為什么今天的PM2.5濃度比往常高這么多？為什么早上看起來霧蒙蒙的，到了中午空氣又變好了呢？為什么冬天會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的霧霾天氣，而夏天卻天朗氣清呢？想知道是哪些因素影響了PM2.5的濃度嗎，或許可以從這篇文章中找到答案。
PM2.5主要的來源來自人類的生產(chǎn)和生活。從目前各省公布的污染源結(jié)果來看，燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣、工業(yè)污染、揚(yáng)塵是PM2.5的主要來源。除此之外，秸稈和垃圾燃燒、餐飲油煙、畜禽養(yǎng)殖、建筑涂裝及海鹽粒子等其它排放對(duì)PM2.5也有一定貢獻(xiàn)。除污染源外，氣象、地形條件等也會(huì)對(duì)城市空氣質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。
一、污染源排放
PM2.5的排放分為一次污染源和二次污染源。一次污染源主要是由石化燃料（石油、煤炭等）、生物質(zhì)燃料（秸稈、木材）的燃燒、揚(yáng)塵等直接產(chǎn)生的PM2.5顆粒。二次污染源主要是由化石、生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、氮氧化合物、二氧化硫、碳?xì)溆袡C(jī)物、硝酸鹽等通過化學(xué)反應(yīng)與大氣中的微粒結(jié)合而產(chǎn)生的PM2.5顆粒。
對(duì)于某一區(qū)域來說，其污染源分布一般比較固定，污染物排放也是相對(duì)固定的，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)特別明顯的變化。但隨著季節(jié)的更替、人類生產(chǎn)生活的變化，部分污染源對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)量也會(huì)出現(xiàn)不同程度的浮動(dòng)。
1、采暖期燃煤取暖
冬季，本地污染物排放濃度高、強(qiáng)度大，尤其是北方地區(qū)氣溫偏低，多采用煤炭取暖，燃煤量顯著升高，排放的煤煙粉塵及氮氧化物、硫氧化物等在逆溫層天氣下蓄積不散，并通過大氣反應(yīng)形成大量顆粒物。這也是冬季PM2.5濃度居高不下的重要原因之一。
2、機(jī)動(dòng)車尾氣排放增加
相比夏季，冬季由于氣溫降低，使得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的氣體壓力與溫度不高，混合氣體的燃燒速度減慢，或是遇到堵車發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，燃料燃燒不充分，機(jī)動(dòng)車尾氣排放增加，從而導(dǎo)致PM2.5及其前體物（二氧化硫、氮氧化物、VOCs等）的排放量增加。每天上下班的高峰期也是一天中PM2.5濃度*高的時(shí)段。
3、沙塵暴
春季北方PM2.5濃度中也有沙塵暴的一份“貢獻(xiàn)”。雖然沙塵暴的主要組成部分是PM10顆粒物，但其中也夾雜著一部分的PM2.5，同時(shí)強(qiáng)風(fēng)把地面大量沙塵物質(zhì)吹起并卷入空中，與空氣中的二氧化硫、氮氧化物等氣體結(jié)合，會(huì)加速二次顆粒物PM2.5的形成。
4、秸稈燃燒
華北、東北春秋季節(jié)，西南、長江中下游地區(qū)夏秋季節(jié)，正是農(nóng)作物收獲時(shí)期，此時(shí)焚燒秸稈就成為污染各地空氣質(zhì)量的*大威脅。秸稈焚燒時(shí)，大氣中二氧化硫、二氧化氮和PM2.5指數(shù)將達(dá)到高峰值，其中二氧化硫的濃度比平時(shí)高出1倍，二氧化氮、PM2.5的濃度比平時(shí)高出3倍。這些有害顆粒物極易下沉，加上當(dāng)?shù)氐孛鏉穸却螅浞郑鲁恋降孛嫘纬闪遂F霾。
秸稈焚燒并非空氣污染的主要來源，從全國而言，其產(chǎn)生的PM2.5不到PM2.5總量的5%。但由于秸稈是在1、2天時(shí)間內(nèi)集中焚燒，在污染*重的一天，秸稈焚燒產(chǎn)生的PM2.5可能占當(dāng)天空氣中PM2.5量的30%、40%。
5、餐飲油煙
餐飲油煙雖不是PM2.5的主要來源，但對(duì)PM2.5肯定是有貢獻(xiàn)的，只是占比相對(duì)較小。中國人習(xí)慣在烹飪過程中采用炸、炒、煎、烤等工藝，很容易制造大量的油煙氣溶膠。甚至在中國很多地區(qū)，還在保持用煤炭和柴火燒飯的傳統(tǒng)，由此產(chǎn)生的污染排放恐怕的確是空氣污染中不可小覷的因素。
餐飲油煙對(duì)空氣污染的影響在夏季比較明顯。此前北京市環(huán)保局統(tǒng)計(jì)表明，在夏季北京城區(qū)PM2.5污染源中，烹飪?cè)茨苷嫉?5%至20%左右。吃燒烤似乎已成為市民夏夜生活的一部分，然而，露天燒烤由于缺乏規(guī)范化的管理和排煙設(shè)備不夠正規(guī)，燃料多為木炭，在烹飪時(shí)會(huì)釋放大量的一氧化碳、二氧化碳和油霧，與空氣中的塵埃結(jié)合，形成PM2.5顆粒物。
二、氣象條件
在污染源相對(duì)穩(wěn)定的情況下，城市的空氣污染在很大的程度上也會(huì)受到當(dāng)?shù)貧庀蠛偷匦螚l件的影響,不同氣象及地形對(duì)于區(qū)域環(huán)境的影響是顯而易見的。
1.、逆溫
論氣象條件對(duì)PM2.5濃度變化的影響，逆溫起到關(guān)鍵作用，這點(diǎn)在秋冬季尤為明顯。什么是逆溫？通常情況下，氣溫隨著海拔升高而降低，下層空氣較熱，上層空氣較冷，冷空氣重會(huì)下沉，熱空氣輕會(huì)上浮，就形成了對(duì)流。但在某些時(shí)候，比如秋冬季夜間，因?yàn)榈孛鏈囟燃眲〗档停瑢?dǎo)致貼近地面的下層大氣溫度很低，上層空氣降溫沒那么快，反而溫度比下層高，發(fā)生“氣溫的逆轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。這種下冷上熱的逆溫層結(jié)一旦形成，空氣無法上下對(duì)流，污染物就很難擴(kuò)散。
冬季地面對(duì)于大氣是冷源，尤其是夜間輻射降溫明顯，近地面的大氣溫度比上層大氣溫度低，造成大氣層結(jié)穩(wěn)定，空氣無法上下對(duì)流，這也是為什么逆溫一般出現(xiàn)在夜間和早晨的原因。逆溫層的形成使得污染物就很難擴(kuò)散，并且不斷積累，導(dǎo)致一次排放和二次轉(zhuǎn)化成的PM2.5在近地面大氣中逐漸累積，加重霧霾現(xiàn)象。而夏季則相反，地面對(duì)于大氣是熱源，大氣垂直運(yùn)動(dòng)活躍，加上氣旋（溫帶氣旋&熱帶氣旋）活動(dòng)頻繁，就不易出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。
2、降水
降水對(duì)顆粒物有很顯著的清除作用，是短時(shí)間內(nèi)降低PM2.5濃度的有效方法之一。但也不是說一下雨空氣質(zhì)量就會(huì)變好，這里還要考慮到降水量、降水持續(xù)時(shí)間等。
以夏冬季的天氣狀況為例，對(duì)比這兩個(gè)季節(jié)，我們可以明顯感受到，夏季的霧霾天數(shù)相比冬季要少得多，因?yàn)榻邓鸬椒浅Ｖ匾淖饔谩?/span>
夏季氣旋（溫帶氣旋&熱帶氣旋）活動(dòng)頻繁，水汽輸送好，利于產(chǎn)生降水，降水頻繁且降雨量大，使得一部分顆粒物被沖刷到地面，另外部分還可以作為云凝結(jié)核和雨滴凝結(jié)核，有利于PM2.5的擴(kuò)散和清除，因而一年中夏季的PM2.5濃度*低。
而與夏季的暴雨相比，秋冬季氣團(tuán)干燥，不利于形成降水，降雨量少且持續(xù)時(shí)間較短，風(fēng)速和風(fēng)力較小，對(duì)空氣中污染物的沖刷效果不明顯，只能起到增加空氣濕度的作用。潮濕的空氣會(huì)給懸浮的污染物“穿上”一層“水衣”，更易造成污染物累積。此外，剛下雨雪或下小雨、小雪時(shí)，空氣質(zhì)量并不能立刻改善；無風(fēng)無雨雪的降溫天氣，也會(huì)因冷空氣帶來的顆粒物，導(dǎo)致污染更嚴(yán)重。
3.、風(fēng)力
風(fēng)速的大小決定了對(duì)污染物沖淡稀釋作用的大小。一般情況下隨著風(fēng)速的增大，單位時(shí)問內(nèi)從污染源排放出來的污染物被很快地拉長，這時(shí)混入的大氣量越多，污染物濃度越小，因此在其他條件不變的情況下，污染物濃度與風(fēng)速成反比。
風(fēng)速小，污染物不易擴(kuò)散；但是風(fēng)速過大，地面起塵也會(huì)使污染變得較嚴(yán)重。只有在相對(duì)適宜的風(fēng)速范圍內(nèi)，污染物才能很好地得以擴(kuò)散，近地面空氣質(zhì)量達(dá)到*好。
根據(jù)陳曖等的《北京市區(qū)大氣氣溶膠PM2.5污染特征及顆粒物溯源與追蹤分析》研究發(fā)現(xiàn)：在非沙塵期間，PM2.5質(zhì)量濃度隨風(fēng)速的增大而降低，這是因?yàn)轱L(fēng)速越大，大氣湍流強(qiáng)度越大，對(duì)污染物擴(kuò)散稀釋的能力越強(qiáng)，導(dǎo)致PM2.5質(zhì)量濃度下降。但是在沙塵天氣下，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到15km/h以上時(shí)，PM2.5質(zhì)量濃度隨風(fēng)速的增大而升高，因?yàn)榇藭r(shí)沙塵顆粒物較多，地面起塵會(huì)加速PM2.5顆粒的形成。
據(jù)此可以推斷出：速度大于15km/h的風(fēng)可能卷起更多沉積于城市地表的顆粒物，甚至有可能因高風(fēng)速使得顆粒物相互碰撞加劇，裂變?yōu)榧?xì)一級(jí)的粒子，使得PM2.5質(zhì)量濃度增大，此時(shí)風(fēng)速與細(xì)粒子質(zhì)量濃度表現(xiàn)出正相關(guān)。總的來說，風(fēng)速低于某一限值如15km/h，PM2.5的濃度隨風(fēng)速的增大而減小，反之濃度則上升。
“封閉式地形”
三、地形條件
除氣象條件外，地形條件也是影響PM2.5濃度的一個(gè)不可制約因素。像北京、杭州等城市，三面環(huán)山，地形呈典型“簸箕狀”，容易形成靜風(fēng)逆溫等不利氣象條件，大氣污染物擴(kuò)散條件差，特別是秋冬季節(jié)易出現(xiàn)連續(xù)靜穩(wěn)大霧天氣，進(jìn)而引發(fā)中、重度污染。
以北京為例，北京中間沒有大河流穿越，也沒有大片草地，地勢(shì)北高南低，三面環(huán)山。北京南邊的河北天津這兩個(gè)地方的污染排放量非常大，占據(jù)了全國排名的前幾名，這些污染物會(huì)通過南風(fēng)飄散到北京。除此之外，北京南邊還有兩個(gè)重要的傳輸通道，一條在西南，一條在東南。北京周邊工廠排放的物質(zhì)從這兩條通道進(jìn)京后，如果有南風(fēng)，污染物就會(huì)加速進(jìn)入北京，然后被三面環(huán)山的地形困住，形成無法消散的污染，如果沒有北方過來的冷空氣，就會(huì)造成長時(shí)間的空氣污染。
如何判斷當(dāng)天PM2.5濃度高的原因
平時(shí)空氣質(zhì)量都比較好，突然有一天出現(xiàn)比較嚴(yán)重的霧霾天氣（不是連續(xù)的），你可能會(huì)疑惑到底是什么原因?qū)е碌模藭r(shí)就可以根據(jù)以上條件進(jìn)行判斷：
首先可以排除一些固定的污染源，如燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣、烹飪油煙、地形條件，因?yàn)槭苓@些因素影響，霧霾天氣一般都是持續(xù)性的；然后再看看當(dāng)天有沒有沙塵暴或是附近地區(qū)有
秸稈燃燒現(xiàn)象；如果以上污染源條件都不存在的，那就可以從氣象狀況進(jìn)行判斷：
①近期的溫差是不是比較大，氣溫條件是否會(huì)導(dǎo)致逆溫；
②當(dāng)天有無降水，如果有降水，是不是風(fēng)力和降水量都很小，雨下一會(huì)就停了；
③如果沒有降水，悶熱濕度大，又沒有風(fēng)的條件下也可能導(dǎo)致霧霾天氣。
如果仔細(xì)觀察每天的PM2.5數(shù)值變化，會(huì)發(fā)現(xiàn)，除了特殊天氣情況外，一般早晚兩個(gè)時(shí)段的PM2.5濃度比較高，午后*低，在冬季尤為明顯。這主要受兩個(gè)條件影響，汽車尾氣排放和逆溫。通常而言，每天上午的8時(shí)到10時(shí)，下午的6時(shí)到晚上8時(shí)，這正是每天上下班的高峰期，汽車尾氣排放量大，同時(shí)這兩個(gè)時(shí)段也正是太陽升起/降落的時(shí)候，近地面的大氣溫度比上層大氣溫度低，容易出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。下午出現(xiàn)濃度低值是因?yàn)楣庹諒?qiáng)，上下大氣層溫差大，容易形成對(duì)流，有利于污染物向高空擴(kuò)散。
