PM2.5的治理方法
PM2.5的成因
PM2.5的主要物质
PM2.5是粒径小于2.5μm的空气中的悬浮物。微小的可溶性固体、可溶性气体是形成PM2.5的首要因素。例如SOx(硫的氧化物)、NOx（氮的氧化物）、xCl、xBr、xCO3等物质形成的水的微小液滴，微小液滴和微小颗粒是形成灰霾的主要物质。
成因分析
例如：相对湿度为90%，温度在5℃时，可溶性固体溶入水中降低了水的蒸汽压，微小水滴因为曲率半径变小其蒸汽压又得到提高，形成了微小的溶液液滴与气体的动态平衡。这些微小液滴的粒径从纳米至微米级别，在这个级别上微观效应的化学反应更为突出，形成很多亚
稳态的有毒物质。由于液滴的存在，形成了光的吸收、折射与散射现象，降低了空气的透明度。
汽车等分散式污染是形成灰霾的主要原因，汽车尾汽、轮胎磨损、路面磨损等形成了大量的可溶性固体的大气污染物，特别是硫和氮的污染物。
现代火电厂虽然增加了污染物去除装置，但排除的污染物仍就增加了大气污染的浓度，造成浅碟式污染，少量的外加污染就会造成较严重的污染。
PM2.5的转换关系
TSP<->PM10<->PM2.5：大于PM2.5粒径的悬浮物主要受空气相对湿度的影响，当湿度增加时，污染物表面富含水份，通过相互凝聚成较大颗粒发生沉降；当相对湿度变小时，污染物表面吸附力小，不易凝聚沉降，风力作用下已凝聚的颗料会分解，由于粒径变小更易悬浮造成持续的污染。
PM2.5<->光化烟雾：PM2.5对视觉的影响较大，特别是0.1-1μm（相当于PM1）之间的颗粒是形成灰霾的祸首，在这一级别上，电化学、纳米结构、表面化学等微观现象更为突出，
颗粒物粒径与可见光波长相似，极易形成光的折射、散射、吸收等现象，大幅度降低大气的光感觉。PM2.5的毒性更强，其易侵入人体的肺泡，在呼吸系统上产生堆积，诱发哮喘和肺癌，有毒的可溶物进入血液，诱发多种疾病，例如高血铅疾病。湿度、温度对大气的影响更为突出，湿度下降时，易形成光化学烟雾，湿度上升时形成PM2.5的灰霾天。例如SO2，湿度大时形成亚硫酸的酸雾，湿度较小时形成SO2的气体，湿度适中时与空气中的臭氧、CO形成硫酸和复杂的化合物，由于空气湿度不是处处相同，PM2.5不是一个固定的形态和质量，而是一个动态的过程。（PM2.5的颗粒物富含水分，采用固体测量法得到数据往往偏低）
PM2.5的治理方法
PM2.5主要的污染源是汽车污染，特别是冬季和初春，北方植物的自净化作用几乎为零，很多水面结冰，水域自净化能力也很低，必需采用人工的方法来处理。取暖需要用到大量的煤，经济发展离不开电，因此减少污染源的方式面临较多的问题。 灰霾主要集中于相对湿度较低的天气，特别是冬春季，雨后和潮湿的天气则大幅缓解。对大气增湿成本低、效果好，采用喷淋和喷雾的方法可以水冼空气，治理城市大气污染。
主要的治理方法
采用水喷雾系统，其构造方式如下：
1、布置PM2.5、PM10、TSP监控网，布置风速、温度、湿度等气象监测网（可采用现有监测网）；
2、在广场、小区、天桥、路灯、高层建筑区域架设喷雾设备，喷雾设备可以采用荷电水雾方法。景观区域采用雾粒粒径可调的设备，水雾平均粒径从5μm-50μm可调，粒径越大，耗能越小，粒径20μm以上时采用自来水压力即可实现喷雾。
3、喷雾设备装载GSM、CDMA等无线数据控制设备和GPS等空间定位设备，对喷雾量、粒径、喷雾影响范围等实现控制；
4、建立区域的计算控制系统和数据库系统，通过合理的程序自动控制，编造人工影响模型。
在经济可行的方式下又能高效的去除PM2.5的污染，下表为水喷雾系统与空调、植树种草的经济技术对比分析。
对比性能 | 空调 | 植树种草 | 水喷雾系统 | |
能源消耗 | 吸热1000kWh耗能 | 300kWh | 0 | 1kWh（1度电） |
吸热能效比 | 3.3 | / | 1000 | |
耗水(吨) | 0 | 1.43 | 1.43 | |
空气优化 | 吸尘效率 | 如何治理空气污染限于室内 | 中等 | 高 |
酸性气体吸收 | 无 | 中等 | 高 | |
环境优化气体生成 | 无 | 有 | 低 | |
湿度调节 | 中等 | 中等 | 中等 | |
温度控制 | 高 | 低 | 中等 | |
气味调节 | 中等 | 中等 | 高 | |
景观效应 | 盛期景观 | 差(室外机影响) | 好 | 可控(好) |
衰期景观 | 差(室外机影响) | 差 | 可控(中等) | |
水资源利用 | 雨水利用 | 无 | 中等 | 高 |
中水利用 | 无 | 高 | 中等 | |
增加降雨量 | 无 | 中 | 高 | |
安装性 | 拆清场地 | 无 | 高 | 无 |
组装性 | 好 | 低 | 好 | |
可控性 | 降温 | 高(限于室内) | 中等 | 高 |
湿度 | 高(限于室内) | 中等 | 高 | |
吸尘 | 中等(限于室内) | 中等 | 高 | |
有害气体吸收 | 中等(限于室内) | 中等 | 高 | |
微生物灭活 | 中等(限于室内) | 中等 | 高(增添加剂) | |
气味调节 | 中等(限于室内) | 中等 | 高(增添加剂) | |
景观 | 无 | 中等 | 高 | |
辅助的治理方法
增加分散水域、增加楼顶绿化、增加楼外墙光触媒涂装或装鉓、加强汽车监管、提高汽车尾汽排放标准。
传统治理方法的缺陷
植树种草：灰霾天主要发生在相对湿度较低的冬春季，此时植物的自净化能力很有限；
火电厂污染源控制：燃煤电厂等基本上已安装脱硫除尘装置，若进一步提升排放标准，将大幅度提高火电成本，当成本转嫁时会导致社会成本大幅增加，而且火电厂所占的污染源在城市PM2.5已是很小一部份；
农作物的燃烧处理：控制燃烧农作物会导致政府成本大幅增加且难以控制，为保障农民利益，政府难以制定限制性的条款，即使制定，也难以实施。而对农作物废物（如桔杆）的处理实现补贴也不是长久之计。对于农田，燃烧农作物的好处大于坏处，即使造成污染，其毒性也较低。农业不能大规模集成化生产之前，农作物的废物处理依然是难以解决的问题。例如：政府投入了很多的钱修沼池，但其维护的人工成本高，致使很多人放弃，而采用液化气。
工业排放污染的控制：工业区的外迁和控制工业污染虽然能解决集中的污染，一个区域到另一个区域使得污染更加分散，大气本底污染浓度值更高。技术的改进会控制污染源，但短时间内提升排放标准会使得众多小型企业难以承受，强制推行会导致区域性的经济问题。
汽车污染源的控制：提升排放标准只能逐步的淘汰旧汽车，这使得三至五年内汽车污染源的控制难以实现，而汽车污染已成为城市PM2.5的主要污染源。
经济技术可行性分析
技术可行性分析
按200μg/m3的污染浓度计算，1000km2的离地面500m高的空间内的总污染物是100吨，这相当于处于中度污染的北京市的总污染物，一辆重型汽车即可将这些污染物全部拖走。
10℃ 时饱和湿度的空气中含水约9.4g/m3，即使处于400μg/m3的重度污染中，污染物与水蒸汽的比例不超过万分之二。
水雾除尘安全可靠，技术相对成熟。现有的喷雾和水处理技术较为成熟，这些设备已大量
应用。自动控制设备与计算机设备也属于成熟的技术方案。
发布评论