從形成過程上看，大氣顆粒物可以分為一次顆粒物與二次顆粒物（表1）。

表1：細(xì)顆粒物化學(xué)組成的主要來源

　　一次顆粒物是指從排放源直接排放到大氣環(huán)境中的液態(tài)或固態(tài)顆拉物，包括自然源和人為源，自然源包括土壤揚(yáng)塵（沙塵暴等）、海鹽粒子、火山爆發(fā)產(chǎn)生的火山灰、細(xì)菌、植物排放、森林大火等。

　　人為源指人類生活和生產(chǎn)活動形成的污染源，按污染源的空間分布又可分為點源和面源；按人們的社會活動功能不同，分為工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源、生活污染源；按大氣污染物的分類統(tǒng)計分析，可概括為燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸三個主要方面（前兩類污染源統(tǒng)稱為固定源，交通運(yùn)輸工具則稱為移動源，主要為機(jī)動車，也包括飛機(jī)、輪船、火車、工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械等非道路移動源）。

　　二次顆粒物是指各污染源排出的氣態(tài)污染物，經(jīng)過冷凝或復(fù)雜的大氣化學(xué)反應(yīng)而生成顆粒物。

　　二次細(xì)顆粒物又可分為二次無機(jī)細(xì)顆粒和二次有機(jī)細(xì)顆粒（SOA）。

　　前者主要包括硫酸鹽（SO42-）、硝酸鹽（NO3-）、銨鹽（NH4+）即SNA，是由二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、氨（NH3）等無機(jī)氣態(tài)前體物經(jīng)過復(fù)雜的大氣化學(xué)反應(yīng)過程而形成的；后者含有數(shù)千種有機(jī)化合物，是由揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）轉(zhuǎn)化而來的。

　　與一次顆粒物相比，二次顆粒物粒徑小，在大氣中滯留時間長而傳輸距離遠(yuǎn)，有毒、有害物質(zhì)更為富集，對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量造成的影響范圍更大、持續(xù)時間更長且程度更嚴(yán)重。

空氣污染物的循環(huán)

　　一、煤炭燃燒排放對細(xì)顆粒物污染的貢獻(xiàn)

　　煤炭是我國最主要的一次能源，火電廠、工業(yè)鍋爐及窯爐等均主要以煤炭作為燃料。

　　煤炭在燃燒過程中會直接或間接地向大氣排放細(xì)顆粒物（PM2.5）。

　　燃煤直接排放的顆粒物通常稱為煙塵，與其他燃燒過程排放的顆粒物相比，煙塵中常富集著重金屬（如砷、硒、鉛、鉻、汞等）和氟，以及多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物。

　　與電力行業(yè)相比，燃煤工業(yè)鍋爐、建材和冶金等工業(yè)爐窯配備的除塵設(shè)備效率較低，只能脫除較大粒徑的顆粒物，PM2.5往往都會直排入大氣中。

　　另外，還有大量分散民用燃煤散燒產(chǎn)生的相氣未經(jīng)任何處理，直接向大氣排放。

　　燃煤也是大氣中二氧化硫和氮氧化物等氣態(tài)污染物的最主要來源。

　　其中，燃煤對二次細(xì)顆粒物中硫酸鹽形成的貢獻(xiàn)最大。

　　根據(jù)陸續(xù)完成的城市大氣PM2.5源解析結(jié)果，大多數(shù)城市PM2.5濃度的貢獻(xiàn)仍以燃煤排放為主。

　　散煤燃燒對空氣質(zhì)量的影響

　　散煤燃燒排放對細(xì)顆粒物的貢獻(xiàn)機(jī)理與工業(yè)燃煤情況基本一致，其燃燒過程中會直接排放細(xì)小的顆粒物，受煤質(zhì)的成分影響，這些顆粒物中常富集著重金屬和多環(huán)芳經(jīng)等有害物質(zhì)，既影響空氣質(zhì)量，也對人體健康有一定的損害。

　　此外，煤燃燒過程中還會釋放二氧化硫和氮氧化物等氣態(tài)污染物，這些氣態(tài)污染物在大氣中存在繼續(xù)反應(yīng)轉(zhuǎn)化形成PM2.5的可能。

　　相比工業(yè)燃煤，散煤燃燒具有如下特點：散煤的品質(zhì)總體上不如工業(yè)煤，一般雜質(zhì)更多；散煤燃燒的排放控制遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)燃煤，換句話說，同樣是1千克的散煤和工業(yè)煤，燃燒后的排教污染肯定是散煤更多；散煤燃燒的區(qū)域非常分散，其排放生成的氣態(tài)污染物在大氣環(huán)境中的接觸反應(yīng)更為廣泛。

　　根據(jù)清華大學(xué)等單位的研究，對于京津冀而言，民用部門對冬季PM2.5污染的貢獻(xiàn)接近一半，這些貢獻(xiàn)的來源主要是散煤等團(tuán)體燃料然燒排放的污染物。

　　從這個角度來說，如果我們要減少冬季重污染天氣、或者通過這個來降低全年P(guān)M2.5濃度，就必須更加關(guān)注冬季或者民用散煤污染控制。

散煤燃燒是空氣污染物的主要來源之一

　　二、工業(yè)排放對細(xì)顆粒物污染的貢獻(xiàn)

　　工業(yè)生產(chǎn)工藝過程排放大氣污染物的方式可分為兩類，即：經(jīng)排氣管有組織排放和生產(chǎn)工藝過程中逸散的無組織排放。

　　有組織排放主要指工業(yè)窯爐排放，與單純?nèi)济阂援a(chǎn)生熱水或蒸汽的工業(yè)鍋爐不同，工業(yè)客爐中煤炭與原材料往往混合加熱以達(dá)到使原料加熱、反應(yīng)的目的。

　　窯爐排放的顆粒物中，既有煤炭的貢獻(xiàn)，也有原材料的貢獻(xiàn)。

　　無組織排放主要包括原料或產(chǎn)品運(yùn)輸、破碎等處理過程中的粉塵排放，以及工業(yè)生產(chǎn)工藝中的溶劑揮發(fā)等污染物的逸散。

　　工業(yè)生產(chǎn)過程會直接及間接地向環(huán)境大氣排放細(xì)顆粒物（PM2.5）直接排放源中，貢獻(xiàn)較大的工業(yè)部門主要為冶金、建材、化工，特別是煉焦、鋼鐵、有色金屬、水泥、磚瓦等行業(yè)，排放細(xì)顆粒物的多少與其工藝技術(shù)水平和管理水平密切相關(guān)。

　　工業(yè)還是二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）等氣態(tài)污染物的重要排放源，而這些氣態(tài)污染物是在大氣中反應(yīng)生成二次顆粒物的重要前體物。

工業(yè)污染是細(xì)顆粒物污染的主要貢獻(xiàn)之一

　　三、機(jī)動車等移動源排放對細(xì)顆粒物污染的貢獻(xiàn)

　　機(jī)動車對PM2.5污染的影響前以尾氣管排放為主，也包括道路揚(yáng)塵、 剎車片磨損和燃料蒸發(fā)等形式。

　　機(jī)動車現(xiàn)氣管排放的污染物中，除了一次顆粒物（包括黑炭、有機(jī)組分和硫酸鹽三類主要組分）之外，還有氮氧化物、碳?xì)浠衔锏葰鈶B(tài)污染物，對PM2.5產(chǎn)生綜合性貢獻(xiàn)。

　　首先，機(jī)動車直接排放PM2.5，包括有機(jī)物（OM）和元素碳（EC）等；其次，機(jī)動車排放的氣態(tài)污染物包括揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、氮氧化物（NOx）等是PM2.5中二次有機(jī)物和硝酸鹽的“原材料”，同時也是造成大氣氧化性增強(qiáng)的重要“催化利”。

　　因此，機(jī)動車尾氣管排放對細(xì)顆粒物的貢獻(xiàn)包括一次和二次兩大類， 雖然其尾氣中一次顆粒物濃度不高，但在大中反應(yīng)后產(chǎn)生大量二次顆粒物，成為城市細(xì)顆控污染的重要來源之一。

　　另外，工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、船舶和飛機(jī)等以發(fā)動機(jī)為動力的移動源，與機(jī)動車具有類似的細(xì)顆粒物排放特性，但由于控制水平較低，污染物排放強(qiáng)度更高。

　　根據(jù)第一批（2014-2016年）完成大氣顆粒物源解析工作①的北京市、天津市、上海市、石家莊市、南京市、杭州市、寧波市、廣州市和深圳市等9個城市的結(jié)果：本地排放源中移動源（以道路機(jī)動車為主，包括船舶、工程機(jī)械等非道路移動源）對PM2.5濃度的貢獻(xiàn)大，其中北京、上海、杭州、廣州和深圳等特大型城市的移動源排放是PM2.5污染的首要來源（占比分別達(dá)到31.1%、29.2%、28.0%、21.7%、41.0%），南京、武漢、長沙和寧波的機(jī)動車排放為第二大污染源（占比分別為24.6%、27.0%、24.8%和22.0%），石家莊、濟(jì)南、保定、衡水和滄州的機(jī)動車排放在各類污染源的分擔(dān)率中排第三或第四位（占比分別為15.0%、15.0%、20.3%、13.5%和19.2%），以上城市的源解析結(jié)果為全年平均占比，在北方地區(qū)的冬季采暖季期間，由于采暖造成的污染物排放顯著增加，機(jī)動車排放分擔(dān)率有所下降，但在重污染期間，機(jī)動車排放在本地污染積累過程中的作用顯著。

　?、?014年1月，環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《關(guān)于開展第一階段大氣顆粒物來源解析研究工作的通知》（環(huán)辦（2014）7號），啟動全國各直轄市、省會城市（拉薩除外）和計劃單列市（共35個城市）大氣顆粒物來源解析工作。

　　其中，京津冀、長三角、球三角是大氣污染防治行動計劃中的重點區(qū)域，人口密度較大，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，空氣污染相對較重。

　　其中大部分城市顆粒物來源解析工作起步較早，歷史上曾經(jīng)做過TSP（總懸浮顆粒物）、PM10甚至PM2.5的源解析，積累了一定的工作經(jīng)驗，這3個區(qū)域的9個城市（北京、天津，上海、石家莊、 南京、杭州、寧波、廣州和深圳）成為發(fā)布比階段源解析結(jié)果的第一批城市。

采用柴油機(jī)的農(nóng)用機(jī)械類工具

　　柴油機(jī)是大氣污染的重要未源之一

　　機(jī)動車大多是以汽油和柴油為動力，汽油機(jī)直接排放的顆粒物較少，柴油機(jī)顆粒物排放量多。

　　根據(jù)《2016年中國機(jī)動車環(huán)境管理年報》，我國2015年柴油車保有量2028.7萬輛，占汽車保有量的12.6%，但其NOx和細(xì)顆粒物排放量分別為372.0萬噸、53.6萬噸，分別占汽車排放總量的69%和99%。

　　除柴油車外，農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、船舶、港口機(jī)械、內(nèi)燃機(jī)車等非道路機(jī)械也廣泛使用柴油機(jī)。

　　與道路車用柴油機(jī)相比，我國非道路機(jī)械具有技術(shù)水平低、使用年限長、維護(hù)保養(yǎng)差、燃油消耗高、燃油質(zhì)量差、排放污染大等特點。

　　據(jù)測算，我國非道路機(jī)械保有量與柴油車保有量基本相當(dāng)，其NOx排放量與機(jī)動車排放量接近，但PM排效量是機(jī)動車排放量的1.5倍以上。

　　總之，柴油機(jī)已經(jīng)成為我國大氣污染的重要來源，必須采取有效措施盡快降低柴油機(jī)的環(huán)境污染。

油品質(zhì)量的提升對于空氣環(huán)境治理很重要

　　油品質(zhì)量對機(jī)動車排放的影響

　　油品質(zhì)量與機(jī)動車排放性能密切相關(guān)，燃油中的硫、錳、銅等元素和烯烴、芳烴、醇類等物質(zhì)的含量對排放性能都有重要影響。

　　其中，燃油中的硫在燃燒過程中生成二氧化硫，會導(dǎo)致排氣凈化裝置性能下降、使用壽命縮短、污染物排放上升，二氧化硫也會進(jìn)一步反應(yīng)生成三氧化硫或硫酸，造成顆粒物排放增長。

　　錳元素燃燒產(chǎn)生的二氧化錳覆蓋在凈化催化劑的表面上，會降低凈化裝置性能，使排放污染升高。

　　銅元素可提高燃油中烯烴的氧化速度，能生成大量的膠質(zhì)，在燃油燃燒過程中形成沉積物，使燃燒質(zhì)量下降，污染物排放增加。

　　烯烴含量高的燃油熱穩(wěn)定性差，易在發(fā)動機(jī)內(nèi)產(chǎn)生沉積物，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作異常，使發(fā)動機(jī)排放惡化。

　　芳烴合量較高時不但導(dǎo)致碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮氧化物和顆粒物排放增長，還容易產(chǎn)生硝基多環(huán)芳烴等具有致癌效應(yīng)的污染物，加大機(jī)動車排放危害。

　　乙醇和甲醇等容易造成發(fā)動機(jī)沉積物增長，導(dǎo)致排放加重，且燃燒中產(chǎn)生醛、酮類等高毒性污染物，增加汽車排氣污染的危害性。

　　四、城市面源排放對細(xì)顆粒物污染的影響

　　城市面源除道路揚(yáng)塵、建筑揚(yáng)塵、裸露地?fù)P塵等外，還包括燒烤、中小餐飲店、居民餐飲油煙、燃煤爐灶、露天焚燒（垃圾、樹葉）以及家裝、家具、汽車維修、干洗店等。

　　城市面源排放的污染物復(fù)雜，例如居民小爐灶會排放黑炭、二氧化硫和成百上千種有機(jī)污染物，烹調(diào)和房屋粉刷也會排放多種有機(jī)物。

　　除直接排放顆粒物外，還會排放很多氣態(tài)污染物。

　　城市面源由于數(shù)量多、分布廣、排放高度低、控制措施落后、管理難度大，對細(xì)顆粒物也有重要貢獻(xiàn)。

　　揚(yáng)塵對細(xì)顆粒物污染有多大貢獻(xiàn)

　　揚(yáng)塵是指產(chǎn)生于地表風(fēng)蝕等自然過程，以及道路、農(nóng)田、堆場和建筑工地等人為過程的顆粒物，包括硅、鋁、鈣、鐵等元素的氧化物。

　　一般來說，在土壤裸露情況嚴(yán)重、建筑活動或者工業(yè)生產(chǎn)密集的地區(qū)，大氣中揚(yáng)塵污染會比較嚴(yán)重。

　　在某些特定的氣象條件下，大氣揚(yáng)塵可以被長距離傳輸，甚至跨境傳輸，從而導(dǎo)致大范圍污染。

　　我國北方春季常見的沙塵暴就是一種典型的、經(jīng)過長距離傳輸?shù)膿P(yáng)塵污染。

　　揚(yáng)塵雖然主要由粗顆粒物構(gòu)成，但是對PM2.5也有一定的貢獻(xiàn)。

　　此外，在反復(fù)的沉降、碾壓、再揚(yáng)起過程中，大氣揚(yáng)塵中的租顆粒物也有可能被破碎為細(xì)顆粒物。

　　根據(jù)有關(guān)源解析結(jié)果，在北京市PM2.5的本地污染貢獻(xiàn)中揚(yáng)塵占比超過10%（機(jī)動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、揚(yáng)塵為主要來源，分別占31.1%、22.4%、18.1%和 14.3%，餐飲、汽車修理、畜禽養(yǎng)殖、建筑涂裝等其他排放約占PM2.5的14.1%）。

建筑施工工地的揚(yáng)塵污染

　　燃放煙花爆竹也會產(chǎn)生細(xì)顆粒物污染

　　鞭炮和煙花的化學(xué)成分很復(fù)雜，主要是硝酸鉀、本炭和硫黃。

　　按作用分，鞭炮的成分可分為氧化劑（硝酸鉀、氯酸鉀等）、可燃物（硫磺、木炭粉、紅磷、鎂粉等）、火焰染色制如鋇鹽（火焰呈綠色）、鈉鹽（火焰呈黃色）、銀鹽（火焰呈紅色）等，燃放煙花爆竹對PM2.5濃度的影響非常大。

　　鞭炮和煙花里的火藥被引燃后，這些物質(zhì)便發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等氣體以及PM2.5等污染物，同時產(chǎn)生大量光和熱而引起鞭炮爆炸。

　　紙屑、煙塵及有害氣體伴隨著響聲及火光，四處飛揚(yáng)，使燃放現(xiàn)場硝煙彌漫。

　　北京市環(huán)保局的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2012年北京除夕夜燃放煙花爆竹，部分地區(qū)PM2.5濃度急劇上升，一度達(dá)到驚人的1500微克每立方來以上，造成局部重度污染。

煙花爆竹的燃放會產(chǎn)生細(xì)顆粒物

　　餐飲是怎體部響空氣質(zhì)量的

　　餐飲油煙中包含的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）較多，科學(xué)研究已經(jīng)證實，這些有機(jī)化合物能夠在大氣中進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化，形成PM2.5中的有機(jī)部分，這在學(xué)術(shù)上被稱為VOCs的二次有機(jī)氣溶膠生成潛勢。

　　雖然具體的轉(zhuǎn)化過程還有待進(jìn)一步深入研究，但餐飲油煙對細(xì)顆粒物的生成有一定貢獻(xiàn)已是不爭的事實，而且餐飲油煙（包括燒烤）如同散煤燃燒一樣分布廣泛且牽涉千家萬戶，其排放控制相應(yīng)也比較困難。

　　目前減少餐飲油煙排放的工作重點應(yīng)是加強(qiáng)油煙凈化系統(tǒng)等排放控制的管理。

餐廳油煙

　　五、秸稈焚燒對細(xì)顆粒物污染的影響

　　生物質(zhì)燃燒源是指各種農(nóng)作物和植物燃燒產(chǎn)生的污染物排放源，主要包括農(nóng)田秸稈焚燒、森林大火、草原大火。

　　農(nóng)田秸稈②焚燒是我國PM2.5污染的重要來源之一。

　　②秸桿是指玉米、谷子、小麥、稻子等農(nóng)作物收割完之后留在田地里的秸稈中含有氮、磷、鉀、碳、氫、硫等多種元素，這些元素在焚燒時能夠釋放出大量的二氧化硫、氮氧化物、細(xì)顆粒物等污染物，造成嚴(yán)重的大氣污染。

　　尤其是剛收割的秸稈尚未干透，經(jīng)不完全燃燒產(chǎn)生的污染物量更多。

　　此外，秸稈焚燒形成大量的煙霧，導(dǎo)致能見度大大降低，嚴(yán)重干擾正常的交通運(yùn)輸，容易引發(fā)交通事故，還會影響飛機(jī)的正常起飛和降落。

秸稈燃燒

　　類似于農(nóng)田秸稈燃燒，在城市地區(qū)，焚燒植物落葉也是導(dǎo)致局部大氣污染的原因之一。

　　通過檢測生物質(zhì)燃燒示蹤元素（鉀離子和氯離子）發(fā)現(xiàn)，2014年10月8日到11日北京經(jīng)歷的空氣重污染事件與生物質(zhì)燃燒有很大關(guān)系。

　　通過衛(wèi)星遙感監(jiān)測，10月5日到11日在山東和河南有大量的火點，10月8日到11日北京空氣中的鉀離子和氯離子含量和空氣中細(xì)顆粒物的躍升完全一致。

　　有研究通過衛(wèi)星遙感影像分析，直觀地展示了污染物區(qū)域性傳輸過程。

　　期間，整個華北中高空都出現(xiàn)了南風(fēng)。

　　從10月6日衛(wèi)星遙感影像照片看，只有山東和河南出現(xiàn)了灰色的區(qū)域，華北整個地區(qū)都還是比較干凈的；10月7日整個河北地區(qū)都已經(jīng)籠罩在灰色之下，10月8日污染物體就越過了燕山山脈到達(dá)承德地區(qū)，污染物開始在燕山和太行山下堆積；到了10月9日就可以看到大片濃的污染團(tuán)就集中在太行山東麓這條線上了。

　　六、氣態(tài)污染物在大氣中轉(zhuǎn)化生成的細(xì)顆粒物對重污染天氣具有重要貢獻(xiàn)

　　氣態(tài)污染物在大氣中轉(zhuǎn)化生成二次顆粒物，正是靜穩(wěn)天氣時形成灰霾的主要貢獻(xiàn)者之一， 是空氣治理的最大難點。

　　以北京為例，源解析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，北京市PM2.5成分和來源的突出特點之一是PM2.5中的有機(jī)物、硝酸鹽、硫酸鹽和銨鹽主要由氣態(tài)污染物二次轉(zhuǎn)化生成，累計占PM2.5的70%，是重污染情況下PM2.5濃度升高的主導(dǎo)因素。

　　PM2.5中含量最豐的三種無機(jī)離子SO42-、NO3-、 NH4+及含量最高的有機(jī)酸C2O42-大部分來源于氣態(tài)污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化，其濃度與相應(yīng)的氣態(tài)前體物SO2、NOx、NH3的濃度及其在大氣中生產(chǎn)粒子的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，并受溫度和濕度等因素的影響。

　　二次顆粒物的形成機(jī)理十分復(fù)雜，目前尚不完全清楚，但總體來看，在過去的幾十年間，研究者在氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化二次顆粒物的過程認(rèn)識方面取得了許多進(jìn)展，認(rèn)為這種過程主要是通過物理過程和化學(xué)過程完成的，其中化學(xué)反應(yīng)是推動力。

　　氣體為大氣中的化學(xué)反應(yīng)提供了分子物質(zhì)或自由基，它們在互相碰撞中結(jié)成分子團(tuán)（均相成核，即某物質(zhì)的基汽在氣體中達(dá)到一定過絕和度時，由蒸汽分子凝結(jié)成分子團(tuán)的過程）。

　　如果大氣中已存在大小適宜的顆粒物，則氣體分子或自由基就優(yōu)先在顆粒物的表面上成核（非均相成核）。

　　SO2既可通過氣相也可通過液相的氧化反應(yīng)生成硫酸鹽。

　　大氣中硝酸鹽的一次排放很少，主要是通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，目前對硝酸鹽的研究遠(yuǎn)不及對硫酸鹽研究深入，主要是因為硝酸銨易熱解為氨氣和氣態(tài)硝酸，導(dǎo)致大氣顆粒物中的硝酸鹽形成對溫度和濕度等影響因素更為敏感。

　　氨（NH3）對于PM2.5的貢獻(xiàn)，在科學(xué)界較早就被認(rèn)識，是教科書中的內(nèi)容，NH3是大氣中主要的堿性氣體，氣態(tài)氨與大氣化學(xué)過程產(chǎn)生的二次污染物硫酸和硝酸結(jié)合成鹽，形成硫酸銨和硝酸銨，是大氣顆粒物細(xì)粒子的極為重要的組成部分，也是城市大氣二次污染的標(biāo)志物。

　　從全國平均水平來看，在輕污染天氣中，硫酸銨、硝酸銨的質(zhì)量濃度總和大約占PM2.5的20%以下，但在重污染天氣里，則急劇升至40%以上，大氣中的氨對顆粒物的形成和增長起著極其重要的作用，可以說是灰霾污染生成的促進(jìn)劑。

顆粒物可由氣態(tài)污染物在大氣中經(jīng)復(fù)雜的反應(yīng)生成

　　可在大氣中轉(zhuǎn)化生成PM2.5的氣態(tài)污染物主要有哪些？

　　SO2，NOx、NH3、VOCs是在大氣中能夠通過一步或多步的化學(xué)反應(yīng)最終生成二次顆粒物的主要氣態(tài)物質(zhì)。

　　例如， 大氣中的SO2分子經(jīng)過多步化學(xué)反應(yīng)能生成氣態(tài)的硫酸分子（H2SO4），并和空氣中的NH3反應(yīng)生成顆粒態(tài)的硫酸銨[（NH4）2SO4）]，我們就可以稱硫酸銨是二次顆粒物組分，而SO2和NH3都是二次顆粒物硫酸銨的前體物。

　　與此相似，NOx在大氣中會被氧化成氣態(tài)硝酸（HNO3），并與NH3反應(yīng)生成二次顆粒物硝酸銨（NH4NO3）， NHx也是形成硝酸銨的前體物。

　　氣態(tài)的二次顆粒物前體物還包括部分VOCs，如苯、甲苯、乙二醛、異戊二烯等氣態(tài)有機(jī)物質(zhì)。

　　它們會通過氧化、聚合成揮發(fā)性物質(zhì)，通過凝結(jié)等方式形成二次有機(jī)顆粒物。

　　通常情況下，這些二次顆粒物的前體物都是通過一次排放（如工業(yè)生產(chǎn)、汽車排效、煤燃燒過程等）進(jìn)入大氣中的。

　　當(dāng)然，不是所有的一次排放的氣態(tài)污染物都是二次顆粒物的前體物，最典型的如一氧化碳，其在大氣中的化學(xué)反應(yīng)最終的生成物是二氧化碳，不會生成顆粒態(tài)物質(zhì)。

VOCs在空氣轉(zhuǎn)化成PM2.5污染物的過程

　　揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）是大氣細(xì)顆粒物的重要前體物

　　VOCs（Volatile Organic Compounds，揮發(fā)性有機(jī)化合物）。

　　通常是指熔點低于室溫、沸點在50~260℃的揮發(fā)性有機(jī)物。

　　美國則將任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物統(tǒng)稱為VOCs。

　　VOCs種類繁多，是大氣中重要的化學(xué)物質(zhì)，大氣光化學(xué)反應(yīng)的重要“燃料”。

　　其與氮氧化物的反應(yīng)是造成大氣中臭氧等污染弱濃度增加，以及向二次有機(jī)顆粒物轉(zhuǎn)化最終形成細(xì)顆粒物的重要原因。

　　VOCs轉(zhuǎn)化及其對二次氣溶膠生成的貢獻(xiàn)是認(rèn)識大氣PM2.5濃度、化學(xué)組成和變化規(guī)律的核心科學(xué)問題。

　　VOCs是我國城市群大氣中PM2.5和O3形成的關(guān)鍵前體物，VOCs轉(zhuǎn)化生成的二次有機(jī)氣溶膠（SOA）在細(xì)顆粒有機(jī)物質(zhì)量濃度中占大約20%-50%。

　　雖然對于二次有機(jī)氣溶膠的前體物還沒有確切的結(jié)論，但普遍認(rèn)為高碳的VOCs對氣溶膠的生成作用較大，甲苯等芳香烴類化合物是生成二次氣溶股的主要物種。

　　值得注意的是，大氣中重污染的發(fā)生往往體隨著空氣中PM2.5中有機(jī)組分的大幅度增加，2010年國務(wù)院轉(zhuǎn)發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》中，將VOCs列為重點防控的大氣污染物。

　　VOCs的來源廣泛，主要包括生物圈的自然排放源和人類活動的人為排放源。

　　全球范圍內(nèi)自然源排放量為人為源排放量的10倍左右，但在城市等人類活動地區(qū)，人為源的影響較大。

　　工業(yè)生產(chǎn)、交通送輸、溶劑涂料使用，石油產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用，乃至日常生活都會排放出各種VOCs。

　　尋常百姓生活中同樣可克VOCs蹤跡，家庭裝修、餐飲油煙等都會排放大量VOCs。

　　工業(yè)VOCs涉及眾多行業(yè)領(lǐng)域，且各行業(yè)排效的VOCs種類繁多、成分復(fù)雜，并隨著原料和生產(chǎn)工藝的不同，排致的VOCs種類、性質(zhì)、濃度也不同。

　　排放VOCs的行業(yè)主要包括：包裝印刷、石油化工、生物質(zhì)燃料燃燒、油品及溶劑儲運(yùn)（含加油站）、建筑裝修、高分子合成、家具制造、電子制造，汽車制造、機(jī)械加工、印染、合成革與人造革、制鞋、制藥及精細(xì)化工等行業(yè)。

　　據(jù)測算，每年全國工業(yè)VOCs排放總量大于2200萬噸。

VOCs的治理對于PM2.5污染的防治非常關(guān)鍵

　　七、城市細(xì)顆粒物污染的主要來源包括機(jī)動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)和揚(yáng)塵等

　　2014-2016年，由環(huán)境保護(hù)部組織，北京天津、石家莊、上海、南京、杭州、寧波、廣州、深圳等9個城市完成并公布了本市PM2.5的來源解析結(jié)果。

　　對全部9個城市面言，污染主要由本地排放主導(dǎo)，機(jī)動車、燃煤、正業(yè)生產(chǎn)和揚(yáng)塵是這些城市中PM2.5的主要來源。

　　其中，北京，上海、杭州、廣州、深圳的PM2.5排在首位的是機(jī)動車，石家莊和南京的PM2.5排在首位的是燃煤，天津、寧波的首要污染源分別是揚(yáng)塵和工業(yè)生產(chǎn)。

　　大氣PM2.5的來源貢獻(xiàn)具有較大的地區(qū)差異。

　　在北京、天津、石家莊、上海，南京5個城市的木地排放中，重要污染源都是機(jī)動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)和揚(yáng)塵，但上述污染源貢獻(xiàn)的重要性排名在5個城市中各不相同。

　　機(jī)動車（23%）和燃煤（16%）對北京PM2.5的貢獻(xiàn)最大，揚(yáng)塵（22%）和燃煤（20%）對天津PM2.5的貢獻(xiàn)最大，燃煤（31%）和揚(yáng)塵（17%）對石家莊PM2.5的貢獻(xiàn)最大，機(jī)動車（22%）和工業(yè)生產(chǎn)（21%）對上海PM2.5的貢獻(xiàn)最大，而對南京PM2.5貢獻(xiàn)最大的兩個污染源是燃煤（24%）和工業(yè)生產(chǎn)（21%）。

　　有研究采用CAMx-PAST模型系統(tǒng)進(jìn)步解析了機(jī)動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)更精細(xì)的行業(yè)部門貢獻(xiàn)。

　　以北京、天津、石家莊為例，通過源追蹤模型將三個城市的機(jī)動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)等三個大類源進(jìn)一步解析。

　　機(jī)動車導(dǎo)致的PM2.5，可進(jìn)一步分為柴油車、汽油車、油氣儲運(yùn)和非道路機(jī)動車。

　　其中，北京以柴油車（37%）和油氣儲運(yùn)（27%）為主，而天津和石家莊均以柴油車和非道路機(jī)車為主。

　　較高的黑碳和有機(jī)碳顆粒排放是柴油車貢獻(xiàn)較大的主要原因。

　　燃煤主要包括工業(yè)燃煤、民用燃煤和電力燃煤，北京的民用燃煤（ 47%）和工業(yè)燃煤（43%）的比例相當(dāng)，而天津和石家莊的燃煤PM2.5均由工業(yè)燃煤主導(dǎo)。

　　對工業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致的PM2.5，三個城市的情況差別較大，在北京建材行業(yè)（56%）是主要貢獻(xiàn)者，其他則主要來自石化相關(guān)行業(yè)，而天津的石化行業(yè)占比約50%，石家莊的工業(yè)貢獻(xiàn)則以鋼鐵（42%）為主。

城市污染物的主要來源

本文節(jié)選于《大氣細(xì)顆粒物污染》，由中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會編著。