環(huán)境專題講座：PM2.5

“霧霾”專題AirimageinBeijing,9:21a.m.,Jan10,2012.Environ.Sci.Technol.2012,46,3628

在環(huán)境科學(xué)中，顆粒物特指懸浮在空氣當(dāng)中的固體顆粒或者液滴，是空氣污染的一個(gè)主要來源。細(xì)顆粒物也叫做可入肺顆粒物；粒徑指的是空氣動(dòng)力學(xué)直徑什么是PM2.5？fromTheHealthEffectsofAirPollutiononChildren,Dr.MichaelKleinman,UC-Irvine,September19,2000

空氣中的顆粒物并非是規(guī)則的球形，所以在實(shí)際測(cè)定顆粒物粒徑時(shí)，如果顆粒物在通過檢測(cè)儀器時(shí)所表現(xiàn)出的空氣動(dòng)力學(xué)特征與直徑小于或等于2.5微米且密度為1克/立方厘米的球形顆粒一致，那就稱其為PM2.5。這樣的定義就決定了在測(cè)定PM2.5時(shí)，需要利用空氣動(dòng)力學(xué)原理把PM2.5與更大的顆粒物分開，而不是用孔徑為2.5微米的濾膜來分離。來源自然源人為源直接排放間接轉(zhuǎn)化火山爆發(fā)、沙塵暴、森林火災(zāi)、浪花等風(fēng)揚(yáng)塵土火山噴發(fā)森林火災(zāi)漂浮海鹽火山灰花粉真菌孢子細(xì)菌PM2.5直接排放間接排放燃燒過程化石燃料生物質(zhì)燃料垃圾焚燒煤、汽油、柴油秸稈、木柴二氧化硫氮氧化物氨氣揮發(fā)性有機(jī)物空氣轉(zhuǎn)化PM2.5主要成分各種金屬元素，鈉、鎂、鈣、鋁、鐵等地殼中含量豐富的元素元素碳、有機(jī)碳化合物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽常見成分鉛、鋅、砷、鎘、銅等主要源自人類污染的重金屬元素各種金屬元素HowisPM2.5formed?DirectlyEmittedintotheAir

Cars,trucks,buses

Powerplants,factories

Constructionsites

Tilledfields,pavedandunpavedroads

WoodburningIndirectlyFormed

GasesreacttoformparticlesSource:ParticulateMatterScienceforPolicyMakers–ANARSTOAssessment,2003.

Source:ParticulateMatterScienceforPolicyMakers–ANARSTOAssessment,2003.

在20世紀(jì)70年代，人們開始注意到顆粒物污染與健康問題之間的聯(lián)系。在美國(guó)，每年由于顆粒物污染造成的死亡人數(shù)約為2.2萬(wàn)-5.2萬(wàn)人。在歐洲，由于顆粒物污染造成的死亡人數(shù)高達(dá)20萬(wàn)。呼吸系統(tǒng)心血管系統(tǒng)顆粒物造成傷害其他器官間接影響呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、加重哮喘、導(dǎo)致慢性支氣管炎、心律失常、非致命性的心臟病、心肺病患者的過早死等。顆粒物的大小決定了它們最終在呼吸道中的位置。較大的顆粒物會(huì)被纖毛和黏液過濾，無法通過鼻子和咽喉。PM10可以穿透這些屏障達(dá)到支氣管和肺泡。PM2.5具有更強(qiáng)的穿透力，可能抵達(dá)細(xì)支氣管壁，并干擾肺內(nèi)的氣體交換。比表面積大，更易吸附有毒害的物質(zhì)。在歐盟國(guó)家中，PM2.5導(dǎo)致人們的平均壽命減少8.6個(gè)月。PM2.5還可成為病毒和細(xì)菌的載體，為呼吸道傳染病的傳播推波助瀾。老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。PM2.5的環(huán)境背景值中國(guó)的PM2.5PM2.5的監(jiān)測(cè)方法PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)問題與建議2011年10月，一場(chǎng)灰霾籠罩京城，但北京環(huán)保局公布的每日空氣質(zhì)量報(bào)告中，最嚴(yán)重的地方也僅為“輕度污染”。同日，美國(guó)大使館自測(cè)的空氣質(zhì)量PM2.5指數(shù)反復(fù)跳上200大關(guān)，達(dá)到美國(guó)國(guó)家環(huán)保局認(rèn)定的“非常不健康”、“危險(xiǎn)”級(jí)別。自此，PM2.5開始進(jìn)入中國(guó)公眾的視線，并隨著姚晨、潘石屹等名人微博的關(guān)注，成為社會(huì)熱點(diǎn)。中國(guó)的PM2.5:當(dāng)時(shí)中國(guó)通用的API只考慮了PM10、二氧化硫、二氧化氮。數(shù)據(jù)不同的原因是計(jì)算方法不同。美環(huán)保署實(shí)施的AQI指標(biāo)是綜合PM2.5、PM10、一氧化碳、二氧化硫、臭氧和二氧化氮的濃度計(jì)算出來的；從近十幾年來發(fā)表的科學(xué)論文中，可以查到中國(guó)一些大城市某一區(qū)域某一階段的PM2.5的測(cè)定值。2000年，在北京的5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的PM2.5年均值為101微克/立方米；2008北京奧運(yùn)會(huì)的17天中，在北大測(cè)得的PM2.5最低28.2，最高147.4微克/立方米，平均64.7微克/立方米。1999年，在上海兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)定的PM2.5年均值為57.9和61.4微克/立方米。根據(jù)PM10的數(shù)據(jù)估算PM2.5的濃度。按照中國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，PM10是常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，全國(guó)性監(jiān)測(cè)已開展了十幾年。從2001年至2009年，全國(guó)主要城市PM10的平均值從125降到了90微克/立方米。PM2.5和PM10之間的比例通常在0.5-0.8之間，取0.8做一個(gè)極端估算可得：2009年全國(guó)主要城市的PM2.5平均值為72微克/立方米。2010年9月，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）公布的一張全球空氣質(zhì)量地圖單位：μg/m3在美國(guó)和西歐，背景濃度大約為3-5微克/立方米，澳大利亞的背景濃度也在5微克/立方米左右。即使沒有人為污染，空氣中也有一定濃度的PM2.5，這個(gè)濃度被稱為背景濃度。中國(guó)的背景濃度有多高？目前尚無公開的數(shù)據(jù)。PM2.5環(huán)境背景值:美國(guó)于1997年率先制定PM2.5的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以來，許多國(guó)家都陸續(xù)跟進(jìn)將PM2.5納入監(jiān)測(cè)指標(biāo)。美國(guó)作為較早研究PM2.5的國(guó)家，于1997年就通過了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并在2006年發(fā)布了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)通過《國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)顆