霧霾是一種大氣污染狀態,霧霾是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述。PM2.5是指直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,相當于頭發絲直徑的1/20。PM2.5是霧霾的重要組成部分,也是北方大多數城市空氣質量考核不達標的主要特征污染物。
PM2.5的來源非常復雜。PM2.5的主要來源有燃煤、工業、機動車、揚塵和生物質燃燒等。排放到大氣中的氮氧化物、硫化物、揮發性有機物、氨氣等在在外光的照射下,發生一些列的化學反應形成復雜的混合物,當這些一次污染物、二次污染物的總量遠超環境承載力的污染排放強度時則形成霧霾。研究顯示,大氣中PM2.5的主要化學組*括:有機物質、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、氯鹽、痕量元素等。從霧霾或者PM2.5的成因來看,有5個必要因素:污染物、光化學反應、環境容量、氣象條件和時間。
大氣染物:主要為二氧化硫(SO2)、氮氧化物NOx、揮發性有機物(VOCs)、氨氣(NH3)、塵土等。
光化學反應:污染物在光照條件下,吸收光能,使該物質處于某個電子的激發態,而引起與周圍的其他物質發生一系列化學反應,形成硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、二次有機顆粒物等。如果是單純的某種污染物排放,如二氧化硫,則帶來的污染可能是酸雨,而非PM2.5。
環境容量:又稱環境負載容量、地球環境承載容量或負荷量,是在人類生存和自然生態系統不致受害的前提下,某一環境所能容納的污染物的*大負荷量。一般的環境系統都具備一定的自凈能力。比如少量的揮發性有機物排入大氣經過一系列物理、化學和生物的作用,污染物濃度逐漸降低,而不會引起惡化。環境容量與區域的氣象條件、地理形勢、生態系統(動植物多樣性)等有直接關系,比如同樣臨海的廣東地區和河北地區,廣東因北部豐富的植被資源其大氣環境的自凈能力遠遠高于河北地區。
氣象條件:對于一個區域而言,正常情況下其污染物排放速率基本保持不變、環境容量也不變,變化比較明顯的則是氣象條件,光照強度、風、雨、溫度、濕度等,這直接關系到什么時候發生霧霾以及霧霾的嚴重程度。特別是大風和降雨能在短時間內迅速降低PM2.5的濃度。這個很好理解,大風能加速PM2.5的擴散和轉移,降雨能將PM2.5沉降至地面,溶于水體和土壤中。
時間:PM2.5主要為光化學反應產生的硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、二次有機顆粒物等的混合物。反應是需要時間,具體需要多長時間,這取決于環境容量、區域污染物濃度增加的速度和氣象條件。