PM2.5來源及危害解析

田磊 路潤峰 辛渭 萇江

摘 要：PM2.5不僅對人體健康及環(huán)境有很大的危害，而且是引起城市大氣能見度降低的重要原因。本文就PM2.5的自然源、人為源的來源進(jìn)行解析并對其危害進(jìn)行了綜述，以便全面了解PM2.5的污染特征，為制定控制PM2.5的政策和措施提供一定的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：PM2.5；自然源；人為源；危害

0 引言

PM2.5是指空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5μm的氣溶膠粒子，其不僅對人體健康及環(huán)境有很大的危害，而且是引起城市大氣能見度降低的重要原因，因而成為近年來環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。自世紀(jì)年代末以來，世界各地學(xué)者進(jìn)行了大量顆粒物對于人體健康影響的研究，這些研究揭示了長期或短期暴露于大氣顆粒物與多種健康指標(biāo)之間的聯(lián)系，通過詳細(xì)的文獻(xiàn)調(diào)研我們可以發(fā)現(xiàn)，國外目前對已經(jīng)展開了深入的研究，并在此基礎(chǔ)上建立了完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)控的變化趨勢。近幾年隨著空氣污染問題的日益嚴(yán)重，國內(nèi)對于的研究越來越重視，取得了一定的成果[1]。

1. PM2.5的來源

大氣顆粒物的來源很復(fù)雜。地球表面土壤和巖石的風(fēng)化，海洋表面由于海水泡珠飛濺而形成的海盆粒子，植物真菌，自然火災(zāi)（包括火山爆發(fā)、農(nóng)田及森林火災(zāi)）和人類的燃燒活動，工廠排放的氣體以及發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的液態(tài)或固態(tài)粒子等都是顆粒物的貢獻(xiàn)源。顆粒物的來源既有天然的污染來源，也有人為產(chǎn)生的顆粒物，既有一次生成的顆粒物，也有上述過程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)過太陽光福照或其他化學(xué)反應(yīng)生成的新的顆粒物。隨著城市建設(shè)和工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車保有量的不斷增多，人類的各種活動越來越占主導(dǎo)地位，人為來源所占的比例將逐年增加。綜合起來其來源主要可分為：自然源、人為源[2]。

1.1自然源主要包括：土壤風(fēng)沙塵、海鹽粒子、植物花粉、孢子和細(xì)菌的等。另外，自然界的自然災(zāi)害如火山噴發(fā)、森林大火、裸露的煤源大火等也向大氣中輸送了大量的細(xì)粒子。還有生物排放和海水濺珠等，也有上述過程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)過太陽光福照或其他化學(xué)反應(yīng)成的新的顆粒物。據(jù)有關(guān)研究表明，自然源對細(xì)粒子污染的影響不大，研究者對青島市大氣顆粒物進(jìn)行來源研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)土壤風(fēng)沙塵中細(xì)粒子的含量較低，一般在10%左右；細(xì)粒子在海鹽粒子中所占的比重也較少。

1.2人為源主要包括：工礦業(yè)生產(chǎn)過程中、機(jī)動車及人們烹飪過程中產(chǎn)生的煙塵等。工礦企業(yè)所產(chǎn)生的的煙塵若不經(jīng)過除塵脫硫等措施直接排放的話會產(chǎn)生大量的細(xì)粒子，排放源，柴油發(fā)動車排放的細(xì)顆粒物粒徑范圍主要集中在，汽油車排放的顆粒物范圍在。城市顆粒物主要集中在較小粒徑，觀測主要集中在來源和分布特征等。城市大氣中來源可能有家庭取暖、烹任、交通、工廠、電廠、生物源以及前體物的二次轉(zhuǎn)化等。大氣中細(xì)顆粒物和超細(xì)顆粒物來源既有交通排放，也有固定源的貢獻(xiàn)調(diào)查顯示，機(jī)動車是城市大氣中細(xì)顆粒物和超細(xì)顆粒物最主要的[3]。

2 .PM2.5的危害

由細(xì)顆粒物造成的灰霾天氣對人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大[2]。粒徑10微米以上的顆粒物，會被擋在人的鼻子外面；粒徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物，能夠進(jìn)入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會被鼻腔內(nèi)部的絨毛阻擋，對人體健康危害相對較小；而粒徑在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。被吸入人體后會直接進(jìn)入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。研究表明PM2.5的主要危害為對人體健康的影響、對能見度的影響，此外對水循環(huán)和氣候也有一定影響，在此不予贅述。

2.1 對人體健康的影響：自世紀(jì)年代末以來，世界各地學(xué)者進(jìn)行了大量顆粒物對于人體健康影響的研究。這些研究揭示了長期或短期暴露于大氣顆粒物與多種健康指標(biāo)如就診率、呼吸系統(tǒng)發(fā)病率、肺活量加速、病癥加劇和死亡率等之間的聯(lián)系。研究者對美國六個(gè)城市多名年齡在25-74周歲的成年人進(jìn)行了為期14-16年的流行病學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)PM2.5和PM10的濃度每增加10ug/m3，死亡率分別增加14%和10%。對美國151個(gè)城市50多萬年齡超過30周歲的成年人進(jìn)行了為期8年的研究，發(fā)現(xiàn)PM2.5的濃度每增加10 ug/m3，死亡率將增加6.8%。顆粒物濃度的增加導(dǎo)致支氣管炎患病率顯著上升，成年人與兒童的肺功能顯著降低 [4]。

2.2 對能見度的影響：能見度指視力正常的人在當(dāng)前天氣條件下，能在如天空或地面的背景中識別出一定大小目標(biāo)物的最大距離。大量研究表明，城市能見度的降低是由PM2.5顆粒物和NO2氣體對來自物體的光信號的散射和吸收造成的[3]。大氣能見度的降低是人們感受最直觀的一種大氣污染所造成的環(huán)境影響。化學(xué)成分影響著顆粒物的散射系統(tǒng)，目前國外對于顆粒物對于顆粒物光學(xué)性質(zhì)的研究主要集中在顆粒物的化學(xué)成分方面。研究表明該地區(qū)消光系數(shù)和質(zhì)量濃度高度相關(guān)，特別是中煤煙、琉酸鹽和非土壤鐘的質(zhì)量濃度。國內(nèi)目前缺乏對影響大氣消光系數(shù)的顆粒物化學(xué)成分進(jìn)行深入的觀測研究，對于能見度的研究大多停留在能見度與顆粒物濃度或者氣象條件關(guān)系的研究上。宋宇等研究了顆粒物散射系數(shù)在不同季節(jié)與PM2.5、PM10的相關(guān)關(guān)系[4]，研究表明北京市大氣能見度與PM2.5有著良好的線性關(guān)系，可以用濃度來估算能見度。王諱等在年研究了能見度與交通來源顆粒物的粒徑分布的關(guān)系。研究表明粒徑在0.7-0.8um細(xì)顆粒物是影響交通隨道中能見度的主要因素。

3.結(jié)語

PM2.5是當(dāng)前我國大部分城市面臨的首要大氣環(huán)境問題，是影響人體健康、能見度、氣候的重要因素。通過對PM2.5來源與危害的分析，為后續(xù)可以定性地進(jìn)行識別顆粒物的來源和形成過程提供一定的理論依據(jù)。為源解析技術(shù)，定量地確定各類污染源的做一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳燦云，梁高亮，王歆華.廣州市大氣細(xì)粒子的化學(xué)組成與來源[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測，2006，22（5）：61-64.

[2] 齊世彩. 大氣顆粒物PM2.5及其危害[J]. 房地產(chǎn)導(dǎo)刊， 2015（4）.

[3] 李偉芳. 天津PM<2.5理化特性和含碳?xì)馊苣z的分布與來源研究[D].南開大學(xué)，2008.

[4] 胡偉，魏復(fù)盛.空氣污染與兒童肺功能指標(biāo)的相關(guān)分析[J].中國環(huán)境科學(xué)，2000，20（3）：220-224.