杭州市雾霾成因分析及防治对策
22当代化工研究
Chenmical I ntermediate环境工程2018•08杭州市雾霾成因分析及防治对策
*陶洁婷
(浙江省萧山中学浙江311241)
摘要：近年雾霾污染在高速发展的中国越来越严重，雾霾的防治也越来越成为老百姓和政府部门热议的话题。杭州作为经济快速发展的 省会城市，雾霾治理的任务也同样艰巨。本文主要从产业结构城市化，地理特征和气象条件三方面分析了抗州雾霾的成因，为政府部门 的治理提供一些理论依据。分析发现，抗州雾霾出现的主要原因有：工业化的快速发展，城市化进程的快速推进造成的污染物的大量排 放；三面环山的地势特征导致污染物的累积作用；逆温，静风等静稳天气的出现，也是形成雾霾污染的重要气象条件。此外，本文还对2017年1-2月的重污染天气进行了案例分析，数据结果显示杭州市的PM25浓度与S02,N02之间呈现较好的相关性，同时杭州市本地302浓度 较低，N02较高。
关健词：雾霾特征；治理；成因分析；湿度
中图分类号：T文献标识码：A
Cause Analysis and Prevention Countermeasures of Haze in Hangzhou City
Tao Jieting
(Xiaoshan Middle School of Z hejiang Province, Zhejiang, 311241)
Abstract-. In recent y ears, haze p ollution has become more and m ore serious in China, where rapid d evelopment is taking p lace. The p revention and control o f h aze has become a hot topic among the common people and g overnment departments. Hangzhou, as the capital city o f r apid e conomic development, has the s ame arduous task o f h aze g overnance. This p aper m ainly analyzes the causes o f H angzhou hazefrom three aspectsof u rbanization o f industrial structure, geographical f eatures and meteorological conditions, providing some theoretical basis fo r the governance o f g overnment department. The analysis shows that the main reasons f o r the smog in Hangzhou haze are the massive emission o f p ollutants caused by the rapid development o f i ndustrialization and the rapid advancement o f u rbanization, as well as the accumulation o f p ollutants caused by the terrain f eatures o f t he surrounding mountains on three sides. The appearance o f c alm weather, such as inversion o f t emperature and calm wind, is also an important meteorological condition f o r the f ormation o f h aze p ollution. In addition, the heavy p ollution weather f rom January to February 2017 was analyzed in this p aper. Data results showed that the concentration o f P M25 has a good correlation with S02 and N02 in Hangzhou city. At the same time,
S02 concentration was lower and N O2 was higher in local H angzhou city.
Key words i haze characteristics；governance% cause analysis% humidity
1.背景
⑴家霞
近几年来，随着工业化、城镇化进程的加快，雾霾污染 在全国范围内频繁发生，引起国内广泛关注。雾霾指的是相 对湿度（RH)小于90%，能见度小于10km的天气现象，或者
说大气污染问题。其主要污染物为PM25，即空气动力学当量 直径小于等于2.5微米的细颗粒物。主要来源包括一次源和 二次源，一次源主要为扬尘带来的地壳元素氧化物，金属冶 炼过程排放的重金属化合物以及各类工业活动排放的一次颗粒物等；而二次颗粒物则是由污染源排放的气态前体物S02, NOx及挥发性有机物等，在大气中通过二次反应生成，产物 包括二次无机颗粒物和二次有机颗粒物。PM25上的主要组分 包括硫酸盐，硝酸盐，铵盐，有机物和无机碳。研究发现硫酸盐，硝酸盐和铵盐是杭州PM25中水溶性离子分别占比为36.9%，27.9%，18.6%。这些大气中的细颗粒物可以直接进入人体并沉积在肺泡，对人们的呼吸道、心血管、神经系统 等产生严重的健康毒害，诱发吸入者产生哮喘、肺气肿等症 状。此外，高浓度细颗粒物对光的散射作用，也会影响能见 度。严重的雾霾天气会造成机场、高速公路、高铁、轮渡等 交通的阻滞，甚至引发严重的交通事故。
⑵杭州雾霞污染现状
我国的雾霾污染总是呈现区域性特征，尤其是京津冀、长三角与四川盆地等工业发达、人口密集的大城市已成 为我国重霾区。其中杭州市（30.2°N,120.1°E)是长江
三角洲城市中心城市之一。据浙江省环境空气质量指数(AQI)发布平台的实时数据，2013年1月13日13时，杭州市 10个环境空气质量监测站点中，除两个为中度污染外，其余 八个站点均为重度污染。最严重的12月8日杭州AQI指数达到 最高的395，严重爆表，？1125和?111。达到严重污染等级，杭州 市气象台多次发布了雾霾天气橙预警信号。2015年杭州市 PM1()、P M25的年均浓度分别为79和49u g/m3，分别超过二级标?!〇• 21和0.63倍。
此次研究主要结合杭州的本地特点，分析杭州市雾霾 的特征及成因，并根据2017年1月及2月监测数据进行特征 分析（PM2_5等污染物浓度数据h ttp s://www.aqistudy/ historydata/monthdata.php?c ity；湿度，风速等气象数据 h ttp s://ww.wunderground/history)，为杭州市雾霾 的后续防治工作提供一定的科学依据。
2.杭州雾霾成因分析
(1)产业■结构，城常化
雾霾的出现和工业发展，化石能源的消耗之间存在密切 关系。研究表明，产业结构与雾霾污染呈正相关关系，即工 业占GDP比重的增加会加剧雾霾污染程度，城市化进程的推 进对雾霾污染具有正向影响。根据2016杭州市年鉴数据，杭
2018 • 08
环境工程
当代化工研究
Chenmical Intermediate
23
1/1
1/13 1/17 1/21 1/25 1/29 2/2
2017年日期
I  2/14 2/18 ：
图1 2017年1月和2月杭州市主要污染物和气象参数的时间
序列图
杭州市常年高湿，整个1，2月，杭州市的湿度都保持较 髙水平（70%)，因此与雾霾发生之间没有明显的联系，这 与杭州市本身的气象特点有关。
⑵相关性分析
从图2可以看出，S 02和N 02与PM 2 5的相关性都相对较好， 其二者和?^125成正相关关系。302和_2是?^125中硫酸盐，硝 酸盐二次转化的气态前体物，因此302与_2的浓度增长常常 诱发雾霾现象的出现。此外，杭州市地区的湿度与PM 25之间 几乎没有相关性，进一步说明湿度对于杭州市的雾霾没有显 著贡献。同时，图中可以看出能见度与PM 2g 明显的反相关 趋势。由颗粒物对太阳辐射的消光作用导致。
y =5.94+0.11x
〜0.58
. V -
*
75
30
60
90 120 150
0卿g }
A
I
°0 30 60 90 120 150 180
PM 25(M g /m 3)
图2 PM 2々S 〇2, N 02湿度和能见度之间的相关性
4.结论及建议措施
本文首先结合杭州市的本地特点，从社会因素，地理特 征和气象条件特征，分析了杭州市的雾霾特点及成因。近年 来，杭州市的快速发展，三面环山的不利地形特征是导致杭 州市雾霾污染的本地特征因素，当遇上静风，逆温等不利于
分析。图1中可以看出，PM2，PMi 。之间呈现较好的同步性。 主要的气态污染物S02, _2与颗粒物的变化也较为一致，尤 其是当颗粒物达到峰值时，302和见)2都会出现相应的峰值响 应，说明气态前体物与雾霾之间的内在联系。杭州市地区的 N02浓度明显高于S02浓度，说明杭州市地区的S02控制效果较 好。从气象参数角度分析，能见度与PM25之间有较为显著的 相反趋势，尤其在?〜25峰值时刻，往往能见度小于5千米， 说明颗粒物污染给能见度带来的不利影响。而风速较低的时 候，颗粒物浓度往往出现高值。
州产业结构以二三产业为主，生产总值连年增长，2016年达 309118万元，工业增加值大幅上升，达101809万元，城市化 水平不断提高，均有利于雾霾污染的出现。年鉴数据表示， 杭州市空气质量当年达标天数仅260天。
⑵地理特征影响
杭州地处长江三角洲南沿和钱塘江流域下游，大都为 丘陵地区且三面环山，不利于污染物的扩散。与其他城市相 比，污染物更容易在本地累积。此外，从区域性地形看，杭 州正处于两条雾霾多发带的交叉点上，一条为杭州一金华一 衢州，从平原向盆地转换，一条为杭州一绍兴一宁波，处于 平原与山区的过渡地带。这种地形特点也是杭州发生雾霾的 主要原因之一。同时，杭州位于长三角地区，受到周边区域 影响较大。
⑶气象条件
① 湿度
湿度能促进化学机制中的二次转化，使污染情况加剧。 此外，颗粒物上的主要无机盐组分，硫酸盐和硝酸盐是强吸 湿性物质。当环境中湿度较大时，已经生成的硫酸盐等组分 会吸收空气中的水汽，从而吸湿增长，使得颗粒物的粒径和 质量浓度增大。同时，增大的颗粒物会提供更多的表面积供 给非均向反应的发生。因此湿度与PM 25浓度之间存在正反馈 机制，也就是湿度增大，会导致颗粒物吸湿增长，二次反应 进一步加快，且湿度大有利于污染物在相间分配时，更容易 进入颗粒态中。然而，根据杭州气象数据显示，杭州湿度常 年较大（>60%)，变化不明显。因此相对北方地区，湿度 可能不是杭州雾霾的主要促进因素。
② 逆温
当大气环流处于相对稳定的时期，这期间区域大气层较 为稳定，垂直方向上会出现上暖下冷的逆温层，这种现象会 令大气层中处于低空的空气垂直运动受阻，而使低空空气和 近地面中的各种气溶胶污染物逐渐堆积，不利于污染物的扩 散，从而导致雾霾污染的出现。研究表明，雾霾出现前期， 常常会有逆温的现象出现，为污染物的累积和转化提供前期 条件。总之，当处于逆温等较差的天气形势时，大气稳定性 较强，不利于污染物的垂直稀释，使得污染物迅速积累，进 而导致污染物和颗粒物浓度的迅速升高。
③ 风速
风速往往影响着污染物的水平扩散情况。风速与PM 2 5的 浓度之间存在较强的负相关性。风速越大，空气的水平流通 越快，污染物扩散稀释作用越强；当风速较弱时，污染物的 累积会增强，有利于雾霾污染的出现。近年来，由于现代城 镇化后城市建筑密集，大气边界层物理结构发生变化，由 于建筑的阻挡和摩擦使得静风现象出现增多，不利于气溶胶 的扩散和稀释。而杭州近年来城市化发展快，城市高楼建筑 逐渐密集，因此利于雾霾的形成。如2012年6月10—13日杭 州地区的雾霾事件。
经过以上分析，杭州雾霾出现的主要原因有，工业化和 城市化的快速发展，三面环山的地势特征以及逆温，静风的 静稳天气。3.案例分析
⑴污染物的时变特征
本研究主要针对2017年1月和2月的PM 2 5及相关数据进行
(#/
米)
®]5f
- - ------
100
010*******
2002015
105
«r u l /6r f )
趔崧«趑
(
来H -)s "a r
幽
24
当代化工研究
Chenmical I ntermediate
环境工程
2018 • 08
绿煤化工，引领新动能
*刘柏杨
(赛庄市实验中学高一 18班山东277000)
摘要：奉庄是一座典型的煤炭资源型城市，它因煤而建，因煤而兴，但是随着长期超强度开采，导致煤资源逐渐枯竭和开采成本上升.
因此，让煤化工绿可持续的发展至关重要。本文主要是针对枣庄循环经济产业园煤化工发展实际，对比传统和绿煤化工产业，充分探 讨绿煤化工的概念、目标以及意义。
关键词：绿；煤化工；新能源；可持续发展
中图分类号：X
文献标识码：A
Green Coal Chemical Industry Leads New Momentum
Liu  Baiyang
(Class  18 of  Senior  One  in  Experimental  High  School  of  Zaozhuang  City , Shandong , 277000)
Abstract'. Zaozhuang is a typical city o f c oal resources, it is bulitfor coal, developedfor coal. However, coal resources are gradually depleted
and the mining costs are rising, due to the excessive exploitation o f c oal resources. Therefore, it is essential f o r the green sustainable development o f  coal chemical industry. This article mainly f ocuses on the development o f c oal chemical industry in Zaozhuang Circular Economy Industrial Park. It  compares the traditional and g reen coal chemical industry and f ully discusses the concept, goals, and s ignificance o f g reen coal chemical industry.
Key wordsi green \ coal chemical industry ； new energy ； sustainable develpment
1.引言 大运河、京沪高速铁路与欧亚大陆桥的交汇处，东与临沂市麥庄是华东地区煤资源相对丰富的一个城市，位于京杭接壤，南与江苏省徐州市为邻，西靠微山湖，交通便利，地
下转第25页
上接第23页
扩散的静稳气象之后，往往更容易导致雾霾的出现。杭州市 地区的PM 2 5与302, N 02等气态前体物之间有较好的相关性， 与湿度几乎没有相关性，这与杭州市本地的高湿特点有关。 同时，我们发现，杭州市地区的S 02 (12.89u g /m 3)浓度远 低于N 02 (46.49 wg /m 3)，说明杭州市的S 02控制成效较好， 而N 02相对较弱。
基于本次研究分析，针对杭州市的雾霾特点及成因，杭 州市的雾霾防控工作可以从如下方面展开：
⑴污染物排放
政府部门应积极淘汰落后工艺和设备，加大对污染 较重的企业坚决治理。杭州so 2浓度目前已经达到较低水平 (12.89ug /m 3)，而叫浓度仍处于高水平（46.49ug /m 3), 因此杭州市在污染物的减排上应更加注重对《02的控制。
⑵加强区域联防联拉措施
三面环山的丘陵地形特点导致来自长三角地区其他重污
染城市的雾霾污染物容易在杭州城区堆积。因此，政府环保 部门应采取区域联防联控措施，联合治理杭州及周边地区的 雾霾污染情况，严格控制污染物排放。
【参考文献】
[1] Li  H, Ma  Y, Duan  F, et  al. Typical  winter  haze
pollution  inZibo, an  industrial  city  inChina : Characteristics,
secondary  formation, and  regional  contribution [J]. Environm­
ental  Pollution, 2017, 229: 339.雾霾城市
[2] 王冰，张承中.大气可吸入颗粒物PM2 5研究进展[J ].中国科
技信息，2009 (8): 25-26.
[3] Wang  J , Zhang  J  S , Liu  Z  J, et  al. Characterization
of  chemical  compositions  in  size-segregated  atmospheric
particles  during  severe  haze  episodes  in  three  mega-cities
of  China [J]. Atmospheric  Research, 2017, 187: 138-146.
[4] 吴丹，蔺少龙，杨焕强等.杭州市PM 25中水溶性离子的污染
特征及其消光贡献[J].环境科学，2017, 38 (7)': 2656-2666.
[5] 王翔.浅谈雾霾成因及治理对策⑴.低碳世界,2017(7):7-8.[6] 刘丽伟，李文才，尚可政等.京津冀地区一次严重霾天气过 程及其影响因素分析[J] •气象与环境学报，2015⑶：35-42.
[7] 刘召峰.长江三角洲区域雾霾协同治理面临问题及对策[J]. 绿科技，2016 (12): 126-128.
[8] 陈朝平，杨康权，冯良敏等.四川盆地一次持续性雾霾天气 过程分析[J].高原山地气象研究，2015, 35 (3): 73-77.
[9] 钱晶晶.杭州市雾霾天气的成因分析[J].科技风,2015 (13): 78-78.
[10]
李正，张昊，叶辉，程广换，孙明洋，胡宝兰，楼莉萍.杭州市 典型雾霾期污染特征及污染源的HYSPLIT 模型分析[J/0L ].环境科 学学报，1-11+13-15 [2018-01-07]. https : //doi. org/10. 13671/j.
hjkxxb. 2017. 0428.[11] 冷艳丽，杜思正.产业结构、城市化与雾霾污染[J ].中国科
才支论坛，2015 (9): 49-55.
[12] Cheng  Y, He  K  B, Du  Z  Y, et  al. Humidity  plays  an  important  role  in  the  PM2 5, pollution  in  Beijing  [J]. Environmental  Pollution, 2015, 197: 68-75.
[13] 王换顺，矫学成.大气雾霾污染的原因与防治对策分析[J]. 环境污染与防治，2 014(6).
[14] 韩永清，孙兴池，李静等.雾霾天气个例气象条件对比分析 [J] •气象科技,2017, 45 (1): 172-178.
[15] 任凤涛.中国部分省市雾霾影响因素及对比研究[D ].陕西 师范大学，2016.
[16] 齐冰，杜荣光，查贲等.杭州地区一次严重雾霾过程气溶胶
特性分析[J] •气象与环境学报,2015 (4): 35-41.
【作者简介】陶洁婷，女，浙江省萧山中学；研究方向：环境科学与工程。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。