郭涛分析化学在治理雾霾过程中的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“浅谈雾霾成因及其治理”。
从香港电影“双食记”，看分析化学在食品安全中的应用
郭涛
130420146 摘要：目前，雾霾天气带来的严重危害是我国面临的最大环境问题之一。各种分析化学的技术方法不仅可以用于监测、分析雾霾的污染物及其危害，还可以为雾霾的治理、管理、控制提供科学有效的数据。分析化学在治理雾霾中发挥着及其重要的作用。
关键词：雾霾
分析化学
污染物 雾霾治理
雾霾天气已成为我国目前面临的最严重的、也是亟须解决的环境问题之一。2013年伊始，我国中东部地区连续发生多次较大范围的雾霾天气。雾霾天气致使空气中污染物不易扩散，加重了SO2、CO、氮氧化物（NOx）等物质的毒性，严重威胁了人们身体健康。治理雾霾已成为大家普遍关心和急需解决的问题[1]。
雾霾不仅给交通运输和百姓的正常生产、生活各个方面带来严重的不便，而且严重的危害人们的健康，除了会使呼吸系统及心脏系统疾病恶化等，还会影响生殖能力，严重者会致死[2]。
治理雾霾迫在眉睫。本文将简要介绍雾霾产生及危害，结合分析化学技术，对分析雾霾中的污染物、雾霾的监测，管控和治理等多方面进行分析阐述。雾霾产生及危害 1.1 什么是雾霾
雾是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物，是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统[3]。根据气象学中雾霾的定义，雾霾是：大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能见度小于1.0kｍ[4]。霾，指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10ｋｍ时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾[5-6]。雾霾天气是一种新的天气现象，是雾和霾的混合物。
1.2 雾霾产生的原因
在实际中，雾霾的产生往往与大气逆温现象（大气层结稳定的一类现象）相伴发生，由于逆温层的出现会加重环境空气污染，从而在一定程度上导致产生雾霾天气。这是因为逆温层是非常稳定的气层，阻碍气流向上和向下扩散，在空中形成一个扇形污染带，一旦逆温层消退，会产生短时间的熏烟污
染，从而加重地面空气污染程度。从雾霾产生的条件来看，其中雾产生的三个条件均受天气或气候影响，目前人为难以控制；而霾产生的两个条件其中当地气团性质稳定受天气或气候影响，人为难以控制，但空气中存在的大量灰尘、硫酸、有机碳氢化合物等细小霾粒子主要来自于人为 大气污染物排放，重点与车辆尾气、燃煤烟气、扬尘等污染物有关。另外，也与部分地区农村大田植物秸杆焚烧有关。由于在稳定的天气形势下，空气中污染物在水平和垂直方向上都不容易向外扩散，使得污染物在大气的近地表层积聚，从而导致污染状 况越来越严重，这是导致中国中东部地区出现大范围雾霾的重要原因[7]。1.3 雾霾的危害
雾霾天气发生时，大气能见度下降，大气中的颗粒物特别是细颗粒物（PM2.5）是导致能见度降低的主要因素)，城市大气PM2.5污染影响空气质量,威胁人群健康，是具有区域性特征、危害严重的大气污染物。雾霾天气下大气颗粒物中颗粒物携带的无机成分，重金属具有蓄积性毒性，能够对人体呼吸、免疫和心脑血管系统产生急性或慢性损害[8]。中国中东部地区不时出现雾霾天气，大气环境质量重度污染和严重污染，造成人群呼吸系统疾病频发、视程障碍，甚至引发交通事故[9]。
2、分析化学在雾霾治理中的运用 2.1利用各种分析化学仪器检测雾霾污染物 2.1.1 ICP—MS分析PM2.5中的金属元素
PM2.5为颗粒物中空气动力学当量直径小于2.5μm的部分，其比表 面积较大，很 容易 富集 多环芳烃(PAHs)、诱变剂、病 菌等有毒有害物质以及重金属(如Pb、Ni、Cr、Cd、Sb、V、Mn)．因此，研究快速准确的测定PM中金属元素的方法具有重要 意义．电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)是 20世纪 90年代 以来发展最快 的痕量 分析 技 术 之一，具 有 检 出 限 低、灵敏度高、线性范围宽和同时快速测定 多种金属元素的优点，应用十分广泛。耿柠波等[10]利用微波消解技术，对 ICP—MS同时 测定大气颗粒物 PM2.5中20种常量及微量金属元素的方法进行了研究，结果表明，该方法操作简便、快速、准确、重复性好。2.1.2离子色谱法测定PM2.5中可溶性离子 离子色谱(IC)对水溶性离子的检测具有简便、快速、灵敏度高、选择性好等特点，在大气颗粒物水溶性 成分 的测定中得到 了广泛应用，美国EPA等机构规定该方法为大气颗粒物中可溶性离子组分的分析方法.刀谞[11]等针对离子色谱测定PM2.5中可溶 性阳离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+)的方法作优化探讨，建立了准确度高、精密度好的方法。
2.1.3原子荧光法测定PM2.5中污染物含量 目前我国还没有 PM2．5中重金属含量指标的相关标准，因此研究 PM2.5中的有害重金属的测试方法对评价可人肺颗粒中的重金属含量指标具有重要意义。原子荧光法具有灵敏度高，基体干扰小，可以两个元素同时测定等优点，特别适用于痕量砷、汞的同时测定。欧阳开[12]采用微波消解—原子荧光法测定PM2.5中砷、汞含量。砷、汞测定的检出限分别为 0.027，0.006μg／L。该法检出限低，准确度高，适用于环境空气PM2.5中砷、汞含量的测定。
2.1.4高效液相色谱法测PM2.5中多环芳烃 多环芳烃(PAHs)是一种由两个以上的苯 环以稠环形式相连 的化合物。PAHs具有毒性、生物累积和难降解性，并能在环境中持久存在，因此受到人们的广泛关注。到 目前为止，已有16种PAHs被认定为可疑致癌物。现有研究表明，生产、生活中排 放的废气含有一 定 PAHs，对大气造成了一 定的污染。大气中的PAHs有70%～90%吸附于可吸人颗粒物上(PM2.5)。由于 PAHs具有半挥发性和不挥 发性 的特点，通常采用HPLC来 实现 PAHs的定性定量检测。高庚申[13]以美国环境保护署(EPA)提出的16种优先控制PAHs作为目标化合物，建立了UVD和 FLD双检测器结合梯度洗脱的 HPLC法，该方法能对16种PAHs进行完全 分离和定量分析，有助于排除干扰，提高定性的准确性，该方法准确可靠，完全满足大气PM2.5中PAHs的检测需要，在实际样 品测定中取得了良好的效果。2.2运用分析化学方法研究雾霾的危害
利用化学分析手段，结合生物学统计和防止手段，可以推断出雾霾的严重程度与“雾霾病”之间的定量关系国外多项研究显示，灰霾期间人群呼吸道症状明显增加，如上呼吸道感染、哮喘、结膜炎、咳嗽、呼吸困难等，甚至导致心血管系统紊乱[14].在我们国家，就雾霾对于人群健康的影响的研究还处于起步阶段，一般多采用调查统计的方法，灰霾天气出现时，呼吸系统门诊患者数也相应增加。在分析雾霾与雾霾病之间的联系时，分析化学起到了至关重要的作用，那就是精确地确定出雾霾的严重程度，特别是获得雾霾中相关的污染物的精确数据，这就为加强雾霾天气对人群健康的影响研究提供了前提和相应的事实依据。2.3利用分析化学手段监测管控雾霾
分析化学手段能够实现针对空气中的悬浮颗粒物，特别是PM2.5的检测工作：
第一步，就是要建立针对雾霾的环境检测站，监测工厂、交通工具尾气排放、拆迁、居家排放等生产生活过程中的粉尘排放，另外还要加强针对自然灾害，特别是对沙尘暴的监控。在对空气中的悬浮颗粒物的检测中，一般采用滤膜采样—重量法定量，检测活动受客观及主观因素的影响很大[15]，特别是在进行气体采样时，不能实现在线、实时、快速检测。而分析化学追求的目标就是高效、快速、准确、在线实时检测，所以在这方面，未来我们工作就是追求在进行PM2.5等悬浮颗粒物的检测时，应该努力发展在线实时的检测仪器。
第二步，利用调查和监测得到的数据，建立包含发电厂，尾气排放，野火燃烧和其他来源的PM2.5排放报告，这能够为接下来的空气质量中的PM2.5预报和总结治理雾霾最有效的方案，在这里边就设计到一个针对雾霾中的主要成分的化学组成进行分析，以获得其精确的化学组成，追踪这些物质到底来源于何处；有什么样子的时间和地域特征。
第三步，绘制出雾霾地图，分时段、分地域、分类别（即主要是由哪种因素引起的雾霾，到底颗粒度的大小）、这样子能够方便民众对雾霾有一个更加深刻的理解和知晓，能够自发的采取一些行动来降低雾霾的发生，也有利于政府采取相应的措施来控制雾霾的发生。
3、结语
雾霾天气的产生、带来的严重危害已经被人们所熟悉，但彻底消灭管控雾霾还需要我们尽很大的努力。分析化学技术以其特有的能力可以对雾霾带来的危害、雾霾检测、治理、管控等多方面发挥着重要作用。我们应该加大对各种分析化学技术的开发力度，加强雾霾的研究，利用分析化学技术建立各种在线分析、实时检测雾霾的技术，更好地发挥分析化学在雾霾治理的作用。我们要从多个角度结合控制管理雾霾，这样一定可以控制住雾霾。
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