北京空氣中PM2.5的檢測實驗及改善建議

陳奔琦

(北京十一學校，北京海淀100039)

1 引言

PM的英文全稱為:particulatematter，指顆粒物，其中包括 PM100、PM10和 PM2.5、PM100:總懸浮物，指直徑小于等于100μm的總的懸浮物。人在呼吸時，PM100可被鼻毛和呼吸道絨毛擋在外面，不被吸入，所以對人體傷害不大。PM10:可吸入顆粒物，指直徑大于2.5μm小于10μm的顆粒物。PM10鼻毛擋不住可進入呼吸道，對人體有一定的傷害。PM2.5:可入肺顆粒物，直徑小于等于 2.5μm 的顆粒物。PM2.5鼻毛和呼吸道的絨毛都擋不住，它會一直隨空氣被吸入到肺中，對人體傷害很大。

目前中國環保部門對空氣中 PM2.5規定為:年平均值每立方米小于35μg，日平均值每立方米小于75μg。世界衛生組織(WHO)認為每立方米空氣PM2.5小于 10μg 為安全值。

2 研究方法

2.1 檢測儀器

清逸空氣檢測儀(圖1)，此儀器是專門用來測量PM2.5數值的激光粒子計數器，它的測量值顯示的是每升空氣中含有PM2.5塵埃微粒的數量(個數)。當測量值是250時，相當于每立方米75μg(中國目前的空氣日平均值合格標準)。

圖1 清逸空氣檢測儀

2.2 檢測地點及時間

檢測數據是從2011年7月開始，每個月選6d的時間來測量北京的不同地點、不同時間、不同天氣情況時PM2.5的數值，每個地點、每個時間測量3次，取平均值。測量時間:馬路主干道測量當天每天測量3次，分別是上午10:30，下午3:00及晚上18:30左右。魯谷路、遠洋沁山水小區內及筆者家中(遠洋沁山水8樓)每天每間隔2小時測一次，測量時間為6:00～24:00，利用寒暑假及非寒暑假的周六周日(圖2)。

2.3 結果與分析

2.3.1 季節變化與 PM2.5的關系

圖2 測量地點

圖示說明:二環、三環、四環為北京車流量最大的三條主干道，五環車流量稍小些。天安門為市中心，長安街為東西方向主干道，鳥巢在四環北邊，頤和園為五環附近的風景區，車流少。所以選地點為:二環、三環、四環、五環，頤和園、鳥巢、天安門以及遠洋沁山水小區，以及小區附近的魯谷路(非主干道)。

圖3為從2011年7月到2012年6月，12個月內測量天氣狀況為晴天時，上午10點測量:遠洋沁山水小區室內、遠洋沁山水小區以及魯谷路(非主干道)3個測量地點PM2.5的測量值曲線。

從圖3中看出:①遠洋沁山水小區室內測量值的曲線位置在坐標圖上最低，遠洋沁山水小區的測量值曲線在中間，魯谷路的測量值曲線最高;②從3條曲線得出共同的規律是一年中11月、12月、1月、2月、3月的 PM2.5數值比較高，4月、5月、6月、7月、8月的PM2.5數值低些。得出結論:①室外的PM2.5污染程度比室內嚴重;②馬路上比小區內PM2.5污染程度要大，說明汽車尾氣對PM2.5有嚴重影響;③冬天和春天 PM2.5的污染程度大于夏天和秋天，因為冬天和春天濕度小，空氣中的水份吸收顆粒能力差。

2.3.2 晴天、雨天和霧霾天氣 PM2.5的對比

以7月11日晴天、7月13日雨天、7月16日霧霾天氣為例，測量地點以非主干道魯谷路的數據為例(圖4)。

圖3 季節變化與PM2.5的關系

圖4 天氣變化與PM2.5的關系

從圖4中可以看出:①睛天測出的PM2.5曲線值最低，雨天在中間，霧霾天氣最高;②從三條曲線都反映出每天PM2.5的測量值有兩個峰值，一個在早上8:00，一個在下午18:00，而這兩個時間都是北京上下班高峰期，即車流量高峰期。

得出結論:①每天PM2.5高峰都出現在上下班高峰，說明PM2.5與汽車尾氣密切相關;②霧霾天氣空氣PM2.5濃度最大，所以這種天氣不適合戶外鍛煉，也應盡量減少外出。

2.3.3 室外和室內 PM2.5的對比

以2011年7月11日晴天及2011年7月16日霧霾天氣一天中遠洋沁山水小區室內和遠洋沁山水小區數據為例(圖5)。

圖5 室外和室內與PM2.5的關系

圖5顯示:①同樣是室外或室內，霧霾天氣的PM2.5高于晴天 PM2.5;②同樣是晴天和霧霾天氣，室外的 PM2.5值都高于室內的 PM2.5值。

得出結論:①室外的 PM2.5污染要比室內的大很多;②霧霾天氣的 PM2.5要比晴天的 PM2.5大很多，故霧霾天氣應多呆在室內，更不要出去鍛煉身體。

2.3.4 北京不同地理位置 PM2.5的數值

測量:二環，三環，四環，五環，天安門，鳥巢及頤和園(圖6)。

圖6 不同地地理位置與PM2.5的關系

從圖6看出:①車流量高峰期17:00～18:30比非高峰期11:00～12:30的 PM2.5要大得多，即車流量最大的二環路PM2.5值最高，車流量次之的三環路 PM2.5僅次之，車流量更小一些的四環路PM2.5值更小一點，車流量不太大的五環路的PM2.5值更小，風景區頤和園沒有車流量故 PM2.5最小，所以 PM2.5值的高低與車流量的多少成正相關;②下班高峰期17:00～18:30(車最多)PM2.5的測量值明顯高于非高峰期11:00～12:30。

得出結論:①汽車尾氣對城市PM2.5的影響很大;②汽車流量越大，PM2.5濃度越高。

圖7為西四環四季青橋主干道上離地面分別為0.5m、1.5m 和 6m(天橋上)在一天 4段時間當中PM2.5的數值對比。

從圖7中可以看出:4段時間反映的圖型都是離地面最低的0.5m(離汽車排氣管最近的距離)PM2.5的污染程度最大，人鼻呼吸的1.5m處PM2.5值相對來說也比較大，而6m高空(天橋上)PM2.5的值相對小很多。

圖7 不同離地高度與PM2.5的關系

得出結論:①離汽車排氣管最近的0.5m處PM2.5的濃度最大;②人呼吸的高度1.5m處 PM2.5也很大;③天橋上6m高度PM2.5減少很多，所以小孩子在馬路上應盡量抱起，買房子要買高點的空氣好些。汽車尾氣對空氣質量影響很大。

3 對策與建議

(1)汽車盡量倡導小排量，或多推廣電瓶車。

(2)建議人們多乘公交車，地鐵，自行車，采用綠色生活。

(3)濕度過小的天氣和沙塵天氣，應采用人工降雨，增加濕度，增加空氣中水份吸附顆粒的能力，降低PM2.5的濃度。

(4)增加城市綠化，加強植物吸附PM2.5顆粒物。

(5)霧霾天氣人們應多在家里，避免在霧霾天氣出去鍛煉。

4 結語

世界衛生組織在2005年版《空氣質量準則》中指出:當PM2.5平均濃度達到35μg/m3時，人的死亡風險比10μg/m3的情形約增加15%。聯合國環境規劃署的報告稱，PM2.5的每立方米的濃度上升20μg，中國和印度每年會約有34萬人死亡。所以在我國監測和控制PM2.5的濃度，刻不容緩，是當務之急。

［1］ 環保部擬將入肺微粒納入空氣評價指標［N］.京華時報，2011－11－02.