大氣顆粒物PM2.5及其危害

齊世彩

【摘要】PM2.5逐漸成為我國(guó)許多大中城市的首要空氣污染物。它是造成霧霾天氣、降低能見(jiàn)度，影響交通安全的主要因素。PM2.5通過(guò)呼吸道進(jìn)入肺泡，危害人體健康。PM2.5的基本特征是體積小、重量輕，在大氣中滯留時(shí)間長(zhǎng)，可以被大氣環(huán)流輸送到很遠(yuǎn)的地方，造成大范圍的空氣污染。PM2.5對(duì)環(huán)境的影響范圍和對(duì)人體健康的危害程度，比PM10和PM100更大、更嚴(yán)重。

【關(guān)鍵詞】大氣顆粒物；PM2.5；危害

前 言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，空氣質(zhì)量問(wèn)題日益突出，國(guó)內(nèi)眾多城市陰霾天氣出現(xiàn)頻率逐年增高。PM2.5因其能夠進(jìn)入人體肺泡，故被定義為可入肺顆粒物，PM2. 5屬于細(xì)微顆粒物范疇，通常也被稱為細(xì)粒子。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但由于大部分有害元素和化合物都富集在細(xì)顆粒物上，而隨著粒徑的減小，細(xì)顆粒物在大氣中的存留時(shí)間和呼吸系統(tǒng)對(duì)其的吸收率也隨之增加，因此，相對(duì)于TSP、PM10，粒徑較小且毒性較大的PM2.5對(duì)空氣污染、大氣能見(jiàn)度、人體健康以及大氣能量平衡影響更大。目前，PM2.5已成為國(guó)內(nèi)外城市大氣的首要污染物。

1.PM2.5概述

PM2.5是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于2.5μm 的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物，它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等有重要影響。此外，粒徑小于0.1μm 的粒子又稱為超細(xì)粒子。

1.1PM2.5的來(lái)源

PM2.5的來(lái)源主要分為天然源、人為源和混合源。天然源主要包括風(fēng)揚(yáng)塵土、森林火災(zāi)、火山灰、漂浮的海鹽、細(xì)菌等。人為排放部分包括化石燃料（煤、汽油、柴油、天然氣）和生物質(zhì)（秸桿、木柴）等燃燒、道路和建筑施工揚(yáng)塵、工業(yè)粉塵、餐飲油煙等污染源直接排放的顆粒物，也包括由一次排放出的氣態(tài)污染物（主要有二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物、氨氣等） 轉(zhuǎn)化生成的二次顆粒物?；旌显词侵讣仁艿阶匀涣ψ饔糜质艿饺肆ψ饔枚欧诺念w粒物，主要是揚(yáng)塵。

1.2 PM2.5的組成

PM2.5的化學(xué)成分非常復(fù)雜，受其來(lái)源、粒徑、所處氣候條件等因素影響，主要包括無(wú)機(jī)元素、有機(jī)物以及含硫成分。不同時(shí)間不同地區(qū)的PM2.5中的無(wú)機(jī)元素種類和含量各不相同，在不同的粒徑顆粒物中，重金屬元素的濃度水平有明顯差別，有害重金屬元素主要吸附在PM2.5中；由一次排放出的氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化的二次顆粒物，PM2.5化學(xué)構(gòu)成中有機(jī)物占很大比重。

2.PM2.5對(duì)健康和環(huán)境的危害

PM2. 5的污染危害是廣泛的，但最主要的是體現(xiàn)在對(duì)人體健康的危害和大氣能見(jiàn)度的影響兩個(gè)方面。

2.1 PM2.5對(duì)人體健康的危害

顆粒物進(jìn)入人體，能引起人體多種疾病。顆粒物的粒徑?jīng)Q定了人體受危害的程度，這是因?yàn)轭w粒物粒徑越小，顆粒物進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)的部位就越深，甚至能夠穿透肺泡進(jìn)入人體血液循環(huán)影響心臟、大腦等重要器官，造成的危害也就越嚴(yán)重。顆粒物攜帶有毒重金屬、硫酸鹽、有機(jī)物和包括病毒、細(xì)菌在內(nèi)的其他污染物能直接進(jìn)入人的呼吸道和肺部，影響肺部及其他器官健康。細(xì)顆粒氣溶膠PM2.5因其粒徑較小、同時(shí)比表面積較大，與粗顆粒物相比，它更容易富集有毒物質(zhì)。大量科學(xué)研究也表明了大氣細(xì)顆粒物濃度在短期內(nèi)小幅增加會(huì)提高呼吸系統(tǒng)疾病的死亡率，特別是細(xì)顆粒物可通過(guò)呼吸道進(jìn)入肺泡，經(jīng)過(guò)血液循環(huán)到達(dá)其他器官，從而造成對(duì)人體呼吸系統(tǒng)和其他功能系統(tǒng)的損害，其對(duì)人體健康的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出粗顆粒物。

2.2 PM2.5對(duì)大氣能見(jiàn)度的影響

PM2.5對(duì)大氣能見(jiàn)度造成很大的影響。顆粒物對(duì)可見(jiàn)光具有散射吸收和折射作用，從而降低城市能見(jiàn)度。英國(guó)環(huán)保部門(mén)研究表明，TSP中粒徑在10.0～100. 0μm的粒子，由于重力的沉降作用，在空氣中停留時(shí)間較少，傳輸距離較短，很快就沉降到地面，而粒徑小于10.0μm 的顆粒物在空氣中停留時(shí)間較長(zhǎng)，尤其是粒徑小于2.5μm 的顆粒物在大氣中能停留7～30d，不易沉降到地面，并可以長(zhǎng)距離傳輸。中國(guó)氣象局北京城市氣象研究所和北京大學(xué)合作于2001 年春季（3月）夏季（6月）秋季（9月）和冬季（12月）開(kāi)展了大氣細(xì)粒子與氣象能見(jiàn)度的同步綜合觀測(cè)，結(jié)果表明大氣能見(jiàn)度與細(xì)粒子質(zhì)量濃度呈現(xiàn)很好的負(fù)相關(guān)性，細(xì)粒子污染是造成大氣能見(jiàn)度下降的主要原因。

3.國(guó)內(nèi)關(guān)于PM2.5的研究進(jìn)展

國(guó)內(nèi)關(guān)于PM2.5的研究進(jìn)展工作起步較晚，監(jiān)測(cè)資料缺乏，與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大，目前我國(guó)所開(kāi)展的研究都是局部的和試探性的，主要集中在北京、廣州等少數(shù)大城市，嚴(yán)重缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性。所做的研究工作也主要集中在資料的統(tǒng)計(jì)分析、影響因素分析等。要想改變這種落后的狀況首先要做的就是加強(qiáng)PM2.5的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，為開(kāi)展PM2.5研究工作提供資料保證。未來(lái)PM2.5的研究應(yīng)該主要在以下幾個(gè)方面展開(kāi)：

（ 1）大氣顆粒物來(lái)源及源解析方面。應(yīng)針對(duì)一個(gè)地區(qū)PM2. 5的排放特點(diǎn)，研究主要污染源特征譜；選擇典型研究地區(qū)、季節(jié)相關(guān)的動(dòng)態(tài)來(lái)源清單；開(kāi)發(fā)出當(dāng)?shù)丨h(huán)境特點(diǎn)的來(lái)源解析模型。同時(shí)，在原有模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，使其更能真切的反映各種顆粒物的來(lái)源。

（ 2）物理化學(xué)特征方面。物理性質(zhì)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)人體毒性最大的超細(xì)顆粒的研究，化學(xué)特性方面應(yīng)全面分析顆粒物的組成成分及其相互影響關(guān)系方面的研究。

（ 3）PM2.5的采樣和分析的核心技術(shù)方面。采樣和分析技術(shù)是分析PM2.5的首要環(huán)節(jié)，在采樣技術(shù)方面需要研究輕便的大氣粒子分級(jí)采樣器；對(duì)顆粒物的分析方面，應(yīng)該更注重于高分辨率、高放大倍數(shù)的顯微形貌分析和高靈敏度、低檢測(cè)限的化學(xué)分析設(shè)備的研究。

總結(jié)

PM2.5形成過(guò)程復(fù)雜，給環(huán)境和人體健康帶來(lái)的危害不容忽視，國(guó)家、各地方政府與環(huán)境保護(hù)職能部門(mén)應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，共同發(fā)揮監(jiān)督職責(zé)，嚴(yán)格執(zhí)行新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，并按照國(guó)家公布的監(jiān)測(cè)時(shí)間表：即2012年在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域以及直轄市和省會(huì)城市開(kāi)展細(xì)顆粒物與臭氧等項(xiàng)目監(jiān)測(cè)，2013 年在113個(gè)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市和國(guó)家環(huán)境保護(hù)模范城市開(kāi)展監(jiān)測(cè)，2015年覆蓋所有地級(jí)以上城市，有序開(kāi)展對(duì)PM2.5的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，環(huán)境保護(hù)科研部門(mén)加緊開(kāi)展PM2.5源解析研究，真正從政策與技術(shù)上提出解決PM2.5污染的途徑，根本上解決PM2.5帶來(lái)的不良環(huán)境影響。

參考文獻(xiàn)

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