作日的浓度。印度政府部门和私人办公室在周六会工作半天,所以污染水平会略高于周日,但绝对低于平时水平。

24小时均值/年(交通区和非交通区)

ITO处车站位于主要交通路口,全天都是较高的交通流量。图3显示了车辆排放对污染物浓度的影响。图4显示了非交通区的DCE车站(德里工程学院内部)在一年里污染物浓度的日均值。研究发现,ITO处的CO水平高的惊人,而DCE处低于容许极限。臭氧浓度也有不同,交通拥挤区域的臭氧浓度较低。灰尘和污染物气体严重妨碍了太阳辐射(减慢氮氧化物的光氧化)。DCE的臭氧浓度较高,从2006年至2010年的下降趋势清晰可见。以一氧化氮(NO)为代表的NOX、 CO和PM还呈现出季节性变化。

污染水平/年

尽管道路上的车辆在不断增加,但一年里CO和PM的日均水平呈增长趋势,SO2、NO2和O3的日均水平呈下降趋势。这可能与印度出台新规,使用压缩天然气、催化转换器等有关。CO超过了NAAQS的30%,PM2.5为NAAQS的220%。

季节性变化均值

研究中观察到污染物的最大浓度出现在冬季气候干旱时,是由于大气混合层高度降低,对流顶层或逆温层形成的位置,与其他季节相比较低。类似的是,在夏季对流顶层形成的位置较高,污染物扩散量增加,范围较广。以一氧化氮(NO)为代表的NOX和CO、PM一样,都是在东北季风期间浓度更高,在冬季和夏季会逐步下降,在西南季风期间达到最低值。现实中,夏季的污染水平因为扩散量而比冬季更高。阳光与氮氧化合物作用产生臭氧的反应有:NO2 + 阳光 → NO+O;O + O2 → O3。

公众假期(PH)

政府办事处、公营事业公司和其他机构采用的是公共假期方案,根据2006年至2010年公布的假期分析,学者发现,如果早一点对污染物进行统一,在同一周,O3和PM11可以至少减少4%,NO、CO和NO2可以减少14%。因此,学者提出一个想法(图6所示),假期会影响污染。

原文链接:https://www.scirp.org/journal/PaperInformation.aspx?PaperID=53097

注:本文由刘静竹编译,本文版权属于科研出版社,转载请注明出处。