颗粒物浓度与灰霾的关系
能见度主要反映的是一种大气中的光学特性,由于颗粒物对光的散射、吸收程度不同,能见度的高低也会变化。因而,颗粒物对能见度的影响主要是由于其光学特性--总光学截面的大小。
霾主要反映了干颗粒物对能见度的影响,雾反映了水汽对能见度的影响。显然,空气中颗粒物的数量、不同粒径颗粒物的数量分布情况、颗粒物的化学组分等因素共同造成了空气能见度降低。
但新《环境空气质量标准》中颗粒物PM2.5的标准是根据其质量浓度制定的,使用的是颗粒物的重量特性。
颗粒物浓度(格雷沃夫GW3016颗粒物检测仪)是一种综合指标,与其他气态污染物不同,在不同时间或不同地点监测到浓度相同的颗粒物可能从颗粒物形态(如粒径分布),到其化学组分都大为不同。不同粒径分布或化学组分的颗粒物,光学特性可以差别很大。因而,相同浓度的颗粒物PM2.5对能见度的影响结果可能有很大差别。
在颗粒物的化学组分相同时,粒径小的颗粒物对光的吸收和散射作用更大,等效粒径为10微米的颗粒物与同样重量的等效粒径为2.5微米的颗粒物相比,其截面积只有后者的1/4;等效粒径为2.5微米的颗粒物与同样重量的等效粒径为1微米的颗粒物相比,其截面积也是只有后者的1/4。这也就是说,细颗粒物对能见度的影响比粗颗粒物要大。
空气质量标准选择了颗粒物的质量浓度(格雷沃夫GW3016颗粒物检测仪)作为指标,是因为大量的科研结果表明人体健康和颗粒物的质量浓度关系明显。因而,我们把颗粒物浓度的高低作为污染程度的判断依据。
虽然从统计特征上定性地说颗粒物浓度越高,其对能见度的影响也越大,但这种关系确实不是定量准确的。同样的颗粒物PM2.5质量浓度,在其包括的颗粒物粒径分布不同时,能见度可能不同。而同样的能见度,PM2.5质量浓度也会有很大区别。
如果在出现霾的状态时,还可再加入颗粒物的浓度指标把霾划分灰霾和非灰霾,如颗粒物浓度超标为灰霾,否则为非灰霾,从学术上作这种分类也是可以的。但这时要清楚地看到:是在监测到颗粒物浓度超标后,对霾天气的再一次分类。
灰霾不是反映空气中颗粒物污染程度的指标。事实上,空气中颗粒物的污染程度要靠颗粒物的质量浓度来判别。
由于灰霾定义的模糊,人们把灰霾当作污染的度量,常常提出的一个问题是:我看到了灰霾天,为什么颗粒物浓度达标?这个问题不仅在我国出现,美国也有类似问题。在美国环保局的AQI技术手册中专门对此做了解答:能见度低时,在一些天气条件下会出现颗粒物浓度也低的现象。
从天气现象上看,灰霾这个术语并不能给我们更好的信息来理解霾。从污染的角度看,空气中颗粒物质量浓度已经很好地衡量了空气污染程度。因而,灰霾这个术语可以不用了。
明潭科技技术部(www.mingtan100.com)