【环境监测小知识】什么是PM2.5？
2019-03-04 09:54:01 admin
细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。细颗粒物的化学成分主要包括有机碳（OC）、元素碳（EC）、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐（Na⁺）等。
关于Pm2.5漫画
虽然细颗粒物只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，细颗粒物粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。研究表明，颗粒越小对人体健康的危害越大。细颗粒物能飘到较远的地方，因此影响范围较大。
全球各地区细颗粒物浓度和致死人数分布图
美国国家航空航天局地球观测站（NASA's Earth Observatory）公布了一幅地图，展示了1850年至2000年之间全球各地区大气污染物细颗粒物浓度变化和致死人数情况。
可怕的PM2.5
生成来源
颗粒物的成分很复杂，主要取决于其来源。主要有自然源和人为源两种，但危害较大的是后者。在学术界的分为一次气溶胶（Primary aerosol）和二次气溶胶（Secondary aerosol）两种。
自然源
自然源包括土壤扬尘（含有氧化物矿物和其他成分）海盐（颗粒物的第二大来源，其组成与海水的成分类似）、植物花粉、孢子、细菌等。自然界中的灾害事件，如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。
人为源
人为源包括固定源和流动源。固定源包括各种燃料燃烧
源，如发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。流动源主要是各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。
PM2.5细颗粒物(5张)
PM2.5可以由硫和氮的氧化物转化而成。而这些气体污染物往往是人类对化石燃料（煤、石油等）和垃圾的燃烧造成的。在发展中国家，煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。没有先进废气处理装置的柴油汽车也是颗粒物的来源。燃烧柴油的卡车，排放物中的杂质导致颗粒物较多。
在室内，二手烟是颗粒物最主要的来源。颗粒物的来源是不完全燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品，都会产生具有严重危害的颗粒物，使用品质较佳的香烟也只是吸烟者的自我安慰，甚至可能因为臭味较低，而造成更大的危害；同理也适用于金纸燃烧、焚香及燃烧蚊香。但是炒菜5分钟，PM2.5增加20倍系误读。
大气化学反应
除自然源和人为源之外，大气中的气态前体污染物会通过大气化学反应生成二次颗粒物，实现由气体到粒子的相态转换。如：
其中气态硫酸来自OH自由基氧化二氧化硫SO₂的气态反应。盐的水合物：如xCl·yH₂O、xNO₃·yH₂O、xSO₄·yH₂O，随着湿度的变化，水合物对PM2.5的影响较大，水不仅与盐化合物生成水合物，由于湿度的改变还形成了盐的微小溶液液滴。
指数标准
编辑细颗粒物的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。细颗粒物指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。
到2010年底为止，除美国和欧盟一些国家将细颗粒物纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对细颗粒物的监测，大多通行对PM10进行监测。
PM2.5检测网空气质量新准
根据PM2.5检测网的空气质量新标准，24小时平均值标准值分布如下：
| 空气质量等级 | 24小时PM2.5平均值标准值 |
|---|---|
| 优 |
0~35μg/m³
|
| 良 |
35~75μg/m³
|
| 轻度污染 |
75~115μg/m³
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| 中度污染 |
115~150μg/m³
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| 重度污染 |
150~250μg/m³
|
| 严重污染 |
大于250μg/m³及以上
|
| 项目 | 年均值 | 日均值 |
|---|---|---|
| 准则值 |
10μg/m³
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25μg/m³
|
| 过渡期目标1 |
35μg/m³
|
75μg/m³
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| 过渡期目标2 |
25μg/m³
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50μg/m³
|
| 过渡期目标3 |
15μg/m³
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37.5μg/m³
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| 项目 | 年均值 | 日均值 |
|---|---|---|
| 准则值 |
35μg/m³
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75μg/m³
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危害影响
主要危害
关于Pm2.5漫画
细颗粒物对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。
全球每年约210万人死于PM2.5等颗粒物浓度上升
据悉，2012年联合国环境规划署公布的《全球环境展望5》指出，每年有70万人死于因臭氧导致的呼吸系统疾病，有近200万的过早死亡病例与颗粒物污染有关。《美国国家科学院院刊》（PNAS）也发表了研究报告，报告中称，人类的平均寿命因为空气污染很可能已经缩短了5年半。
伦敦毒雾事件
1952年12月5日的毒雾事件是伦敦历史上最惨痛的时刻之一，那场毒雾造成至少4000人死亡，无数伦敦市民呼吸困难，交通瘫痪多日，数百万人受影响。
世界卫生组织首次认定PM2.5致癌
2013年10月17日，世界卫生组织下属国际癌症研究机构发布报告，首次指认大气污染对人类致癌，并视其为普遍和主要的环境致癌物。然而，虽然空气污染作为一个整体致癌因素被提出，它对人体的伤害可能是由其所含的几大污染物同时作用的结果。
伤害器官
对颗粒的长期暴露可引发心血管病和呼吸道疾病以及肺癌。 当空气中PM2.5的浓度长期高于10μg/m³，就会带来死亡风险的上升。浓度每增加10μg/m³，总死亡风险上升4%，心肺疾病带来的死亡风险上升6%，肺癌带来的死亡风险上升8%。此外，PM2.5极易吸附多环芳烃等有机污染物和重金属，使致癌、致畸、致突变的机率明显升高。
影响气候
人们一般认为，PM2.5只是空气污染。其实，PM2.5对整体气候的影响可能更糟糕。PM2.5能影响成云和降雨过程，间接影响着气候变化。大气中雨水的凝结核，除了海水中的盐分，细颗粒物PM2.5也是重要的源。有些条件下，PM2.5太多了，可能“分食”水分，使天空中的云滴都长不大，蓝天白云就变得比以前更少；有些条件下，PM2.5会增加凝结核的数量，使天空中的雨滴增多，极端时可能发生暴雨。
影响分布图
全球空气质量地图
美国国家航空航天局（NASA）2010年9月公布了一张全球
全球空气质量地图
空气质量地图，专门展示世界各地细颗粒物的密度。地图由达尔豪斯大学的两位研究人员制作。他们根据NASA的两台卫星监测仪的监测结果，绘制了一张显示出2001年至2006年细颗粒物平均值的地图。 在这张图上红色（即细颗粒物密度最高），出现在北非、东亚和中国。中国华北、华东和华中细颗粒物的密度，指数甚至接近每立方米80微克，甚至超过了撒哈拉沙漠。
全球空气质量地图在这张2001～2006年间平均全球空气污染形势图上，全球细颗粒物最高的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部。世界卫生组织（WHO）认为，细颗粒物小于10是安全值，而中国的这些地区全部高于50接近80，比撒哈拉沙漠还要高很多。 [7]
全球各地区细颗粒物浓度和致死人数分布图
全球各地区细颗粒物浓度和致死人数分布图
2010年，韦斯特发表了一项基于单一的大气环境计算机模型的研究报告，估算了全球空气污染对人们健康的影响。韦斯特和他的同事们认为，利用一系列不同的大气环境计算机模型，总共六个，他们可以提高此前估算数据的精确度。2013年，他们在《环境研究通讯》（Environmental Research Letters）发表了他们的研究论文，得出如下结论：全世界每年因为室外的有毒空气污染物细颗粒物而死亡的人数为210万。
这幅地图显示了1850年至2000年全球空气污染水平变化，以及平均每平方公里每年因空气污染致死人数分布情况。颜色越深，表明该地区平均每平方公里每年空气污染致死人数越多。咖啡色地区比浅棕色地区有更多的人过早死亡。蓝色地区的空气质量1850年以来已经改善，早逝人数下降。
在中国东部、印度北部和欧洲，工业革命带来的城市化导致空气中的细颗粒物大大增加，并对人们的健康造成了很大的影响。在这些人口稠密、空气污染严重的地区（深褐色），人为造成的空气污染导致每年每平方公里超过1000人过早死亡。
少数地区（蓝色），如美国东南部，细颗粒物浓度相对于工业化前的水平有所下降，因空气污染而过早死亡的人数下降。在美国东南部地区，细颗粒物浓度的下降可能与过去160年中当地生物质燃烧水平的下降有关。
监测方法
编辑中国环境监测总站2012年5月下发的《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求（试行）》确定了三种PM2.5的自动监测方法，分别是β射线方法仪器加装动态加热系统，β射线方法仪器加动态加热系统联用光散射法，微量振荡天平方法仪器加膜动态测量系统（FDMS）。
应对措施
预防方法
1、过滤法
包括空调、加湿器、空气清新器等，优点是明显降低PM2.5的浓度，缺点是滤膜需要清洗或更换。
2、水吸附法
超声雾化器、室内水帘、水池、鱼缸等，能够吸收空气中的亲水性PM2.5，缺点是增加湿度，憎水性PM2.5不能有效去除。
3、植物吸收法
植物叶片具有较大的表面积，能够吸收有害气体和吸附PM2.5，优点是能产生有利气体，缺点是吸收效率低，有些植物会产生有害气体。
生活应对
1、雾霾天气少开窗，最好不出门或晨练
雾霾天气不主张早晚开窗通风，最好等月亮出来再开窗通风。雾霾天气是心血管疾病患者的“危险天”，尤其是有呼吸道疾病和心血管疾病的老人，雾天最好不出门，更不宜晨练，否则能诱发病情，甚至心脏病发作，引起生命危险。专家指出，之所以说雾天是心血管疾病患者的“危险天”，是因为起雾时气压高，空气中的含氧量有所升高，人们很容易感到胸闷，早晨潮湿寒冷的雾气还会造成冷刺激，很容易导致食管管痉挛、血压波动、心脏负荷加重等。同时，雾中的一些病原体会导致头痛，甚至诱发高血压、脑溢血等疾病。因此，患有心血管疾病的人，尤其是年老体弱者，不宜在雾天出门，更不宜在雾天晨练，以免发生危险。
2、外出戴专业防尘口罩
一般常规口罩不会起到作用，因为颗粒物太细小，KN90，KN95，N95级别的防尘口罩才能有效过滤这类细颗粒物，同时还要选择适合自己的口罩，避免不密合导致周围泄漏。另外，外出归来，应立即清洗面部及裸露的肌肤。比较好的防PM2.5的口罩主要是滤片而不是口罩，比如有活性炭滤片的口罩以及医用口罩是无法防PM2.5的。
3、多喝桐桔梗茶、桐参茶、桐桔梗颗粒、桔梗汤等“清肺除尘”茶饮
桐桔梗茶有清火滤肺尘功能，能加强肺泡细胞排出有毒细颗粒物的能力，能协助人体排出体内积聚的PM2.5颗粒物及其他有害物质。
4、少量补充维生素D
冬季雾多、日照少，由于紫外线照射太少，人体内维生素D生成不足，有些人还会产生精神压抑、情绪低落等现象，必要时可补充一些维生素D。
5、饮食清淡多喝蜂蜜水
雾天的饮食宜选择清淡易消化且富含维生素的食物，多饮水，多吃新鲜蔬菜和水果，这样不仅可补充各种维生素和无机盐，还能起到润肺除燥、祛痰止咳、健脾补肾的作用。少吃刺激性食物，多吃些梨、枇杷、橙子、橘子等食品。
6、深层清洁
人体表面的皮肤直接与外界空气接触，很容易受到雾霾天气的伤害。尤其是在繁华喧嚣十面“霾”伏的都市中，除了随时要应对雾霾危“肌”外，由于建筑施工、汽车尾汽、工业燃料燃烧、燃放烟花爆烛等原因造成悬浮颗粒物多，难免会堵塞在毛孔中形成黑头，造成毛孔阻塞、角质堆积、肌肤起皮等肌肤问题，所以自我保护的首要措施就是深层清洁肌肤表层，清洁毛孔。
7、尽量减少吸烟甚至不吸烟
烟雾中有大量PM2.5，会对人体有着直接和间接的危害。如果无法阻止周边的人吸烟，那么应该尽量远离烟雾。
各国政策
中国
可怕的PM2.5
2011年1月1日开始，环保部发布的《环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》开始实施。首次对PM2.5的测定进行了规范，但在环保部进行的《环境空气质量标准》修订中，PM2.5并未被纳入强制性监测指标。
2012年05月24日环保部公布了《空气质量新标准第一阶段监测实施方案》，要求全国74个城市在10月底前完成PM2.5“国控点”监测的试运行。
2012年10月11日，中国国家环境保护部副部长吴晓青表示，新的《环境空气质量标准》颁布后，环保部明确提出了新标准实施的“三步走”目标。按照计划，2012年年底前，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市、计划单列市和省会城市要按新标准开展监测并发布数据。截至目前，全国已有195个站点完成PM2.5仪器安装调试并试运行，有138个站点开始正式PM2.5监测并发布数据。
德国
短期解决措施
首先，对某类车辆实施禁行，或者在污染严重区域禁止所有车辆行驶。第二，就是要限制或关停大型锅炉和工业设备。此外，关闭城市内的建筑工地也有助缓解污染。在火炉中燃烧木头、焚烧垃圾等行为一定要注意避免。
长期措施
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设定机动车排放标准。
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严格大型锅炉和工业设施排放标准。欧洲已统一规定了工业排放标准，出台《工业排放令》。
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设定小型锅炉设备排放标准，例如房屋暖气等供暖设备。
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设定机械设备排放标准，如工程机械。
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设立“环保区域”，德国超过40个城市以及许多欧洲国家均设立了“环保区域”，只允许符合排放标准的车辆驶入。
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禁止重型货车通行。重型货车的污染物排放通常较高。
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限速。
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通过补贴或宣传项目，鼓励乘坐公共交通以及骑车出行。
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通过合理的交通指示灯变化、设置机动车专用道等更好管理交通。
法国
向公众提供卫生建议
为减少污染物排放量、改善空气质量并预防空气污染对人类健康造成危害，法国于2010年颁布了空气质量法令，其中规定了PM2.5和PM10的浓度上限。此外，法国政府还实施了一系列旨在减少空气污染的方案，如减排方案、颗粒物方案、碳排放交易体系、地方空气质量方案和大气保护方案等。
在法国，空气质量监测协会负责监测空气中污染物浓度，并向公众提供空气质量信息。根据空气质量监测协会提供的数据，法国环境与能源管理局每天会在网站上发布当日与次日空气质量指数图，并就如何改善空气质量提供建议。当污染物指数超标时，地方政府会立即采取应急措施，减少污染物排放，并向公众提供卫生建议。
法国公共卫生高级委员会在2012年4月公布的空气颗粒物污染报告中列出了一系列新的保护公众健康的建议，尤其是针对肺病和心脏病患者、幼龄儿童与老年人等敏感人群。建议指出，当空气中PM10浓度为50至80微克每立方米时，已表现出症状的肺病和心脏病患者应考虑减少户外活动与激烈体育运动;当PM10浓度超过80微克每立方米时，敏感人群应减少甚至避免户外活动与激烈体育运动，哮喘患者可能需要在医生指导下适当增加使用吸入类药物的次数，健康人群如果出现咳嗽、呼吸困难或咽喉痛等症状，也应减少户外活动与激烈体育运动。
美国
定期审查空气质量监测标准
美国疾病控制和预防中心网站的信息显示，空气污染是现代社会面临的一个主要问题。美国面临的空气污染主要由六大因素所致：气态污染物、温室气体效应、酸雨、臭氧层破坏、可吸入颗粒物以及气候影响。
美国环保署和其他机构合作设立了“空气质量指数”，向公众提供有关地方空气质量以及空气污染水平是否达到威胁公众健康的及时、易懂信息。登录美国环保署和其他机构合办的AIRNow网站，可以看到全美各地动态空气质量指数图、臭氧指数图、PM2.5指数图以及根据各指数列出的全美空气质量最差的5处地点。
根据《洁净空气法》，环保署须定期审查空气质量监测标准。2006年，美国环保署针对PM2.5标准进行了最新一次修订，规定全美无论在城市还是乡村，任何地区、任何24小时周期内PM2.5最高浓度由先前的每立方米65微克降至每立方米35微克，而年平均浓度标准则是每立方米小于或等于15微克。直径在2.5微米到10微米之间的可吸入颗粒物（PM10）的标准为24小时周期内每立方米150微克。根据可吸入颗粒物水平，环保署将各地的空气质量分为三类：未达标、达标或虽然数据不足但可被认为达标、数据不足。如果某个区域被列为未达标，所在的州和地方政府需要在三年内制定执行计划，列出该地如何减少导致可吸入颗粒物聚集的污染物排放，以达到并保持环保署列出的空气质量标准。
英国
依法划定“烟尘控制区”
1952年12月5日的毒雾事件是伦敦历史上最惨痛的时刻之一，当时那场毒雾造成至少4000人死亡，无数伦敦市民呼吸困难，交通瘫痪多日，数百万人受影响，而在那场灾难之后，英国政府做了补救工作。
1956年英国政府颁布了《清洁空气法案》，这一法案划定“烟尘控制区”，区内的城镇禁止直接燃烧煤炭。此外，还陆续关停了伦敦所有烧煤的火电厂，将其搬到城市以外的地方。通过一系列的措施，伦敦的空气质量一直在改进中。
据伦敦市政府提供的数据，大约有72.2万人住在伦敦以外的地区，每天搭乘各类交通工具来伦敦工作。伦敦庞大的人口数量和规模巨大的通勤者意味着道路交通网络已经承受巨大的压力。比如在伦敦最繁忙的火车站滑铁卢车站里，每天交通高峰期的3个小时里客流量有5.1万人。道路交通同样也是如此，有超过300万辆机动车在路面上行驶。而自从2003年开始征收道路拥堵税以来，据估计每天路上的车流量减少了7万辆。
在过去50年间，由于在伦敦的家庭和工业中使用煤炭已经逐渐销声匿迹，交通排放成为空气污染的最大的来源。伦敦空气中58%的氮氧化物，以及68%的PM10污染物颗粒都来自于汽车尾气排放。
英国环境专家、伦敦大学国王学院的弗兰克·凯利教授指出，由于人口密度高，通勤者众多，从事商务和旅行的车辆川流不息，这都给空气质量带来压力。对此，凯利建议在城市地区尽量使用小排量的汽油动力汽车以及清洁的公共交通，并对使用柴油的公交车和出租车进行升级改造。
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