（环境科学与工程专业论文）济南室内环境大气颗粒物数浓度及粒径分布特征研究.pdf

山东大学硕士学位论文 目录 摘要7 a b s t r a c t 9 第一章绪论1 l 1 1 气溶胶污染概述1 1 1 1 1 大气污染简介1 l 1 1 2 大气气溶胶及其影响1 1 1 2 颗粒物粒径分布研究综述1 4 1 2 1 颗粒物的生成1 4 1 2 2 大气颗粒物粒径增长研究l5 1 2 3 大气颗粒物模态划分1 7 1 3 室内环境空气质量研究综述1 9 1 4 国内外研究进展2 0 1 4 1 室外环境研究进展2 0 1 4 2 室内环境研究进展。2 3 1 5 本文研究意义和创新点2 4 第二章实验介绍2 6 2 1 观测点及观测时间2 6 2 2 实验仪器介绍2 8 2 2 1 宽范围粒径谱仪( 、p s ) 2 8 2 2 2 其他仪器及质控。3l 第三章颗粒物数浓度及粒径分布特征3 2 3 1 颗粒物浓度总体情况3 2 3 1 1 冬季超市和商业办公室颗粒物粒径分布统计3 2 3 1 2 春季学校食堂、教室和办公室颗粒物数浓度统计3 3 3 1 3 本研究同其他国家研究结果对比3 6 3 2 颗粒物数浓度、表面积浓度和体积浓度的粒径分布3 7 3 2 1 各采样点数浓度粒径分布3 7 3 2 2 各采样点的表面积浓度分布和体积浓度分布3 8 山东大学硕士学位论文 3 3 本章小结4 1 第四章颗粒物数浓度昼夜变化4 2 4 1 超市细颗粒物和相关气体的昼夜变化4 2 4 2 办公室细颗粒物和相关气体的昼夜变化4 3 4 3 食堂细颗粒物和相关气体的昼夜变化4 4 4 3 1 食堂细颗粒物数浓度和气体污染物体积浓度昼夜变化4 4 4 3 2 食堂颗粒物污染源贡献估算4 6 4 4 教室细颗粒物和相关气体的昼夜变化4 7 4 5 学生办公室细颗粒物和相关气体的昼夜变化4 8 4 6 本章小结4 9 第五章室内环境污染特征个例分析5 l 5 1 超市内人员流动和打扫卫生的影响分析5 l 5 2 办公室打印机使用对颗粒物的影响5 2 5 3 办公室吸烟对颗粒物的影响5 3 5 4 教室内部颗粒物增长现象研究5 5 5 5 高浓度超细颗粒物持续性事件5 6 第六章结论与展望5 9 6 1 主要结论5 9 6 2 不足与展望6 0 参考文献6 2 4 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c ti ne n g l i s h 9 c h a p t e rli n t r o d u c t i o n 11 1 1r e v i e wo fa e r o s o lp a r t i c l e 1l 1 1 1b r i e f i n t r o d u c t i o no f a i rp o l l u t i o n 1l 1 1 2a e r o s o lp a r t i c l ea n di t se f f e c t s 1l 1 2r e v i e wo f p a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n 1 4 1 2 1p a r t i c l ef o r m a t i o n 1 4 1 2 2p a r t i c l eg r o w t h 1 5 1 2 3d i f f e r e n tm o d e so fa e s o s o lp a r t i c l e s 17 1 3r e v i e wo f i n d o o ra i rq u a l i t y 1 9 1 4i n t r o d u c t i o no f p r e v i o u sm e a s u r o m e n t s ：! ( ) 1 4 1f o r e i g n ：! ( ) 1 4 2c h i n a 2 3 1 5t h ei n n o v a t i o na n di m p o r t a n c eo f t h i sr e s e a r c h 。2 4 c h a p t e r2e x p e r i m e n t a t i o n ：1 8 2 1s a m p l i n gs i t e sa n dd u r a t i o n s 2 8 2 2m a j o ri n t s t r u m e n t s ：；( 1 2 2 1w i d e - r a n g ep a r t i c l es p e c t r o m e t e r ( w p s ) 3 0 2 2 2o t h e ri n s t r u m e n t sa n d q u a l i t yc o n t r o l 3 3 c h a p t e r3c h a r a c t e r i s t i c so f p a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n ds i z ed i s t r i b u t i o n 3 4 3 1p a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o ns t a t i s t i c s 3 4 3 1 1p a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o ni nt h es h o p p i n gm a l la n dc o m m e r c i a l 0 m c ei nw i n t e r 3 4 3 1 2p a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o ni nt h ed i n i n gh a l l c l a s s r o o ma n ds t u d e n t o f f i c ei ns p r i n g 3 5 3 1 3c o m p a r a t i o nb e t w e e np r e v i o u ss t u d i e sa n dt h i sr e s e a r c h 3 6 3 2d i s t r i b u t i o no fp a r t i c l en u m b e r , s u r f a c ea n dv o l u m ec o n c e n t r a t i o n 。3 9 3 2 1d i s t r i b u t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o ni nd i f f e r e n ts a m p l i n gs i t e s 3 9 3 2 2d i s t r i b u t i o no fp a r t i c l es u r f a c ea n dv o l u m ec o n c e n t r a t i o ni nd i f f e r e n t s a m p l i n gs i t e s z l ( ) 3 3c o n c l u s i o no f t h i sc h a p t e r 4 3 c h a p t e r4d i u m a lv a r i a t i o no f p a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o n 4 1d i u r n a lv a r i a t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n dr e l a t e dg a s o u sv o l u m e c o n c e n t r a t i o ni nt h es h o p p i n gr e a l l 4 4 4 2d i u r n a lv a r i a t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n dr e l a t e dg a s o u sv o l u m e c o n c e n t r a t i o ni nt h ec o m m e r c i a lo f f i c e 4 5 4 3d i u m a lv a r i a t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n dr e l a t e dg a s o u sv o l u m e c o n c e n t r a t i o ni nt h ed i n i n gh a l l z 1 6 s 山东大学硕士学位论文 4 3 1d i u r n a lv a r i a t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n dr e l a t e dg a s o l l s v o l u m ec o n c e n t r a t i o n 1 4 4 4 3 2e s t i m a t i o no f t h ec o n t r i b u t i o no f d i f f e r e n ts o u r c e s 4 6 4 4d i u r n a lv a r i a t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n dr e l a t e dg a s o u sv o l u m e c o n c e n t r a t i o ni nt h ec l a s s r o o m 4 9 4 5d i u r n a lv a r i a t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n dr e l a t e dg a s o u sv o l u m e c o n c e n t r a t i o ni nt h es t u d e n to f f i c e 5 0 4 6c o n c l u s i o no f t h i sc h a p t e r 4 9 c h a p t e r5c a s es t u d yo f i n d o o ra e r o s o lp a r t i c l e 5 3 5 1w a l k i n ga n dc l e a n i n gi nt h es h o p p i n gm a l l 5 3 5 2p r i n t e ru s ei nt h ec o m m e r c i a lo f ! f i c e 5 4 5 3t o b a c c os m o k i n gi nt h ec o m m e r c i a lo m c e 5 5 5 z la p a r t i c l eg r o w t he v e n ti nt h ec l a s s r o o m 5 7 5 5l o n gd u r a t i o no f h i g hl e v e lu l t r a f r e ep a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o n 5 8 c h a p t e r6c o n c l u s i o na n de x p e c t a t i o n 6 1 6 1c o n c l u s i o na n di m p o r t a n c e 6 1 6 2l i m i t a t i o n sa n de x p e c t a t i o n s 6 2 r e f e r e n c e s 6 3 6 山东大学硕士学位论文 摘要 本研究于2 0 1 0 年冬季和春季对我国大气污染严重、人口稠密的华北平原和 环渤海地区的典型代表城市济南开展了五种典型的室内环境下，使用宽范围颗粒 物粒径谱仪针对粒径范围1 0n i n 至1 0 “m 的大气颗粒物数浓度粒径的观测，以期 能针对性地考察济南室内环境颗粒物的浓度特征。 五个采样点( 超市、商业办公室、食堂、教室、学生办公室) 的平均数浓 度分别为1 4 9 1 7 个c m a 、1 1 8 1 0 个e r a 3 、4 9 6 8 个e r a 3 、1 0 3 8 9 个c m a 和1 2 4 3 1 个c m 3 。 颗粒物均主要分布在爱根模态，占总颖粒物数量的6 0 左右。和国外一些国家相 比，我国的颗粒物数浓度和国外相当，但质量浓度却高一个数量级，这主要是由 于颗粒物数量的分布决定的。五个采样点颗粒物的表面积浓度主要分布在积聚模 态，均可占7 0 以上。冬季室内颗粒物总表面积浓度远远大于春季，室内空气水 平明显较差。五个采样点的体积浓度主要分布在积聚模态，且冬季较春季更高。 这是由于在冬季室外高积聚模态颗粒物污染的情况下，体积浓度在粗粒子模态内 的分布非常有限，说明室内人为机械活动的影响较小；而在春季，空气中积聚模 态颗粒物浓度有所降低的条件下，室内人为机械活动的贡献明显升高；教室内部 粉笔的使用使颗粒物体积浓度在积聚模态和粗粒子模态的分布相当。 五个采样点颗粒物数浓度和相关污染气体的日变化曲线有明显差异，这是由 于不同采样点室内颗粒物排放源不同，室外环境也不同。超市无明显室内源，室 内颗粒物浓度主要受室外影响，凝结核模态颗粒物受室外成核的控制，在正午最 高；而爱根模态颗粒物在8 点和1 8 点前后有明显交通峰。办公室内颗粒物总体 也受室外控制，凝结核模态颗粒物在正午达到峰值，爱根模态颗粒物有明显交通 峰：但由于办公室内部偶有吸烟的情况，导致5 0 2 0 0n n l 颗粒物浓度在1 0 点到 1 1 点仍然升高。食堂内部颗粒物来源复杂，主要是烹饪对颗粒物有明显影响。 在此影响下，除早晚交通峰外，在早中晚也形成烹饪而导致的峰，且在早晚和交 通峰重叠。教室内部颗粒物污染主要受室外控制。而由于采样期间为国家法定假 日，人们出行习惯有了明显改变，爱根模态只在下午出现单一的交通峰。办公室 采样期间，由于特殊的外界天气条件，室内空气中爱根模态浓度高且稳定，交通 源对颗粒物数浓度起反作用。 7 山东大学硕士学位论文 不同室内环境可能有不同的室内源，并对室内环境颗粒物污染特征起到不同 程度的影响。超市内部的人员流动和卫生打扫虽然可以使粗粒子模态颗粒物体积 浓度提升5 7 倍，但对颗粒物总体积浓度贡献不大：办公室内部打印机的使用可 瞬间释放高浓度粒径在2 0 r i m 附近的颗粒物，对人体危害较大；吸烟可明显改变 室内颗粒物的数浓度粒径分布和体积浓度分布，严重影响室内空气质量并持续若 干小时。 在无明显颗粒物污染源的室内，其空气颗粒物污染特征和室外基本一致，所 以室外颗粒物污染特征的改变会影响室内。实验观测到的室内颗粒物增长现象实 际是由室外大气中硫酸蒸汽的凝结导致，其增长速率为3 4 n m b ，属于正常增长 速率。在低湿度和高风速的极端天气条件下，新粒子生成控制大气环境中的爱根 模态颗粒物，并使之在高浓度下达到动态平衡，交通源在其中起反作用。 关键词：大气颗粒物；室内环境；数浓度；粒径分布 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t a no b s e r v a t i o nw a sc o n d u c t e di nf i v et y p i c a li n d o o re n v i r o n m e n t sd u r i n gs p r i n g a n dw i n t e r2 010i nj i n a n , w h i c hi so n eo ft h em o s tp o l l u t e dp o p u l o u sa r e a si nc h i n a i nt h i sp a p e r , w ep r e s e n t e dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o na n d s i z ed i s t r i b u t i o n ，i no r d e rt os h o wt h ea e r o s o lp o l l u t i o nf e a t u r ei ni n d o o re n v i r o n m e n t ma l ls i t e s ，p a r t i c l en u m b e r sw e r ed i s t r i b u t e di na i t k e nm o d e ( 2 0 - 10 0n m ) ， a c c o u n t i n gf o ra p p r o x i m a t e l y6 0 o ft h et o t a l 1 1 圮l e v e lo fp a r t i c l en u m b e r c o n c e n t r a t i o nw a s c o m p a r a b l e t ot h e d e v e l o p e dc o u n t r i e s ，w h i l et h em a s s c o n c e n t r a t i o nw a sa b o u ta no r d e ro fm a g n i t u d eh i g h e r , w h i c hi sd u et ot h ed i f f e r e n t s i z ed i s t r i b u t i o no fp a r t i c l en u m b e rc o n c e n t r a t i o n i na l ls i t e s ，t h ep a r t i c l es u r f a c e c o n c e n t r a t i o nw a sd i s t r i b u t e di na c c u m u l a t i o nm o d e ( 10 0 - 10 0 0n m ) ，a c c o u n t i n gf o r m o r et h a n8 5 t h et o t a lp a r t i c l es u r f a c ec o n c e n t r a t i o ni nw i n t e rw a ss i g n i f i c a n t l y h i g h e rt h a nt h es p r i n g ，i n d i c a t i n gt h ew o r s ei n d o o ra i rq u a l i t yi nw i n t e r i na l ls i t e s ， t h ep a r t i c l ev o l u m ec o n c e n t r a t i o nw a sd i s t r i b u t e di na c c u m u l a t i o nm o d e ，w i t hh i g h e r p e r c e n t a g ei nw i n t e rt h a ns p r i n g i nw i n t e r , u n d e rt h ec o n d i t i o no fh i 曲o u t d o o r p o l l u t i o nl e v e lo na c c u m u l a t i o np a r t i c l e s ，t h ev o l u m ec o n c e n t r a t i o nd i s t r i b u t e dm u c h l e s s i nt h ec o a r s em o d e ( m o r et h a n1 0 0 0n m ) ，i n d i c a t i n gt h a tt h ei n d o o rm e c h a n i c a l a c t i v i t i e ss u c ha sw a l k i n go rc l e a n i n gh a das m a l lc o n t r i b u t i o n i ns p r i n g ，t h eo u t d o o r p o l l u t i o n l e v e lo na c c u m u l a t i o nm o d ep a r t i c l e sw a sr e l a t i v e l yl o w e r , s ot h e c o n t r i b u t i o no fi n d o o rh u m a nm e c h a n i c a la c t i v i t i e sw a sb i g g e r i nt h ec l a s s r o o m , t h e u s eo fc h a l k sc a np r o d u c ep a r t i c l e si nc o a r s em o d e ，r e s u l t i n gi nt h ec o m p a r a b l e v o l u m ed i s t r i b u t i o ni na c c u m u l a t i o nm o d ea n dc o a r s em o d e t h ed i u r n a lv a r i a t i o n so fd i f f e r e n ts i z e - b i np a r t i c l e sa sw e l la st h er e l a t e d g a s e o u sp o l l u t a n t ss h o w e dq u i t ed i f f e r e n tp a t t e r n si nd i f f e r e n ts i t e s ，b e c a u s et h e i r i n d o o rp a r t i c l es o u r c ea n do u t d o o re n v i r o n m e n tw e r ed i f f e r e n t t h e r ew a sn o s i g n i f i c a n ti n d o o rp a r t i c l es o u r c e i nt h ed i n i n gh a l l ，a n dt h en u c l e a t i o np a r t i c l e r e a c h e di t sp e a kv a l u ea tn o o n ，w h i l et h ea i t k e nm o d ep a r t i c l e sh a dt w oo b v i o u s t r a f f i c - h o u r - p e a k sa ta b o u t8 ：0 0a n d18 ：0 0 s i m i l a r l y ，t h ei n d o o ra i rq u a l i t yw a s m o s t l yc o n t r o l l e db yt h eo u t d o o r si n t h ec o m m e r c i a lo f f i c e t h en u c l e a t i o nm o d e 9 山东大学硕士学位论文 p a r t i c l eh a dap e a ka tn o o n ，a n dt h e r ew e r et w ot r a f f i c h o u r - p e a k s ，h o w e v e r ，t h e o c c a s i o n a lt o b a c c os m o k i n gm a d et h e2 0 2 0 0m np a r t i c l e sc o n t i n u et oe l e v a t ea t 10 ：0 0t o11 ：0 0 ，a f t e rt h et r a f f i cr u s hh o u r s t h ec o o k i n ga c t i v i t ym a d et h ep a r t i c l e s o u r c e si nt h ed i n i n gh a l lm u c hm o r ec o m p l e x b e s i d e st h ep e a kv a l u eo fn u c l e a t i o n m o d ep a r t i c l e sa tn o o n ，a n dt h et r a f f i c - h o u rp e a k si nt h em o r n i n ga n da f t e r n o o n ，t h e r e w e r ea l s ot h r e ec o o k i n g - p e a k sf o rb o t hn u c l e a t i o nm o d ea n da i t k e nm o d ep a r t i c l e si n a b o u t7 ：0 0 ，1 2 ：0 0a n d1 8 ：0 0 t h en u c l e a t i o nm o d ep a r t i c l e si nt h ec l a s s r o o mr e a c h e d i t sp e a kv a l u ea tn o o n , a n dt h e r ew a so n l yo n et r a f f i c h o u r - p e a kb e c a u s eo ft h ec h a n g e o ft h eo u t b o u n dt r a f f i cd u r i n gt h ew e e k e n d sa n dt o m b - s w e e p i n gd a y t h ed i u r n a l v a r i a t i o np a t t e r ni nt h eo f f i c ew a sq u i t es p e c i a l ，w i t ha na l ld a yl o n gh i g hl e v e lo f a i t k e nm o d ep a r t i c l e sb e c a u s eo ft h ee x t r e m eo u t d o o rw e a t h e rc o n d i t i o n ，a n dt h e r e w a sn e i t h e rp e a kh o u ra tn o o nf o rn u c l e a t i o nm o d e p a r t i c l e s ，n o rt h et r a f f i c - h o u r - p e a k f o ra i t k e nm o d e p a r t i c l e s d i f f e r e n ti n d o o rp a r t i c l e ss o u r c e sw e r eo b s e r v e d , a n dt h e i rc o n t r i b u t i o nt ot h e i n d o o ra i rq u a l i t yw a sa n a l y s e d t h ew a l k i n ga n dc l e a n i n gt h es h o p p i n gm a l lm a d e t h ev o l u m ec o n c e n t r a t i o no fc o a r s em o d ep a r t i c l e sr i s et o5 - 7t i m e sh i g h e r ，h o w e v e r , i t sc o n t r i b u t i o nt ot h et o t a lv o l u m ec o n c e n t r a t i o nw a sl i m i t e d t h ep r i m e ru s ei nt h e c o m m e r c i a lo f f i c ec o u l de m i tah u g en u m b e ro f 2 0s i np a r t i c l e sa n dt h u sh a das e r i o u s r i s kt oh u m a nh e a l t h ；t o b a c c os m o k i n gc o u l dg r e a t l yc h a n g et h es i z ed i s t r i b u t i o no f i n d o o rp a r t i c l en u m b e ra n dv o l u m ec o n c e n t r a t i o n , a n dh a das e r i o u si m p a c to nt h e i n d o o ra i rq u a l i t yf o rh o u r s a p a r t i c l eg r o w t he v e n tw a so b s e r v e dw i t ha3 4n mh 1g r o w t hr a t e ，w h i c hi s c o m p a r a b l et op r e v i o u ss t u d i e s d u r i n ga1 0 n gs t r e t c ho fn o n - h a z ed a y sw i t hl o w r e l a t i v eh u m i d i t ya n dh i g hw i n ds p e e d ，ac o n t i n u o u s l yh i g hl e v e lo fu l t r a f m ep a r t i c l e s w a so b s e r v e d ，a n dt r a f f i ce x h a u s tp l a y e da na d v e r s er o l ei nt h et o t a ln u m b e r c o n c e n t r a t i o nu n d e rt h i ss p e c i a lc o n d i t i o n k e y w o r d s ：a e r o s o l p a r t i c l e s ；i n d o o re n v i r o n m e n t ；p a r t i c l en u m b e r c o n c e n t r a t i o n ；s i z ed i s t r i b u t i o n 1 0 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 大气颗粒物概述 1 1 1 大气污染简介 大气污染可以定义为“人为排放到大气环境中的气态或颗粒态物质的浓度已 积累到足够直接或间接地破坏植物、动物、其他生命形式、生态系统和建筑物的 程度 【l 】。大气污染的状态被称为大气质量，而大气质量实际就是对大气中气态 污染浓度以及颗粒态污染物大小和数量的描述【2 1 。如前所述，大气质量和当代社 会许多问题紧密相连，包括：健康问题( 比如呼吸，癌症，过敏) ，生态系统问 题( 比如农作物产量，生物多样性) ，国家遗产问题( 比如物质遗产，历史古迹) ， 区域性气候问题( 比如气溶胶和臭氧表现出很强的区域性气候强迫作用) 。 大气污染问题古已有之，可以追溯到中世纪【1 1 。但人们重新开始关注这一问 题始于一些大城市，比如洛杉矶，开始出现有害的类似霾的一种天气”。在随后 的几十年里，人们对大气污染的认识可以说是随着空气污染程度的加重而加深的。 近2 0 年来，酸沉降、光化学烟雾以及复合型污染几乎席卷全球 】，而人类也做 了大量关于控制大气污染和大气成分的相关研究，这些研究为日后有效控制大气 质量提供了可能的手段和思路，但人类对大气环境的研究和改善仍然任重而道远。 1 1 2 大气气溶胶及其影响 大气环境中的污染物按照物理性质可以分为气态污染物和气溶胶污染物。其 中，气溶胶的物理性质复杂，尚没有统一定义，一般可认为是大气中固态和液态 物质分散在气体中形成的均匀稳定的悬浮体系。这种悬浮在空气中的固态或液态 微粒则统称为大气气溶胶粒子。在目前的研究中，一般认为气溶胶粒子的空气动 力学直径在3 n m l o o g m 之间，粒径大于1 0 0 u m 的颗粒物不能长久悬浮于空气中， 而3 n m 是目前主流仪器的监测下限，其实近年来已有测量下限低于3 n m 的监测 仪器，可是研究发现，这些小于3 n m 的物质还缺乏气溶胶粒子的一般物理性质， 故称其为分子簇引。 气溶胶粒子按来源可分为自然源和人为源。自然源主要有生物圈，土壤，海 洋和火山等，人为源主要是化石燃料的燃烧，以及工业生产和农业活动 9 1 。工业 革命以来，随着城市化进程的急剧加快和对能源需求的迅速增加，人类不仅向空 气中直接排放大量一次颗粒物，同时也排放出大量的s 0 2 和n 仅等污染性气体。 1 1 山东大学硕士学位论文 这些气体在空气中通过非均相化学反应和光化学作用，可以转化为二次硫酸盐或 硝酸盐气溶胶。在城市环境中，二次气溶胶已经占相当大的比例【l0 1 。此外，人为 活动也会影响自然源的排放，例如由于人为破坏土壤结构而导致的沙尘和扬尘【1 1 】。 大气气溶胶的气候效应非常明显，一方面气溶胶可以通过自身反射和吸收太 阳的短波辐射，改变地球表面热辐射平衡，直接影响气候 1 2 - 1 s 】；另一方面，气溶 胶粒子可以通过成为云凝结核或冰核的方式，影响云的形成和性质，改变云对太 阳能量的反射或参与雨、雪等降水过程，从而间接影响气候【1 6 】。图1 1 为i p c c 于2 0 0 7 发布的影响全球热平衡的因子及他们的贡献。从图1 1 可以看出，气溶 胶具有负的辐射强迫作用，即主要产生制冷效应。同时，气溶胶的不确定性也最 大，说明我们对气溶胶的研究还远远不够，对它的认识还需要进一步加深。 r a d l a w ef o r c i n go fc l i m a t eb e t w e e n17 5 0a n d2 0 0 5 一 甩 ：耋董 r a d i a t i v ef o r c i n gt e r m s l o n g - l i v e d 中 g r n h o u s eg a s e s 0 z o n e 卜a壤tosphenc_ h t a ? j ( x ：a 神r b o e n c n s s t r a t o s p h e r i c w a t e rv a p o u r j lb i 嚣毋“ s u r f a c ea l b e d o 叩惦。li d2 r e c te f f e c t f 。_ t o t a tl _ _ _ _ 一 a e r o s o l 1c i o u d b e d 0 e f f e c t 1 _ l i n e a rc o n t r a i l s旧o b s o l a rl r r a d i a n c e j t o t a if i e t h u m a na c t r v l t i e s ii 2- 1012 r a d i a t i v ef o r c i n g ( w a t t sp e rs q u a r em e t r e ) 图1 - 117 5 0 2 0 0 5 年大气污染物辐射强迫估算 除了气候效应，大气气溶胶的健康效应也非常明显，其健康效应主要体现在 对人体组织器官的危害上。假设我们每次呼吸的空气为5 0 0 m l ，则我们每次都 会吸入几百万颗粒物，这些颗粒物一部分会沉积在肺部17 1 ，甚至其他器官，进而 1 2 山东大学硕士学位论文 引起器官病变。流行病学研究显示，颗粒物质量浓度和当地呼吸系统，心血管系 统发病率，甚至死亡人数有明显的正相关关系【1 8 1 9 】。根据美国哈佛大学对p m 2 5 质量浓度和人群死亡率的研究，p m 2 5 每升高1 0 l l g m 3 ，则当地死亡率升高1 5 【2 0 1 。 此外，还有很多学者直接从毒理学角度来研究大气颗粒物的健康效应，发现颗粒 物不仅仅能在肺部沉积，其中较小的部分甚至可以穿透肺泡，进入血液循环系统， 从而沉积在全身的多个组织器官中引起病变 2 1 , 2 2 】。 此外，大气气溶胶还是影响大气能见度的主要因素。大气能见度是指正常情 况下，人眼可以看到黑色物体的最远距离。在没有大气颗粒物存在的理想状态下， 人眼的感知范围可以达到3 0 0 k m 2 3 1 ，而在实际的生活中，由于大气颗粒物的存 在，人的实际能见度在l o - 2 0 k m 左右，特别是在城区大气颗粒物高浓度的背景 下，能见度常常小于l o k m ，我们称