《大气颗粒物污染与控制》复习题答案版

复习题（答案版）

1、大气颗粒物PM10、PM2.5、PM1.0和PM0.1的粒度范围如何？它们分别可通过呼吸进入人体呼吸系统的哪些部位或器官？若在大气中漂浮，这些颗粒物的漂浮时间和漂浮距离分别在什么范围？

答：（1）PM10：粒径范围在10μm或以下的细悬浮微粒。

PM2.5：粒径范围在2.5μm或以下的细悬浮微粒。

PM1.0粒径范围在1.0μm或以下的细悬浮微粒。

PM0.1粒径范围在0.1μm或以下的细悬浮微粒。

（2）10微米以上鼻腔

2.5~10微米咽喉、气管

0.1~2.5微米气管支气管

0.1微米以下肺泡、血管

（3）PM10 局地和区域范围

PM2.5区域和大陆范围

PM1.0全球范围

PM0.1全球范围

二、大气颗粒物的2种来源分别有什么特点？请举例说明。

答：1、根据作用的主体不同，分为自然源和人为源。

人为源：人为生产过程中产生的粉尘、沙尘，随风进入大气中；

机械破碎、研磨、爆破、矿山开采……

林木和农业废弃物不完全燃烧产生的烟尘；

大都市城区由光化学反应形成的烟雾。

自然源：由自然作用引起的颗粒物污染源。

随海浪飞沫产生的海盐颗粒；

大风扬起的地面沙尘。

2、自然源的特点：

(1)大尺度、大范围的面源；

(2)分布较均匀，可在较长时间内近似认为不变；

(3)随季节和地理位置变化。

人为源的特点：

(1)排放总量较自然源少，但排放量在逐渐增加，且影响越来越严重；

(2)分布区域集中（点源）——如人口密集的工业区或城市；

在特定地区排放量可超过自然源

三、大气颗粒物根据粒径、状态及来源划分，可分为哪8种？并请简单描述其特性。

答：按粒径、状态及来源划分（8种）

1、粉尘（微尘、Dust）

颗粒直径：1~100μm，固体。

机械粉碎的固体微粒，风吹扬尘，风沙。

2、烟(烟气，Fume)

颗粒直径：0.01~ 1μm ，固体。

生成、现象：由升华、蒸馏、熔融及化学反应等产生的蒸气凝结而成的固体颗粒。

如熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐等。

3、灰（Ash）

颗粒直径：1 ~200 μm；物态：固体；

生成、现象：燃烧过程中产生的不燃性微粒，如煤、木材燃烧时产生的硅酸盐颗粒，粉煤燃烧时产生的飞灰等。

4、雾（Fog）

颗粒直径：2~ 200 μm ；物态：液体；

生成、现象：水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶，水平视程小于1km。

5、霭[ǎi] （Mist）

颗粒直径：大于10 μm ；物态：液体；

生成、现象：与雾相似，气象上规定称轻雾，水平视程在1~2km之内，使大气呈灰色。6、霾[mái] （Haze）

颗粒直径0.1 μm左右，固体。

生成、现象：干的尘或盐粒悬浮于大气中形成，使大气混浊呈浅蓝色或微黄色。水平视程小于2km。

7、烟尘(熏烟，Smoke)

包含0.01~5 μm的固体或液体。

一般为含碳物质，如煤燃烧时产生的固体碳粒、水、焦油状物质及不完全燃烧的灰分所形成的混合物。如果煤烟中失去了液态颗粒，即成为烟炭。

8、烟雾（Smog）

0.001~2 μm的固体。

现泛指各种妨碍视程(能见度低于2km)的大气污染现象。光化学烟雾产生的颗粒物，粒径常小于0.5 μm使大气呈淡褐色。

四、大气颗粒物可通过哪2类方式汇集到地表来？它们各自的特性如何？

答：大气颗粒物可通过干沉降和湿沉降的方式汇集到地表。

1、干沉降：干沉降是指颗粒物通过重力作用或与其它物体碰撞后发生沉降。

沉降机制1：一种通过重力对颗粒物的作用。沉降的速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞系数等有关。粒子的沉降速度可应用斯托克斯定律求出：v=(ρ-ρ0)g d2/ 1.8ηh

其中，v表示沉降速度；g为重力加速度；d为粒子直径；ρ和ρ0分别为颗粒及空气的密度；η空气的粘度，以泊(Pa·s)表示。而且粒径和密度愈大，则沉降速率也愈大

沉降机制2：另一种是粒径小于0.lμm的颗粒，靠布朗运动扩散、互相碰撞而凝集成较大的颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞而消除。

干沉降对粒径小于1μm的颗粒物去除效率较高。

2、湿沉降：指降雨、下雪使颗粒物消除的过程。存在雨除和冲刷两种机制；对粒径为4μm~5 μm的颗粒物去除效率较高

五、大气能见度和霾的定义。

答：1、霾(haze)是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10.0km 的空气普遍浑浊现象。霾使远处光亮物理微带黄、红色，使暗物体未带蓝色

2、能见度：具有正常视力的人在当时的天气条件下能够看清楚目标轮廓的最大距离

六、灰霾的影响因素有哪些？灰霾天气的几种判定标准。

答：

1、物理方面：高浓度的细粒子产生的消光作用，与颗粒物粒径和数浓度相关。

化学方面：颗粒物和气态污染物联合产生的消光作用，需确认化学成分及其来源贡献。

气象方面：微风或大气层结稳定、低湿度条件下出现的一种能见度降低的天气现象。2、(1)能见度<10.0km，排除降水、沙尘暴、扬尘、浮尘、烟幕、吹雪、雪暴等。天气现象

造成的视程障碍。相对湿度小于80%，判别为霾；相对湿度80%-95%时，按照地面气象观测规范规定的描述或大气成分指标进一步判识。

(2)大气成分指标

当大气成分监测站以下指标超过限值时，可作为判别霾的参考依据

七、最新的国家标准《环境空气质量》（GB30950-2012）对PM10和PM2.5在一类和二类地区的限定值分别是多少？新国标对PM10和PM2.5的年平均值和日平均值（或24小时平均值）数据有效性的最低要求是什么？

答：1、PM10在一类地区限定值为年平均40μg/m3，24小时平均50μg/m3；

在二类地区限定值为年平均70μg/m3，24小时平均150μg/m3。

PM2.5在一类地区限定值为年平均15μg/m3，24小时平均35μg/m3；

在二类地区限定值为年平均35μg/m3，24小时平均75μg/m3。

2、最低要求：

年平均：每年至少有324 个日平均浓度值，每月至少有27 个日平均浓度值（二月至少有25个日平均浓度值）

日平均值：每日至少有20 个小时平均浓度值或采样时间

八、二次硫酸盐生成的三种途径。

答：途径一：SO2通过气相氧化形成SO3，再与水蒸气生成硫酸，然后均相成核，最后与氨气等反应生成硫酸盐。

途径二：SO2溶解于云、雾和雨水中，再通过液相氧化成为硫酸盐。

途径三：在氧化性气体作用下，SO2与颗粒表面液体反应生成硫酸盐

九、减少大气中PM2.5细颗粒物，我们可以从哪些日常生活方面做起？

答：原生性及衍生性细悬浮微粒PM2.5为人为产生，可通过以下途径控制：

1. 减少抽烟、烤肉、高温油炸、拜香、燃烧稻草、煤炭、石油，少乘高污染汽车。

2.避免二手烟，适时戴口罩等

3.通勤多走路，使用脚踏车或坐公交车等大众运输系统。

4.关心高耗能、高污染产业政策，例如石化产业、炼钢产业和高科技产业。

十、纳米气溶胶颗粒物可通过哪些途径进入体内？有哪些针对性的防护或预防措施？

答：

1、（1）通过呼吸道吸入

呼吸性吸入是人员在工作场所中暴露于纳米颗粒中最常见的途径，也是纳米颗粒进入人体最有效和量最大的途径。

（2）通过口腔、食道摄入（Ingestion）

摄入纳米颗粒主要发生在无意识地通过手喂食物到嘴里的行为过程。

（3）通过皮肤进入（Dermal Exposure）

纳米颗粒是否能通过皮肤被吸收，至今尚存在很大的分歧，还没有一致的结论。在人

体角质层外表涂敷纳米TiO2（17nm），未发现有明显的穿透皮肤的现象。有研究认为，纳米颗粒可以在生产职业环境中通过皮肤进入体内。

2、针对性的防护或预防措施

(1)用鼻呼吸而不是用嘴呼吸

(2)经常洗手

(3)从事相关职业时,注意穿防护服、戴防护器具

十一、综合分析题

今对某大气环境进行颗粒物采样，经分析发现有以下特征：（1）粒度仪检测发现颗粒粒度多集中于1.0~5.0微米；（2）电子显微镜表征发现颗粒有团聚现象，每个颗粒一般由3个以上小粒子松散地团聚在一起形成。（3）元素分析发现颗粒主要由Fe、Si、Al、S、O等元素。请问这种颗粒属于什么样的大气颗粒物（假设分析表征过程对颗粒物的形态无影响），并请说明原因或理由：

A）PM10 or PM2.5 or PM1.0；

B）一次颗粒物or 二次颗粒物；

C）人为源or 自然源；

D）有机气溶胶or 无机气溶胶；

E）干沉降可能性大or 湿沉降可能性大；

F）若经湿沉降，对酸雨的形成(1)有贡献；(2)无贡献；

G）这种颗粒能否进入人体肺部？(1)能；(2)不能。

H）可能的影响区域大概在什么范围？（1）城市范围（数公里范围）；（2）区域范围（数十公里至数百公里）；（3）大陆范围（数百公里至数万公里）；（4）全球范围（数十万公里以上）

答：A)PM2.5

B)一次颗粒物

C)人为源自然源都有可能

D)无机气溶胶

E)湿沉降可能性更大

F)有贡献

G)能

H)大陆范围

原因：

A) PM10：粒径范围在10μm或以下的细悬浮微粒。

PM2.5：粒径范围在2.5μm或以下的细悬浮微粒。

PM1.0粒径范围在1.0μm或以下的细悬浮微粒。

该颗粒的粒径范围为1.0~5.0微米，与PM2.5的定义范围重叠最大，所以应为PM2.5.

B）一次颗粒物:可起因于地面扬尘(风吹灰尘)，和地壳、土壤的成分很相似；

本题中叙述元素分析发现颗粒主要有Fe、Si、Al、S、O等元素，这些元素都是土壤的构成元素，因此该题目中的颗粒与一次颗粒物的叙述相似，判定为一次颗粒物。

C）该题目中的颗粒分析应来自土壤，这些颗粒可能由在人为生产过程中产生的沙尘或自然过程中大风扬起的地面沙尘，因此该颗粒物可能由人为源产生，也可能有自然源产生。

D)该颗粒的主要构成元素中无C存在，因此应为无机气溶胶

E)该题目中的颗粒来自土壤，只有直径大于10μm时才可能以干沉降中的干落尘方式降落，因此此题目中的颗粒应该以湿尘降的方式降落。

F)湿沉降的两种方式云中洗脱和云下洗脱均会伴随降雨，该颗粒中含有S元素，极有可能形成酸性成分(如SO2)，进入雨滴后使其酸化，形成酸性降雨。

G）该颗粒应为PM2.5，所以能够进入肺部。

F）该颗粒为PM2.5，所以能在大陆范围内传播。