大氣顆粒物PM2.5及其危害

齊世彩

【摘要】PM2.5逐漸成為我國許多大中城市的首要空氣污染物。它是造成霧霾天氣、降低能見度，影響交通安全的主要因素。PM2.5通過呼吸道進入肺泡，危害人體健康。PM2.5的基本特征是體積小、重量輕，在大氣中滯留時間長，可以被大氣環流輸送到很遠的地方，造成大范圍的空氣污染。PM2.5對環境的影響范圍和對人體健康的危害程度，比PM10和PM100更大、更嚴重。

【關鍵詞】大氣顆粒物；PM2.5；危害

前 言

近年來，隨著經濟的發展，空氣質量問題日益突出，國內眾多城市陰霾天氣出現頻率逐年增高。PM2.5因其能夠進入人體肺泡，故被定義為可入肺顆粒物，PM2. 5屬于細微顆粒物范疇，通常也被稱為細粒子。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顆粒物上，而隨著粒徑的減小，細顆粒物在大氣中的存留時間和呼吸系統對其的吸收率也隨之增加，因此，相對于TSP、PM10，粒徑較小且毒性較大的PM2.5對空氣污染、大氣能見度、人體健康以及大氣能量平衡影響更大。目前，PM2.5已成為國內外城市大氣的首要污染物。

1.PM2.5概述

PM2.5是指空氣動力學直徑小于或等于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絲粗細的1/20。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要影響。此外，粒徑小于0.1μm 的粒子又稱為超細粒子。

1.1PM2.5的來源

PM2.5的來源主要分為天然源、人為源和混合源。天然源主要包括風揚塵土、森林火災、火山灰、漂浮的海鹽、細菌等。人為排放部分包括化石燃料（煤、汽油、柴油、天然氣）和生物質（秸桿、木柴）等燃燒、道路和建筑施工揚塵、工業粉塵、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污染物（主要有二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物、氨氣等） 轉化生成的二次顆粒物。混合源是指既受到自然力作用又受到人力作用而排放的顆粒物，主要是揚塵。

1.2 PM2.5的組成

PM2.5的化學成分非常復雜，受其來源、粒徑、所處氣候條件等因素影響，主要包括無機元素、有機物以及含硫成分。不同時間不同地區的PM2.5中的無機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污染物轉化的二次顆粒物，PM2.5化學構成中有機物占很大比重。

2.PM2.5對健康和環境的危害

PM2. 5的污染危害是廣泛的，但最主要的是體現在對人體健康的危害和大氣能見度的影響兩個方面。

2.1 PM2.5對人體健康的危害

顆粒物進入人體，能引起人體多種疾病。顆粒物的粒徑決定了人體受危害的程度，這是因為顆粒物粒徑越小，顆粒物進入人體呼吸系統的部位就越深，甚至能夠穿透肺泡進入人體血液循環影響心臟、大腦等重要器官，造成的危害也就越嚴重。顆粒物攜帶有毒重金屬、硫酸鹽、有機物和包括病毒、細菌在內的其他污染物能直接進入人的呼吸道和肺部，影響肺部及其他器官健康。細顆粒氣溶膠PM2.5因其粒徑較小、同時比表面積較大，與粗顆粒物相比，它更容易富集有毒物質。大量科學研究也表明了大氣細顆粒物濃度在短期內小幅增加會提高呼吸系統疾病的死亡率，特別是細顆粒物可通過呼吸道進入肺泡，經過血液循環到達其他器官，從而造成對人體呼吸系統和其他功能系統的損害，其對人體健康的危害要遠遠超出粗顆粒物。

2.2 PM2.5對大氣能見度的影響

PM2.5對大氣能見度造成很大的影響。顆粒物對可見光具有散射吸收和折射作用，從而降低城市能見度。英國環保部門研究表明，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間較長，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，并可以長距離傳輸。中國氣象局北京城市氣象研究所和北京大學合作于2001 年春季（3月）夏季（6月）秋季（9月）和冬季（12月）開展了大氣細粒子與氣象能見度的同步綜合觀測，結果表明大氣能見度與細粒子質量濃度呈現很好的負相關性，細粒子污染是造成大氣能見度下降的主要原因。

3.國內關于PM2.5的研究進展

國內關于PM2.5的研究進展工作起步較晚，監測資料缺乏，與歐美等發達國家差距較大，目前我國所開展的研究都是局部的和試探性的，主要集中在北京、廣州等少數大城市，嚴重缺乏系統性和連續性。所做的研究工作也主要集中在資料的統計分析、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PM2.5的系統監測，為開展PM2.5研究工作提供資料保證。未來PM2.5的研究應該主要在以下幾個方面展開：

（ 1）大氣顆粒物來源及源解析方面。應針對一個地區PM2. 5的排放特點，研究主要污染源特征譜；選擇典型研究地區、季節相關的動態來源清單；開發出當地環境特點的來源解析模型。同時，在原有模型的基礎上進一步優化，使其更能真切的反映各種顆粒物的來源。

（ 2）物理化學特征方面。物理性質應加強對人體毒性最大的超細顆粒的研究，化學特性方面應全面分析顆粒物的組成成分及其相互影響關系方面的研究。

（ 3）PM2.5的采樣和分析的核心技術方面。采樣和分析技術是分析PM2.5的首要環節，在采樣技術方面需要研究輕便的大氣粒子分級采樣器；對顆粒物的分析方面，應該更注重于高分辨率、高放大倍數的顯微形貌分析和高靈敏度、低檢測限的化學分析設備的研究。

總結

PM2.5形成過程復雜，給環境和人體健康帶來的危害不容忽視，國家、各地方政府與環境保護職能部門應統籌協調，共同發揮監督職責，嚴格執行新《環境空氣質量標準》，并按照國家公布的監測時間表：即2012年在京津冀、長三角、珠三角等重點區域以及直轄市和省會城市開展細顆粒物與臭氧等項目監測，2013 年在113個環境保護重點城市和國家環境保護模范城市開展監測，2015年覆蓋所有地級以上城市，有序開展對PM2.5的監測。同時，環境保護科研部門加緊開展PM2.5源解析研究，真正從政策與技術上提出解決PM2.5污染的途徑，根本上解決PM2.5帶來的不良環境影響。

參考文獻

[1]李令軍，王英，李金香.北京清潔區大氣顆粒物污染特征及長期變化趨勢[J].環境科學，2011，32 2） ： 319-323.

[2]樊文雁，胡波，王躍思，等.北京霧、霾天細粒子質量濃度垂直梯度變化的觀測[J].氣候與環境研究，2009，14（6）： 631-638.

[3]樊文雁，胡波，王躍思，等.北京霧、霾天細粒子質量濃度垂直梯度變化的觀測[J].氣候與環境研究，2009，14（ 6） ： 631 - 638.