PM2.5

PM2.5

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物(暫無標準中文名)。雖然PM2.5隻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的影響。PM2.5粒徑小,富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。2012年2月,國務院同意發布新修訂的《環境空氣質量標準》增加了PM2.5監測指標。2012年9月9日,北京市環保局監測中心表示,新版空氣質量發布平台2013年1月1日上線。2012年10月6日,北京35個PM2.5監測站點試運行資料全部上線發布。

  • 中文名稱
    細顆粒物
  • 外文名稱
    PM2.5
  • 英文全稱
    fine particulate matter
  • 直徑
    ≤2.5微米
  • 單位
    µg/m^3(微克每立方米)
  • 防治方法
    空氣負離子
  • 作用因子
    小粒徑負離子
  • 領先技術1
    負離子轉換器技術
  • 領先技術2
    納子富勒烯負離子釋放器技術 
  • 行業品牌
    森肽基

​生成來源

顆粒物的成分很復雜,主要取決于其來源。主要有自然源和人為源兩種,但危害較大的是後者。在學術界的分為一次氣溶膠(Primary aerosol)和二次氣溶膠(Secondary aerosol)兩種。

PM2.5PM2.5

自然源

自然源包括土壤揚塵(含有氧化物礦物和其他成分)海鹽(顆粒物的第二大來源,其組成與海水的成分類似)、植物花粉、孢子、細菌等。自然界中的災害事件,如火山爆發向大氣中排放了大量的火山灰,森林大火或裸露的煤原大火及塵暴事件都會將大量細顆粒物輸送到大氣層中。

人為源

人為源包括固定源和流動源。固定源包括各種燃料燃燒源,如發電、冶金、石油、化學、紡織印染等各種工業過程、供熱、烹調過程中燃煤與燃氣或燃油排放的煙塵。流動源主要是各類交通工具在運行過程中使用燃料時向大氣中排放的尾氣。

烹飪隻是壓倒PM2.5最後一根稻草烹飪隻是壓倒PM2.5最後一根稻草

PM2.5可以由和氮的氧化物轉化而成。而這些氣體污染物往往是人類對化石燃料(煤、石油等)和垃圾的燃燒造成的。在開發中國家,煤炭燃燒是家庭取暖和能源供應的主要方式。沒有先進廢氣處理裝置的柴油汽車也是顆粒物的來源。燃燒柴油的卡車,排放物中的雜質導致顆粒物較多。

在室內,二手煙是顆粒物最主要的來源。顆粒物的來源是不完全燃燒、因此隻要是靠燃燒的煙草產品,都會產生具有嚴重危害的顆粒物,使用品質較佳的香煙也隻是吸煙者的自我安慰,甚至可能因為臭味較低,而造成更大的危害;同理也適用于金紙燃燒、焚香及燃燒蚊香。但是炒菜5分鍾,PM2.5增加20倍系誤讀。

大氣化學反應

除自然源和人為源之外,大氣中的氣態前體污染物會通過大氣化學反應生成二次顆粒物,實現由氣體到粒子的相態轉換。如:

其中氣態硫酸來自OH自由基氧化二氧化硫SO2的氣態反應。 鹽的水合物:如xCl·yH2O、xNO3·yH2O、xSO4·yH2O,隨著濕度的變化,水合物對PM2.5的影響較大,水不僅與鹽化合物生成水合物,由于濕度的改變還形成了鹽的微小溶液液滴。

指數標準

細顆粒物的標準,是由美國在1997年提出的,主要是為了更有效地監測隨著工業化日益發達而出現的、在舊標準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。細顆粒物指數已經成為一個重要的測控空氣污染程度的指數。

到2010年底為止,除美國和歐盟一些國家將細顆粒物納入國標並進行強製性限製外,世界上大部分國家都還未開展對細顆粒物的監測,大多通行對PM10進行監測。

PM2.5檢測網空氣質量新標準

根據PM2.5檢測網的空氣質量新標準,24小時平均值標準值分布如下:

空氣質量等級

24小時PM2.5平均值標準值

0~35

35~75

輕度污染

75~115

中度污染

115~150

重度污染

150~250

嚴重污染

大于250

及以上

世界衛生組織(WHO)2005年《空氣質量準則》
項目

年均值

日均值

準則值

10

25

過渡期目標1

35

75

過渡期目標2

25

50

過渡期目標3

15

37.5

中國擬于2016年實施《空氣質量準則》(征求意見中)
項目

年均值

日均值

準則值

35

75

危害影響

危害介紹

雖然細顆粒物隻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的影響。與較粗的大氣顆粒物相比,細顆粒物粒徑小,富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。研究表明,顆粒越小對人體健康的危害越大。細顆粒物能飄到較遠的地方,因此影響範圍較大。

PM2.5PM2.5

細顆粒物對人體健康的危害要更大,因為直徑越小,進入呼吸道的部位越深。10μm直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道,2μm以下的可深入到細支氣管和肺泡。細顆粒物進入人體到肺泡後,直接影響的通氣功能,使機體容易處在缺氧狀態。

全球每年約210萬人死于PM2.5等顆粒物濃度上升

據悉,2012年聯合國環境規劃署公布的《全球環境展望5》指出,每年有70萬人死于因臭氧導致的呼吸系統疾病,有近200萬的過早死亡病例與顆粒物污染有關。《美國國家科學院院刊》(PNAS)也發表了研究報告,報告中稱,人類的平均壽命因為空氣污染很可能已經縮短了5年半。

中科院查明北京PM2.5六大來源中科院查明北京PM2.5六大來源

世界銀行發布的報告表明,由室外空氣污染導致的過早死亡人數,平均為每天1000人,每年有35至40萬的人面臨著死亡。具體來講,早在1997年,世界銀行就預計有5萬中國人因為空氣污染而過早死亡。整體來說,這份報告發現,中國的空氣污染使得城市居民的壽命減少了18年。

倫敦毒霧事件

1952年12月5日的毒霧事件是倫敦歷史上最慘痛的時刻之一,那場毒霧造成至少4000人死亡,無數倫敦市民呼吸困難,交通癱瘓多日,數百萬人受影響。

世界衛生組織首次認定PM2.5致癌

2013年10月17日,世界衛生組織下屬國際癌症研究機構發布報告,首次指認大氣污染對人類致癌,並視其為普遍和主要的環境致癌物。然而,雖然空氣污染作為一個整體致癌因素被提出,它對人體的傷害可能是由其所含的幾大污染物同時作用的結果。

PM2.5的危害PM2.5的危害

對顆粒的長期暴露可引發心血管病和呼吸道疾病以及肺癌。 當空氣中PM2.5的濃度長期高于10,就會帶來死亡風險的上升。濃度每增加10,總死亡風險上升4%,心肺疾病帶來的死亡風險上升6%,肺癌帶來的死亡風險上升8%。此外,PM2.5極易吸附多環芳烴等有機污染物和重金屬,使致癌、致畸、致突變的機率明顯升高。

影響氣候

人們一般認為,PM2.5隻是空氣污染。其實,PM2.5對整體氣候的影響可能更糟糕。PM2.5能影響成雲和降雨過程,間接影響著氣候變化。大氣中雨水的凝結核,除了海水中的鹽分,細顆粒物PM2.5也是重要的源。有些條件下,PM2.5太多了,可能“分食”水分,使天空中的雲滴都長不大,藍天白雲就變得比以前更少;有些條件下,PM2.5會增加凝結核的數量,使天空中的雨滴增多,極端時可能發生暴雨。

影響分布圖

美國國家航空航天局(NASA)2010年9月公布了一張全球空氣質量地圖,專門展示世界各地細顆粒物的密度。地圖由達爾豪斯大學的兩位研究人員製作。他們根據NASA的兩台衛星監測儀的監測結果,繪製了一張顯示出2001年至2006年細顆粒物平均值的地圖。 在這張圖上紅色(即細顆粒物密度最高),出現在北非、東亞和中國。中國華北、華東和華中細顆粒物的密度,指數甚至接近每立方米80微克,甚至超過了撒哈拉沙漠。

全球空氣質量地圖全球空氣質量地圖

在這張2001-2006年間平均全球空氣污染情勢圖上,全球細顆粒物最高的地區在北非和中國的華北、華東、華中全部。世界衛生組織WHO)認為,細顆粒物小于10是安全值,而中國的這些地區全部高于50接近80,比撒哈拉沙漠還要高很多。

美國國家航空航天局地球觀測站(NASA's Earth Observatory)公布了一幅地圖,展示了1850年至2000年之間全球各地區大氣污染物細顆粒物濃度變化和致死人數情況。

2010年,韋斯特發表了一項基于單一的大氣環境電腦模型的研究報告,估算了全球空氣污染對人們健康的影響。韋斯特和他的同事們認為,利用一系列不同的大氣環境電腦模型,總共六個,他們可以提高此前估算資料的精確度。2013年,他們在《環境研究通訊》(Environmental Research Letters)發表了他們的研究論文,得出如下結論:全世界每年因為室外的有毒空氣污染物細顆粒物而死亡的人數為210萬。

這幅地圖顯示了1850年至2000年全球空氣污染水準變化,以及平均每平方公裏每年因空氣污染致死人數分布情況。顏色越深,表明該地區平均每平方公裏每年空氣污染致死人數越多。咖啡色地區比淺棕色地區有更多的人過早死亡。藍色地區的空氣質量1850年以來已經改善,早逝人數下降。

在中國東部、印度北部和歐洲,工業革命帶來的城市化導致空氣中的細顆粒物大大增加,並對人們的健康造成了很大的影響。在這些人口稠密、空氣污染嚴重的地區(深褐色),人為造成的空氣污染導致每年每平方公裏超過1000人過早死亡。

少數地區(藍色),如美國東南部,細顆粒物濃度相對于工業化前的水準有所下降,因空氣污染而過早死亡的人數下降。在美國東南部地區,細顆粒物濃度的下降可能與過去160年中當地生物質燃燒水準的下降有關。

監測方法

中國環境監測總站2012年5月下發的《PM2.5自動監測儀器技術指標與要求(試行)》確定了三種PM2.5的自動監測方法,分別是β射線方法儀器加裝動態加熱系統,β射線方法儀器加動態加熱系統聯用光散射法,微量振蕩天平方法儀器加膜動態測量系統(FDMS)。

PM2.5監測方法PM2.5監測方法

應對措施

預防方法

1、過濾法

PM2.5PM2.5

包括空調、加濕器、空氣清新器等,優點是明顯降低PM2.5的濃度,缺點是濾膜需要清洗或更換。

2、水吸附法

超聲霧化器、室內水簾、水池、魚缸等,能夠吸收空氣中的親水性PM2.5,缺點是增加濕度,憎水性PM2.5不能有效去除。

3、植物吸收法

植物葉片具有較大的表面積,能夠吸收有害氣體和吸附PM2.5,優點是能產生有利氣體,缺點是吸收效率低,有些植物會產生有害氣體。

4、負離子法

中科院專家、清華大學博導、教授林金明先生編著的《環境、健康與負氧離子》一書多次講到:當室內空氣中的負離子(負氧離子)的濃度達到每立方釐米2萬個時,空氣中的飄塵量會減少98%以上。對可入肺顆粒物PM2.5效果極佳。所以在含有高濃度小粒徑負離子(負氧離子)的空氣中,PM2.5中危害最大的直徑1um以下的微塵、細菌、病毒等幾乎為零。因此可以說,空氣負離子(負氧離子)含量的多少是衡量空氣是否清新的重要標準之一。

空氣負離子又稱為負氧離子,是空氣中一種帶有負電的離子。聯合國空氣環保領域的眾多專家研究證實,生態級負離子(小粒徑負離子)活性高、遷移距離遠,可以主動出擊捕捉小粒微塵,使其凝聚而沉淀,有效除去空氣中2.5微米(PM2.5)及以下的微塵,從而減少霧霾對人體健康的危害。

生活應對

1、霧霾天氣少開窗,最好不出門或晨練

PM2.5PM2.5

霧霾天氣不主張早晚開窗通風,最好等月亮出來再開窗通風。霧霾天氣是心血管疾病患者的“危險天”,尤其是有呼吸道疾病和心血管疾病的老人,霧天最好不出門,更不宜晨練,否則能誘發病情,甚至心髒病發作,引起生命危險。專家指出,之所以說霧天是心血管疾病患者的“危險天”,是因為起霧時氣壓高,空氣中的含氧量有所升高,人們很容易感到胸悶,早晨潮濕寒冷的霧氣還會造成冷刺激,很容易導致食管管痙攣、血壓波動、心髒負荷加重等。同時,霧中的一些病原體會導致頭痛,甚至誘發高血壓、腦溢血等疾病。因此,患有心血管疾病的人,尤其是年老體弱者,不宜在霧天出門,更不宜在霧天晨練,以免發生危險。

2、外出戴專業防塵口罩

一般常規口罩不會起到作用,因為顆粒物太細小,KN90,KN95,N95級別的防塵口罩才能有效過濾這類細顆粒物,同時還要選擇適合自己的口罩,避免不密合導致周圍泄漏。另外,外出歸來,應立即清洗面部及裸露的肌膚。比較好的防PM2.5的口罩主要是濾片而不是口罩,比如有活性炭濾片的口罩以及醫用口罩是無法防PM2.5的。

3、多喝桐桔梗茶、桐參茶、桐桔梗顆粒、桔梗湯等“清肺除塵”茶飲

桐桔梗茶有清火濾肺塵功能,能加強肺泡細胞排出有毒細顆粒物的能力,能協助人體排出體內積聚的PM2.5顆粒物及其他有害物質。

4、少量補充維生素D

冬季霧多、日照少,由于紫外線照射太少,人體內維生素D生成不足,有些人還會產生精神壓抑、情緒低落等現象,必要時可補充一些維生素D。

5、飲食清淡多喝蜂蜜水

霧天的飲食宜選擇清淡易消化且富含維生素的食物,多飲水,多吃新鮮蔬菜和水果,這樣不僅可補充各種維生素和無機鹽,還能起到潤肺除燥、祛痰止咳、健脾補腎的作用。少吃刺激性食物,多吃些梨、枇杷、橙子、橘子等食品。

6、深層清潔

人體表面的皮膚直接與外界空氣接觸,很容易受到霧霾天氣的傷害。尤其是在繁華喧囂十面“霾”伏的都市中,除了隨時要應對霧霾危“肌”外,由于建築施工、汽車尾汽、工業燃料燃燒、燃放煙花爆燭等原因造成懸浮顆粒物多,難免會堵塞在毛孔中形成黑頭,造成毛孔阻塞、角質堆積、肌膚起皮等肌膚問題,所以自我保護的首要措施就是深層清潔肌膚表層,清潔毛孔。

7、盡量減少吸煙甚至不吸煙

煙霧中有大量PM2.5,會對人體有著直接和間接的危害。如果無法阻止周邊的人吸煙,那麽應該盡量遠離煙霧。

各國政策

中國

2011年1月1日開始,環保部發布的《環境空氣PM10和PM2.5的測定重量法》開始實施。首次對PM2.5的測定進行了規範,但在環保部進行的《環境空氣質量標準》修訂中,PM2.5並未被納入強製性監測指標。

PM2.5PM2.5

2012年05月24日環保部公布了《空氣質量新標準第一階段監測實施方案》,要求全國74個城市在10月底前完成PM2.5“國控點”監測的試運行。

2012年10月11日,中國國家環境保護部副部長吳曉青表示,新的《環境空氣質量標準》頒布後,環保部明確提出了新標準實施的“三步走”目標。按照計畫,2012年年底前,京津冀、長三角、珠三角等重點區域以及直轄市、計畫單列市和省會城市要按新標準開展監測並發布資料。截至目前,全國已有195個站點完成PM2.5儀器安裝調試並試運行,有138個站點開始正式PM2.5監測並發布資料。

德國

短期解決措施

首先,對某類車輛實施禁行,或者在污染嚴重區域禁止所有車輛行駛。第二,就是要限製或關停大型鍋爐和工業設備。此外,關閉城市內的建築工地也有助緩解污染。在火爐中燃燒木頭、焚燒垃圾等行為一定要註意避免。

長期措施

一、設定機動車排放標準。

二、嚴格大型鍋爐和工業設施排放標準。歐洲已統一規定了工業排放標準,出台《工業排放令》。

三、設定小型鍋爐設備排放標準,例如房屋暖氣等供暖設備。

四、設定機械設備排放標準,如工程機械。

五、設立“環保區域”,德國超過40個城市以及許多歐洲國家均設立了“環保區域”,隻允許符合排放標準的車輛駛入。

六、禁止重型貨車通行。重型貨車的污染物排放通常較高。

七、限速。

八、通過補貼或宣傳項目,鼓勵乘坐公共交通以及騎車出行。

九、通過合理的交通指示燈變化、設定機動車專用道等更好管理交通。

法國

向公眾提供衛生建議

為減少污染物排放量、改善空氣質量並預防空氣污染對人類健康造成危害,法國于2010年頒布了空氣質量法令,其中規定了PM2.5和PM10的濃度上限。此外,法國政府還實施了一系列旨在減少空氣污染的方案,如減排方案、顆粒物方案、碳排放交易體系、地方空氣質量方案和大氣保護方案等。

在法國,空氣質量監測協會負責監測空氣中污染物濃度,並向公眾提供空氣質量信息。根據空氣質量監測協會提供的資料,法國環境與能源管理局每天會在網站上發布當日與次日空氣質量指數圖,並就如何改善空氣質量提供建議。當污染物指數超標時,地方政府會立即採取應急措施,減少污染物排放,並向公眾提供衛生建議。

法國公共衛生高級委員會在2012年4月公布的空氣顆粒物污染報告中列出了一系列新的保護公眾健康的建議,尤其是針對肺病和心髒病患者、幼齡兒童與老年人等敏感人群。建議指出,當空氣中PM10濃度為50至80微克每立方米時,已表現出症狀的肺病和心髒病患者應考慮減少戶外活動與激烈體育運動;當PM10濃度超過80微克每立方米時,敏感人群應減少甚至避免戶外活動與激烈體育運動,哮喘患者可能需要在醫生指導下適當增加使用吸入類葯物的次數,健康人群如果出現咳嗽、呼吸困難或咽喉痛等症狀,也應減少戶外活動與激烈體育運動。

美國

定期審查空氣質量監測標準

美國疾病控製和預防中心網站的信息顯示,空氣污染是現代社會面臨的一個主要問題。美國面臨的空氣污染主要由六大因素所致:氣態污染物、溫室氣體效應、酸雨、臭氧層破壞、可吸入顆粒物以及氣候影響。

美國環保署和其他機構合作設立了“空氣質量指數”,向公眾提供有關地方空氣質量以及空氣污染水準是否達到威脅公眾健康的及時、易懂信息。登錄美國環保署和其他機構合辦的AIRNow網站,可以看到全美各地動態空氣質量指數圖、臭氧指數圖、PM2.5指數圖以及根據各指數列出的全美空氣質量最差的5處地點。

根據《潔凈空氣法》,環保署須定期審查空氣質量監測標準。2006年,美國環保署針對PM2.5標準進行了最新一次修訂,規定全美無論在城市還是鄉村,任何地區、任何24小時周期內PM2.5最高濃度由先前的每立方米65微克降至每立方米35微克,而年平均濃度標準則是每立方米小于或等于15微克。直徑在2.5微米到10微米之間的可吸入顆粒物(PM10)的標準為24小時周期內每立方米150微克。根據可吸入顆粒物水準,環保署將各地的空氣質量分為三類:未達標、達標或雖然資料不足但可被認為達標、資料不足。如果某個區域被列為未達標,所在的州和地方政府需要在三年內製定執行計畫,列出該地如何減少導致可吸入顆粒物聚集的污染物排放,以達到並保持環保署列出的空氣質量標準。

英國

依法劃定“煙塵控製區”

1952年12月5日的毒霧事件是倫敦歷史上最慘痛的時刻之一,當時那場毒霧造成至少4000人死亡,無數倫敦市民呼吸困難,交通癱瘓多日,數百萬人受影響,而在那場災難之後,英國政府做了補救工作。

1956年英國政府頒布了《清潔空氣法案》,這一法案劃定“煙塵控製區”,區內的城鎮禁止直接燃燒煤炭。此外,還陸續關停了倫敦所有燒煤的火電廠,將其搬到城市以外的地方。通過一系列的措施,倫敦的空氣質量一直在改進中。

據倫敦市政府提供的資料,大約有72.2萬人住在倫敦以外的地區,每天搭乘各類交通工具來倫敦工作。倫敦龐大的人口數量和規模巨大的通勤者意味著道路交通網路已經承受巨大的壓力。比如在倫敦最繁忙的火車站滑鐵盧車站裏,每天交通高峰期的3個小時裏客流量有5.1萬人。道路交通同樣也是如此,有超過300萬輛機動車在路面上行駛。而自從2003年開始征收道路擁堵稅以來,據估計每天路上的車流量減少了7萬輛。

在過去50年間,由于在倫敦的家庭和工業中使用煤炭已經逐漸銷聲匿跡,交通排放成為空氣污染的最大的來源。倫敦空氣中58%的氮氧化物,以及68%的PM10污染物顆粒都來自于汽車尾氣排放。

英國環境專家、倫敦大學國王學院的弗蘭克·凱利教授指出,由于人口密度高,通勤者眾多,從事商務和旅行的車輛川流不息,這都給空氣質量帶來壓力。對此,凱利建議在城市地區盡量使用小排量的汽油動力汽車以及清潔的公共交通,並對使用柴油的公車和計程車進行升級改造。

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