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)境科學中，顆粒物特指懸浮在空氣當中的固體顆?；蛘咭旱?，是空氣污染的一個主要來源。細顆粒物也叫做可入肺顆粒物；粒徑指的是空氣動力學直徑什么是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，所以在實際測定顆粒物粒徑時，如果顆粒物在通過檢測儀器時所表現(xiàn)出的空氣動力學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定PM2.5時，需要利用空氣動力學原理把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、浪花等風揚塵土火山噴發(fā)森林火災漂浮海鹽火山灰花粉真菌孢子細菌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，每年由于顆粒物污染造成的死亡人數(shù)約為2.2萬-5.2萬人。在歐洲，由于顆粒物污染造成的死亡人數(shù)高達20萬。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到支氣管和肺泡。PM2.5具有更強的穿透力，可能抵達細支氣管壁，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)。在歐盟國家中，PM2.5導致人們的平均壽命減少8.6個月。PM2.5還可成為病毒和細菌的載體，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)境背景值中國的PM2.5PM2.5的監(jiān)測方法PM2.5的標準問題與建議2011年10月，一場灰霾籠罩京城，但北京環(huán)保局公布的每日空氣質(zhì)量報告中，最嚴重的地方也僅為“輕度污染”。同日，美國大使館自測的空氣質(zhì)量PM2.5指數(shù)反復跳上200大關(guān)，達到美國國家環(huán)保局認定的“非常不健康”、“危險”級別。自此，PM2.5開始進入中國公眾的視線，并隨著姚晨、潘石屹等名人微博的關(guān)注，成為社會熱點。中國的PM2.5:當時中國通用的API只考慮了PM10、二氧化硫、二氧化氮。數(shù)據(jù)不同的原因是計算方法不同。美環(huán)保署實施的AQI指標是綜合PM2.5、PM10、一氧化碳、二氧化硫、臭氧和二氧化氮的濃度計算出來的；從近十幾年來發(fā)表的科學論文中，可以查到中國一些大城市某一區(qū)域某一階段的PM2.5的測定值。2000年，在北京的5個監(jiān)測點測得的PM2.5年均值為101微克/立方米；2008北京奧運會的17天中，在北大測得的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，在上海兩個監(jiān)測點測定的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。按照中國現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標準，PM10是常規(guī)監(jiān)測指標，全國性監(jiān)測已開展了十幾年。從2001年至2009年，全國主要城市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做一個極端估算可得：2009年全國主要城市的PM2.5平均值為72微克/立方米。2010年9月，美國國家航空航天局（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，這個濃度被稱為背景濃度。中國的背景濃度有多高？目前尚無公開的數(shù)據(jù)。PM2.5環(huán)境背景值:美國于1997年率先制定PM2.5的空氣質(zhì)量標準以來，許多國家都陸續(xù)跟進將PM2.5納入監(jiān)測指標。美國作為較早研究PM2.5的國家，于1997年就通過了相關(guān)標準，并在2006年發(fā)布了更嚴格的標準。美國通過《國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準》對顆