淺談細(xì)顆粒物（PM2.5）

佟乃興趙晶明張鵬姜超晨（大連華信理化檢測(cè)中心有限公司）

1971年，美國環(huán)境保護(hù)署制定了大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，要求對(duì)大氣中的6種有害物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中就包括懸浮在大氣中的粒徑為25微米至45微米的顆粒物，英文拼寫是particulate matter，縮寫為PM。1979年，美國環(huán)境保護(hù)署修訂了原標(biāo)準(zhǔn)中顆粒物的粒徑尺寸，提出“可吸入顆粒物”的概念，即指懸浮在空氣中，粒徑≤10微米的顆粒物，記為PM10。

說起可吸入顆粒物（以下簡稱PM10），大多數(shù)的中國人對(duì)此并不知曉，是通過2013年一季度的新聞連續(xù)報(bào)道的霧霾現(xiàn)象頻發(fā)，全國74個(gè)城市PM2.5超標(biāo)天數(shù)幾乎達(dá)到一半事件，認(rèn)識(shí)了“可吸入肺顆粒物”（即PM2.5），就認(rèn)為“PM2.5”等同于“PM10”。其實(shí)在，在專業(yè)研究領(lǐng)域還是有很大的差別，前文介紹“PM10”是指大氣中粒徑直徑小于10μm可通過呼吸道進(jìn)入人體的顆粒物，對(duì)人體健康有危害作用，10微米直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道，5微米直徑的可進(jìn)入呼吸道的深部，2微米以下的可100%深入到細(xì)支氣管和肺泡，為了正確區(qū)分PM2.5，2013年4月19日全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)和外語中文譯寫規(guī)范部際聯(lián)席會(huì)議專家委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布，PM10中文名為“可吸入顆粒物”，PM2.5的中文名稱被定名為細(xì)顆粒物，如果以后有PM1，今后命名可稱為“超細(xì)顆粒物”。

細(xì)顆粒物主要成分是元素碳、有機(jī)碳化合物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽。其它的常見的成分包括各種金屬元素，既有鈉、鎂、鈣、鋁、鐵等地殼中含量豐富的元素，也有鉛、鋅、砷、鎘、銅等主要源自人類污染的重金屬元素[2]。

細(xì)顆粒物從自然角度來源于自然風(fēng)揚(yáng)塵土、火山、森林火災(zāi)、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細(xì)菌；但細(xì)顆粒物的主要來源還是人為的排放，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃燒、生物質(zhì)（秸稈、木柴）的燃燒、垃圾焚燒；道路揚(yáng)塵、建筑施工揚(yáng)塵、工業(yè)粉塵、廚房煙氣等，氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物在空氣中也可能轉(zhuǎn)化成細(xì)顆粒物[1]。

細(xì)顆粒物的危害：

1、引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病：氣象專家和醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，由細(xì)顆粒物造成的灰霾天氣對(duì)人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大。粒徑在2.5微米以下的細(xì)顆粒物，直徑相當(dāng)于人類頭發(fā)的1/10大小，不易被阻擋。被吸入人體后會(huì)直接進(jìn)入支氣管，刺激呼吸道，干擾肺部的氣體交換，從而引發(fā)咳嗽、呼吸困難、哮喘、慢性支氣管炎等呼吸系統(tǒng)的疾病并導(dǎo)致心律不齊、非致命性心臟病等心血管方面的疾病；

2、損害血紅蛋白輸送氧的能力，喪失血液：細(xì)顆粒物能與身體中的血紅蛋白相結(jié)合，從而影響血液的輸送，這對(duì)有貧血和血液循環(huán)障礙的病人來說，可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，例如加重呼吸系統(tǒng)疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠狀動(dòng)脈等心臟疾病。每個(gè)人每天平均要吸入約1萬升的空氣，這些顆粒通過支氣管和肺泡進(jìn)入血液，進(jìn)入肺泡的微塵可迅速被吸收、不經(jīng)過肝臟解毒直接進(jìn)入血液循環(huán)分布到全身，其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，對(duì)人體健康的傷害更大；

3、致癌：細(xì)顆粒物成分復(fù)雜，其中的某些成分會(huì)使人體產(chǎn)生病變，從而誘發(fā)癌癥。

4、環(huán)境方面：當(dāng)大氣中大量細(xì)顆粒物均勻地浮游在空中，顆粒物對(duì)光的散射和吸收，能顯著減弱光信號(hào)，大幅降低有效視距，使水平能見度小于10千米，并且相對(duì)濕度小于或等于80%，產(chǎn)生陰“霾”天氣，“霾”是空氣遭受污染的產(chǎn)物[2]。

細(xì)顆粒物危害嚴(yán)重，國務(wù)院批準(zhǔn)發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中，該標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996）相比，主要是增加了細(xì)顆粒物年均、日均濃度限值和臭氧(O3)8小時(shí)濃度限值，同時(shí)嚴(yán)格了PM10和NO2的指標(biāo)值。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，PM2.5一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值：年平均為15μm/m3，24小時(shí)平均為35μm/m3；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值：年平均為35μm/m3，24小時(shí)平均為75μm/m3[3]。其中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)適用于自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的區(qū)域；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)適用于居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。

目前，針對(duì)細(xì)顆粒物的測(cè)定方法主要采用HJ 618-2011《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定 重量法》，該標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)境保護(hù)部批準(zhǔn)，并于2011年11月1日起實(shí)施。分別通過細(xì)顆粒物切割器、采樣系統(tǒng)：切割粒徑Da50=（2.5±0.2）μm；捕集效率的幾何標(biāo)準(zhǔn)差為σg=（1.2±0.1）μm。其他性能和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合HJ/T 93-2003的規(guī)定），以恒速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中細(xì)顆粒物被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的重量差和采樣體積，通過公式計(jì)算出細(xì)顆粒物的濃度，其中ρ為PM2.5濃度，mg/m3；W2為采樣后濾膜的重量，g；W1為空白濾膜的重量，g；V為已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（101.325kPa,273K）下的采樣體積，m3。根據(jù)計(jì)算結(jié)果檢驗(yàn)環(huán)境細(xì)顆粒物的濃度是否超出國家限定標(biāo)準(zhǔn)[3]。

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)的進(jìn)步和人民生活水平的提高（主要表現(xiàn)在私家車的增多），環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重，對(duì)于人們的身體健康危害也增加。在1982年已經(jīng)通過研究證實(shí)當(dāng)空氣中細(xì)顆粒物的濃度長期高于10μg/m3，就會(huì)帶來死亡風(fēng)險(xiǎn)的上升。濃度每增加10μg/m3，總的死亡風(fēng)險(xiǎn)會(huì)上升4%，心肺疾病帶來的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升6%，肺癌帶來的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升8%。此外，細(xì)顆粒物極易吸附多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物和重金屬，使致癌、致畸、致突變的機(jī)率明顯升高。因此，環(huán)境空氣中的細(xì)顆粒物監(jiān)測(cè)非常的重要，我國已經(jīng)具有細(xì)顆粒物的標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保部明確提出了新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的“三步走”目標(biāo)，并且加大了監(jiān)測(cè)力度，希望通過大家的努力，在2016年在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒物的監(jiān)控，改進(jìn)我們的空氣質(zhì)量。

[1]滕文江，等.中國四城市空氣中粗細(xì)顆粒物元素組成特征[J].中國環(huán)境科學(xué)，1999,19（3）：238-242

[2]GB3095-2012，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]

[3]HJ618-2011，環(huán)境空氣PM10，PM2.5的測(cè)定重量法[S]