摘要：随着我国工业、建筑业的发展以及燃煤取暖和汽车尾气等因素,大气污染仍然是我国所面临的主要的环境问题之一。对环境工程中大气污染的主要形式以及治理所面临的问题进行了介绍,对目前主要的大气污染处理的手段以及问题和对策进行了探讨。
关键词：环境工程; 大气污染; 遥感监测; 污染溯源;
技术的发展是大气污染治理的主要措施,通过大力发展针对空气污染参数的定量遥感技术,大量研发空气质量监测设备,增加监测点的数量尤其是污染重灾区的监测点的数量,对于大气污染的治理具有重要的意义。
1 大气污染的现状
近年来我国大气污染问题十分突出,在我国的北方地区甚至是南方某些地区雾霾现象十分严重。根据AQI空气质量指数,近几年在我国绝大多数的北方地区和南方地区都出现了PM2.5爆表的现象,空气中弥漫着难闻的气味。雾霾会严重影响人们的身体健康,不少呼吸道疾病都与雾霾有着直接的关系。与此同时雾霾还会对呼吸道形成持久的伤害,成为诱发各自潜在的呼吸道疾病的重要因素。随着国家对环境问题的越来越重视,大量的资金、人力和物力被投入到雾霾治理的过程中,并且取得了初步的成效,大气污染相对于前几年有了不小的改观,但是从目前的大气监测的情况来看,大气污染问题依然存在,尤其是在气象条件缺乏雾霾扩散的有利条件的时候,雾霾现象依然十分严重。
2 大气污染的主要形式及治理面临的问题
根据不少学术机构以及文献的介绍,目前大气雾霾的主要有沙漠中细小的微粒,它们从我国北部沙漠和西部沙漠起沙,然后借助大气运动可以传输数千公里到我国的东部和东北部地区等;此外冬季燃煤取暖向空气所排放的粉尘颗粒,在大气污染中也占有非常重要的地位;此外还有钢铁生产、火力发展等诸多企业向大气中所排放的固体颗粒;随着我国汽车数量的增多,汽车尾气所排放的烟尘颗粒也在大气污染中占据着越来越重要的地位。从上述大气污染物质的主要来源来看,大气污染物质的来源较为复杂,由此所带来的直接问题就是大气污染物质的成分非常的复杂。复杂的大气污染组成以及来源为大气污染的治理带来了非常大的治理困难。由于大气污染物质的化学成分较为复杂,如果采用化学处理的办法来净化空气中的有害物质,那么需要详细的检测大气中所含的各种化学成分,这在技术上似乎是非常难以实现或者是进行综合考虑的。从控制大气污染物质来源的角度是一条切实可行的路径,但是这里面也会涉及到各种各样的行政管理上的问题。比如不少企业为了躲避行政部门的检查通常都是夜里生产借助夜晚的掩盖向大气中偷偷排放污染物质,而这个时间段正是工作人员下班的时间。再比如秸秆燃烧,由于监测范围广大,难以在燃烧的同时及时发现并制止其行为,不少都是在燃烧之后才发现,无法真正的实现对其燃烧行为的控制。
3 大气污染主要的处理技术
3.1 大气污染监测主要监测手段
大气污染主要的监测指标包括PM2.5、PM10、盐酸、二氧化硫、氮氧化物以及汞和某些重金属元素等。目前针对大气污染的监测主要存在两种手段分别为遥感监测与专业仪器检测分析等两种手段。这两种手段各自的优缺点也十分的突出,专业仪器监测精度较高,但是监测范围为点并且监测点的数量相对较小;使用遥感技术手段监测可以实现大面积长时间的连续监测,并能够展现出大气污染的时空动态变化的趋势,并能够结合大气条件给出大气污染未来可能的变化趋势,但是其缺点是监测的精度相对比较低,难以获取每个时空点精确的各种空气污染物质的含量。
3.2 遥感手段监测大气污染参数
遥感技术的发展经历了长期的历程,与此同时积累了大量的能够反演大气污染参数的原始的图像数据比如常用的NOAA卫星影像和MODIS卫星影像,以及相关卫星图像衍生的地表产品比如气溶胶光学指数、气溶胶光学厚度、PM2.5、PM10等关键大气物理,例如TMOS-EP卫星传感器的气溶胶指数、OMI卫星气溶胶指数等。这些卫星图像以及相关的衍生产品的时间分辨率可以达到小时级别,但是其空间分辨率相对较低大约为几十公里,难以进行小尺度的分析以及应用。
3.3 传统仪器手段监测大气污染参数
传统的仪器手段来监测大气污染的参数是较为传统的一种监测的手段,能够实时的提供每个对应的监测点实时准确度相当高的监测数据,比如在每个城市环保部门都设置了数个甚至是几十个上百个的空气质量参数监测点。虽然监测点可以准确获取监测区域内某一点的监测值,但是大气是时刻在流动变化着的,检测区域中的每个点在对应的每个时刻空气质量参数都在实时的变化,并且受到大气运动的影响十分大,且近地面的空气运动十分的复杂,难以进行有效的模拟近地面的大气的运动的形式,因而难以反演大气污染参数的实时的空间变化的规律,常用的数学上的插值没有考虑到地面实际的因素对大气运动可能的影响精度较低且不可靠。
4 大气污染治理手段存在的不足及对策
1)大气污染的来源也就是溯源问题难度较大。
常见的居民燃煤取暖、汽车尾气、工业生产、建筑扬沙、秸秆燃烧、沙尘暴等各种污染来源使得大气污染的成分异常复杂,目前所监测的大气污染指标无法对目前的大气污染的来源进行溯源。比如几乎各种污染来源都会对PM2.5有所贡献,仅凭PM2.5这一个参数难以确定到底是哪一种类型的污染占主要的成分。所以发展多指标的空气质量参数的监测,通过统计学的手段确定每一种污染下的大气污染指标的多元分布,以及多种因素影响下的综合的大气污染指标的多元分布,来对大气污染物质的来源进行统计推断或许是一种可行的方式。
2)大气污染实时监测难度相对较大。
从卫星遥感的技术手段来讲,从遥感手段获取的时空分布的大气污染监测的参数不少情况下只能大致的确定污染发生和起源的区域,由于卫星数据的大气产品的分辨率普遍都在几十公里甚至是更低,通过卫星技术手段只能是确定方圆上百公里内的疑似的区域,而无法对污染源进行精确的定位,难以确定到底是哪家单位排放了污染物质。所以目前针对不同类型企业的污染物质唯一性和具有代表性的研究与反演是非常重要的一种技术手段,同时也要加强在排放密集区的空气质量仪器的安装。
参考文献
[1]李培,王新,柴发合等.我国城市大气污染控制综合管理对策[J].环境与可持续发展,2011,36(5):12.
