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目前我国大气环境污染问题日益严峻,大范围的持续重污染频繁发生,已严重影响了我们的日常生活。如何运用机电技术改善室内空气环境,减少大气污染对人们日常工作生活的影响,降低其对于身体健康的危害,成为新技术研究和探索中的一个重要课题。下面分别从我国空气污染的现状、主流空气净化技术、空气净化技术的合理应用三个方面展开。
(一)、我国空气污染的现状
1. 概况
在《全球环境竞争力报告》中,中国的空气质量在133个国家中,排名全球倒数第二位,从参与空气质量评价的三项关键指标来看,细颗粒物(pm2.5)、氮氧化物和二氧化硫排放量,中国的位置分别为全球倒数第四、倒数第二和倒数第三。由此可见,我国的大气污染情况已十分严重。
2. 六项指标
根据我国2016年1月1日开始全国正式实施的《环境空气质量标准》(GB3095—2012),参与空气质量评价主要有六项指标,分别为细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和一氧化碳(CO)。
大气中的PM2.5、PM10及粉尘微粒等统称为总悬浮颗粒物,主要来自工业废气、建筑扬尘、机动车排放、物质燃烧等。其中PM2.5对人体健康危害最大,它易渗透到肺组织的深处,可引起支气管炎和肺癌等病变。二氧化硫主要由燃煤排放引起,是酸雨形成的主因。氮氧化物主要由机动车尾气造成,易引发光化学污染。同时,氮氧化物和挥发性有机物排放是形成臭氧污染的罪魁祸首,臭氧污染易发生在夏季,目前已经成为我国仅次于PM2.5和PM10的第三大污染物。
3. AQI
根据相关技术规定(HJ633—2012),采用空气质量指数(AQI),来表征空气质量状况和污染程度。
AQI的确定是根据各项指标的污染程度各自评分,评分值作为空气质量分指数(IAQI),然后选择其中的最大值,确定为AQI,其中,分值最大的指标,确定为首要污染物。
比如SO2浓度为20.5μg/m³,算出来对应的IAQI为29;PM10浓度为150.8μg/m³,对应的IAQI为98;PM2.5浓度为130.7μg/m³,对应的IAQI为189。最终报告的AQI值就是189,而贡献了那个最大值的PM2.5则称为首要污染物。
在我国标准中,AQI在0~50范围内,空气质量级别为一级,空气污染指数在51~100范围内,空气级别为二级,以此类推,指数越大,级别越高,污染越重。AQI的分级可参见下图:
4. 我国与发达国家AQI的比较
目前我国的环境空气质量标准,是根据世界卫生组织(WHO)公布的《空气质量准则》所制定的,我国标准所对应的是WHO的第一阶段限值,是准则中最宽松的浓度限值。而美国、澳大利亚、日本等国家的标准所对应的是WHO的第三阶段限值,其标准较我国标准更加严苛。标准的不同,势必造成空气质量评级结果的不同。比如,当室外PM2.5浓度为15~35ug/m³时,按我国的标准空气质量是优,而按美国标准则是中等,美国标准中PM2.5浓度小于15ug/m³才算达到优秀。
在我国的标准评定下,我国空气污染已十分严重,若以美国标准来评定,情况则更加恶劣。
也从另一方面反映出,我国的现行标准较其他国家还十分宽松,如上文提到,我国现行的空气质量标准是符合WHO准则中的第一阶段标准,结合我国的实际国情,它是合理、允许的。但它确实与美国等国家存在较大的差距,可见我国空气环境的防治之路还十分漫长。
5. 污染分布
空气污染是全国范围共同面对的难题,但每个地区又有不同的特点。
京津冀地区是我国污染情况最为严重的,受机动车排放、冬季采暖燃煤、工业排放等多因素影响,其污染物总排放量居高不下,氮氧化物、二氧化硫、PM2.5、PM10、臭氧污染均十分严重,其中PM2.5污染最为突出,北京2015年的污染天数中,63%的日子首要污染物为PM2.5。
我国东北地区、中部地区,同京津冀情况十分相似,受冬季采暖影响,首要污染物为PM2.5,夏季易发生臭氧污染。
我国西部及内蒙地区,如乌鲁木齐、西宁、银川、呼和浩特等城市受西部风沙大影响,在非采暖季,PM10的污染较其他更为突出。
东部沿海地区、长三角地区、珠三角地区空气质量较好,治理效果突出,出现重度污染及严重污染天数很少,但随着空气能见度提高,夏季臭氧污染问题日益严重,目前已成为部分地区的重点治理方向。如上海2015年污染天数中,31%首要污染物为臭氧。