关于PM2.5?0个问{?/h3>
发布旉Q?013-10-10 来源Q?a target="_blank">新浪健康博客
?谭知q?/strong>
1. PM2.5是什?
如果是初ơ接触，“PM2.5”这一串字W也怼(x)让你看得云里NQ不知所云。其实它有一个容易理解的中文名——细颗粒物，是对I气中直径小于或{于2.5微米的固体颗_或液滴的ȝ。这些颗_如此细，肉眼是看不到的，它们可以在空气中漂Q数天。hcȝl的头发直径大约?0微米Q这比最大的PM2.5q大了近三十倍?/span>
PM是英文particulate matter(颗粒?的首字母~写。准的PM2.5定义要在“直径”之前加一个修饰语“空气动力学”，q可不是故作高深。空气中的颗_物q是规则的球ŞQ那怎么定义又怎么量其直径呢?在实际操作中Q如果颗_物在通过A器时所表现出的I气动力学特征与直径于或等?.5微米且密度ؓ(f)1?立方厘米的球形颗_一_(d)那就U其为PM2.5。这L(fng)定义也就军_了在定PM2.5Ӟ需要利用空气动力学原理把PM2.5与更大的颗粒物分开Q而不是用孔径?.5微米的o(h)膜来分离?/span>
知道了PM2.5的定义，很Ҏ(gu)得出PM10的定义了——将定义中的2.5换成10卛_QPM10也被UCؓ(f)可吸入颗_物。在PM10中，直径?.5?0微米之间的颗_物被称为粗颗粒物，与细颗粒物相寏V?/span>
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2. PM2.5来自哪里Q都有些什么成?
虽然自然q程也会(x)产生PM2.5Q但其主要来源还是h为排放。hcL直接排放PM2.5Q也排放某些气体污染物，在空气中转变成PM2.5。直接排放主要来自燃烧过E，比如化石燃料(煤、汽沏V柴?的燃烧、生物质(U秆、木?的燃烧、垃圄烧。在I气中{化成PM2.5的气体污染物主要?a href="http://www.kuwe.cc/eryanghualiujianceyi/index1.html" target="_blank">二氧化硫、氧化物、}气、挥发性有机物。其它的Zؓ(f)来源包括Q道路扬、徏{施工扬、工业粉、厨房烟气。自然来源则包括Q风扬尘土、火q、森林火灾、漂的L(fng)、花_、真菌孢子、细菌?/span>
PM2.5的来源复杂，成分自然也很复杂。主要成分是元素뀁有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐。其它的常见的成分包括各U金属元素，既有钠、镁、钙、铝、铁{地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、砷、镉、铜{主要源自hcL染的重金属元素?/span>
2000q有研究人员?gu)定了北京的PM2.5来源Q尘土占20%;由气态污染物转化而来的硫酸盐、硝酸盐、}盐各?7%?0%?%;烧煤产生7%;使用柴a(b)、汽油而排攄废气贡献7%;农作物等生物质A(ch)?%;植物屑贡献1%。有的是，吸烟也A(ch)献了1%Q不q这只是个粗略的U学估算Qƈ不一定准[1]。该研究中也定了北京PM2.5的成分：(x)含碳的颗_物Q硫酸根Q硝酸根Q铵根加在一起占了重量了69% 。类似地Q?999q测定的上vPM2.5中有41.6%是硫酔R、硝酔RQ?1.4%是含的物质[2]?/span>
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3. PM2.5对健h什么危?
PM2.5主要对呼吸系l和心血系l造成伤害Q包括呼吔R受刺Ȁ、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病(zhn)者的q早死[3]。老h、小孩以?qing)心肺疾病(zhn)者是PM2.5污染的敏感h?/span>
如果I气中PM2.5的浓度长期高?0微克/立方cIM风险开始上升。浓度每增加10微克/立方cIȝM风险׃?%Q得心肺疄的死亡风险上?%Q得肺癌的死亡风险上?%[4-5]。这意味着多大的风险呢?我们可以拿吸烟做个比较。吸烟可使男性得肺癌M的风险上?2?也就是上?200%)Q女性的风险上升12?1200%);使中qh得心脏病M的风险上??200%)[6]。和吸烟一比，PM2.5的危宛_昑־非常了。如果吸烟都没有让你感到恐惧Q那你就不用担心gPM2.5标对健L(fng)影响了。但是，从全C会(x)的角度出发，降低q些看似不大的风险，收益却是很大的。美国环保局?003q做了一个估：(x)“如果PM2.5达标Q全国每年可以避免C人早歅R数万h上医院就诊、上百万ơ的误工、上百万儿童得呼吸系l疾病”[7]。相比当前的中国Q美国当时的I气质量已经相当不错Q只有很的地区存在略微的超标[8]。如果中国的PM2.5能够达标Q社?x)收益无疑将会(x)是巨大的?/span>
上述关于PM2.5M风险的数据源?002q发表于《美国医学会(x)杂志》的一论文[4]。这论文分析了一w期研I中参与者的M率和I气污染之间的关p，发现M率升高与PM2.5和二氧化的污染有关联，而与_颗_物污染没有可靠的关联。该在国q行的前L研I始?982q_(d)当时招募?20万的参与者。论文的l论是基于长?6q的随访数据Q是目前关于PM2.5污染增加M风险最可靠的证据?/span>
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4. 如果没有污染QPM的浓度有多高Q现在实际有多高?
即没有Zؓ(f)污染Q空气中也有一定浓度的PM2.5Q这个浓度被UCؓ(f)背景度。在国和西Ƨ，背景度大约?-5微克/立方c[5]Q澳大利亚的背景度也在5微克/立方c_右[9]。中国的背景度有多?目前无公开的数据，但应该不?x)和其他国家相差太大?/span>
中国未开展大范围的PM2.5监测Q公开的PM2.5数据非常有限。位于广州的环保部华南环境科学研I所?011q从6?3日开始每日发布PM2.5监测值[10]Q截?1?0日，度范围?.6?9 微克/立方c之?注：(x)0.6q个数据应该是A器故障所_(d)正常g?x)这么?Q^均gؓ(f)38微克/立方cIq个Dq了拟发布的q均标准(35微克/立方c?[11]。在q?21天中Q已l有6天超q了拟发布的日均标准(75微克/立方c?。从q十几年来发表的U学论文中，可以查到中国一些大城市某一区域某一阶段的PM2.5的测定倹{例如，2000q在北京?个监点得的PM2.5q均gؓ(f)101微克/立方c[2];2008北京奥运?x)?7天中Q在北大得的PM2.5最?8.2Q最?47.4微克/立方cI q_64.7微克/立方c[12]?999q_(d)在上两个监点定的PM2.5q均gؓ(f)57.9?1.4 微克/立方c[2]。这些年均值都q高于拟发布的年均标?35微克/立方c??/span>
除了查阅以上q些零星的数据，我们q可以根据PM10的数据估一下PM2.5的浓度。按照中国现行的I气质量标准QPM10是常规监指标，全国性监已开展了十几q。从2001q至2009q_(d)全国主要城市PM10的^均g125降到?0微克/立方c[13]。PM2.5和PM10之间的比例通常?.5-0.8之间Q我们取0.8做一个极端估可得：(x)2009q全国主要城市的PM2.5q_gؓ(f)72微克/立方cI是即发布的新标准的2.1?35微克/立方c?。和国的空气质量相比，q差多少?2009q_(d)全美国年均PM2.5?.9微克/立方cI?24个监点中有90%以上的监点q均g?2.6微克/立方c[8]?/span>
全国的年均值只是用来反映我国颗_物污染的M现状Q对于评h们所在城市的I气质量意义q不大。我们更需要关注的是离我们生活、工作最q的监测点的数据。这个数据哪里有?国大馆的数据也只能“仅供参考”。然而，我们更多的hq不生活在北京，即在北京也不在国大馆附q，那我们该看哪里的数据?全国主要城市的实时PM10数据可以在环境监ȝ的网站上查到Q每个城市都有数个监点Q我们可以选离得最q的那个点作参考。如果你很乐观，那么可以估算PM2.5=PM10 × 0.5Q如果你很?zhn)观，那么׃PM2.5=PM10 × 0.8?/span>
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5. 其他国家实施PM2.5的标准了吗，标准值是多少?
自从国?997q率先制定PM2.5的空气质量标准以来，许多国家都陆l跟q将PM2.5U_监测指标。如果单U从保护人类健康的目的出发，各国的标准理应一P因ؓ(f)制定标准所依据的是相同的科学研I结果。然而，标准的制定还需考虑各国的污染现状和l济发展水^Q在一个空气污染严重的发展中国家制定极Z格的I气质量标准只能成ؓ(f)一个华丽的摆设Q没有实际意义。根据美国癌症协?x)和哈?jng)大学的研I结果，世界卫生l织(WHO)?005q制定了PM2.5的准则倹{高于这个|M风险׃(x)显著上升。WHO同时q设立了三个q渡期目标|为目前还无法一步到位的地区提供了阶D|目标，其中目标-1的标准最为宽松，目标-3最严格[5]?/span>
下表列D了WHO以及(qing)几个有代表性的国家的标准。中国拟实施的标准与WHOq渡期目?1相同。美国和日本的标准一P与目?3基本一致。欧盟的标准略微宽松Q与目标-2一_(d)澛_利亚的标准最Z|q均标准比WHO的准则D低。标准的宽严E度基本反映了各国的I气质量情况Q空气质量越好的国家p有能力制定和实施更ؓ(f)严格的标准?/span>
6. 中国的PM2.5标准和其他国家比Q很落后?
中国的PM2.5标准拟于2016q生效，虽然比美国落后了一二十q_(d)但和Ƨ盟?015q生效相比，也不太晚。如果仅从标准的数值来看，中国卛_发布的新标准已经与WHOq渡期目?1一_(d)虽然落后于发辑֛Ӟ但也是开始了三步走的W一步。然而，即标准值相同，而评判是否达标的方式不同Q约束力是有极大差异的。D个例子，中国现行的空气质量标准制定于1996q_(d)其中PM10的日均标准ؓ(f)150微克/立方cI表面上已和美国现行标准一样严根{但是，按照国的标准，q_每年最多只能有1天超标，否则q不达标，标地区需要提交改q方案ƈ加以实施。而在中国的标准文件中Q没有类似的规定。各地区在执行标准时Q只是计每q的“达标天数”和“达标率”。PM10的标准至今已l执行了15q_(d)一?6.2%的达标率q可以作为正面消息报道[14]?/span>
在即发布的PM2.5新标准中Q依然没有规定多高的达标率才是可接受的。WHO和其他国家是怎么规定的呢?WHO要求每年最多有3天超?99%的达标率)Q澳大利亚最?天，而美国和日本要求的达标率?8%。中国PM2.5标准的落后不仅是在标准|更重要的是在U束力上?/span>
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7. 新标准即发布，Z么要?016q才实施?
对于q个问题Q标准制定者是q样回答的：(x)“考虑到环境空气质量标准实施是一复杂的pȝ工程Q以?qing)目前全国的环境监测能力现状Q结合现行标准实施过E中的经验，Z障数据准性和可比性，全国统一实施本标准的旉定ؓ(f)2016 q? ? 日，以便为各地区预留_的准备时_(d)加强标准实施的有关配套工作[15]。?/span>
q么说有道理?我们不妨参考一下其他国家是怎么做的。在国和澳大利亚环保部门的|站上，对于PM2.5标准的制定过E有非常详细的备忘录Q我们就以这两个国家Z?/span>
国早在1994q就宣布要增加PM2.5的指标?994-1996q间Q开了多ơ研讨会(x)Q在1996q底发布了征求意见稿。征求意见期间共接了14000个电(sh)话，收到4000电(sh)子邮件?0000份书面或口头意见Q而且多次通过听证?x)、会(x)议、电(sh)视节目征求意见。经q这番诚意十的意见征求Q终于在1997q??6日发布了PM2.5的标准。但在那Ӟ未展开全国的PM2.5监测Q直?999q各州才陆箋开始，2000qPM2.5监测常规化[16]?/span>
澛_利亚?001q开始考虑Qƈ?003q制定了PM2.5的非强制标准。制定该标准的目的是攉数据Q以便检讨这一标准是否合理Qƈ准备?005q开始考虑制定强制标准。在征求意见的过E中Q有反对者认为应该直接设立强制标准，否则~ZU束力，意义也就不大。澳大利亚环保委员会(x)(NEPC)认ؓ(f)当时~Z_的PM2.5监测数据Q没法很好地评估不达标会(x)带来怎样的媄响，坚持了原先的做法[9]。直Cq?2011q?Q澳大利亚的PM2.5仍然不是强制指标[17]Q不q这期间一直在做大量的监测和基研究工作[18]?/span>
中国的PM2.5强制标准正在征求意见中，q拟?016q实施，“实施”的含义应该是指开展常规检ƈ公布l果。美国从1997q发布标准到2000q全国监常规化׃两三q的旉。澳大利?003q发布非强制标准Q随后即开展全国监。考虑C国的国情Qg后几q“实施”有其合理性，但是四五q的旉是否太长了呢?
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8. 怎么定PM2.5?
I气中漂着各种大小的颗_物QPM2.5是其中较l小的那部分(定义见问{?)。不难想刎ͼ定PM2.5的浓度需要分两步赎ͼ(x)(1)把PM2.5与较大的颗粒物分?(2)定分离出来的PM2.5的重量。目前，各国环保部门q泛采用的PM2.5定Ҏ(gu)有三U：(x)重量法、β射U吸收法和微量振荡天qx。这三种Ҏ(gu)的第一步是一L(fng)Q区别在于第二步。将PM2.5直接截留到o(h)膜上Q然后用天^U重Q这是重量法。值得一提的是，滤膜q不能把所有的PM2.5都收集到Q一些极l小的颗_还是能I过滤膜。只要o(h)膜对?.3微米以上的颗_有大于99%的截留效率，q是合格的[19]。损失部分极l小的颗_物对结果媄响ƈ不大Q因为那部分颗粒对PM2.5的重量A(ch)献很?/span>
重量法是最直接、最可靠的方法，是验证其它方法是否准的标杆。然而重量法需人工U重Q程序繁琐费时。如果要实现自动监测Q就需要用到另外两U方法?/span>
β线吸收法：(x)PM2.5攉到o(h)U怸Q然后照一束beta线Q射U穿qo(h)U和颗粒物时׃被散而衰减，衰减的程度和PM2.5的重量成正比。根据射U的衰减可以计出PM2.5的重量[20]。美国大佉K那台知名度很高的仪器依据的就是此原理?/span>
微量振荡天^法：(x)一头粗一头细的空心玻璃管Q粗头固定，l头装有滤芯。空气从_头q，l头出，PM2.5p截留在o(h)芯上。在?sh)场的作用下Q细头以一定频率振荡，该频率和l头重量的^Ҏ(gu)成反比。于是，Ҏ(gu)振荡频率的变化，可以算出收集到的PM2.5的重量[20]?/span>
PM2.5分离出来的切割器又是怎么工作的呢?在抽气܇的作用下Q空气以一定的速流q切割器Ӟ那些较大的颗_因为惯性大Q一头撞在涂了a(b)的部件上而被截留Q惯性较?yu)的PM2.5则能l大部分随着I气利通过。也怽已经觉察刎ͼq和发生在我们呼吔R里的情Ş是非常相似的Q大颗粒易被鼻腔、咽喉、气截留，而细颗粒则更Ҏ(gu)到达肺的深处Q从而生更大的健康风险?/span>
对于PM2.5的切割器来说Q?.5微米是一个踩在边U上的尺寸。直径恰好ؓ(f)2.5微米的颗_有50%的概率能通过切割器。大?.5微米的颗_ƈ非全被截留，而小?.5微米的颗_也不是全都能通过。例如，按照《环境空气PM10和PM2.5的测?重量法》的要求Q?.0微米以上颗粒的通过率需于16%Q?.1微米以下颗粒的通过率要大于84%[21]?/span>
Ҏ(gu)的结构加上特定的I气速共同决定了切割器对颗粒物的分离效果Q这两者稍有变化，׃(x)Ҏ(gu)定生很大媄响，而ɾl果失去可比性。因此，国环保局?997q制定世界上W一个PM2.5标准的时候，一q规定了切割器的具体l构[16]。于是，虽然 PM2.5的测定A器有不少品牌Q它们外观却极ؓ(f)怼?/span>
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9. 市面上有些手机大的仪器L(fng)可以PM2.5Q靠谱吗?
和环保部门采用的标准Ҏ(gu)相比Q用非专业A器测PM2.5昄是不可靠的，但很难说到底有多不准Q只有拿来和标准Ҏ(gu)Ҏ(gu)一下才知道。测出来的数据也许能说明一炚w题，比如能分辩出戉K里有没有人吸烟，是不是刚扫过圎ͼ可是q些你的d也能做到吧?/span>
市面上的非专业A器利用光散射的原理测定颗_物度Q这U方法ƈ没有被各国环保部门采Uؓ(f)标准Ҏ(gu)Q但是有依据此原理制成的专业仪器Q在U研中也有运用。空气中的颗_物度高Q对光的散射p强。光的散相对容易测Q把它测出来Q理Z可以算出颗_物度了。但在实际运用中Q事情ƈ没有q么单。光的散与颗粒物浓度之间的关系是很不确定的Q受到诸多因素的影响Q例如颗_物的化学组成、Ş状、比重、粒径分布，而这些都取决于污染源的组成。这意味着光散和颗粒物浓度之间的换算公式随时随地都可能在变，需要A器用者不断地用标准方法进行校正，没有l过U学训练的业余h士不大可能办得到。有研究者做q理：(x)利用光散A定PM2.5Q至有30-40%的不定性[22]。这U不定性是q类仪器固有的，质量可靠的专业A器尚且如此，更何况市面上仪器的质量ƈ不都是理想的呢?/span>
作ؓ(f)普通老百姓，与其把精力和金钱花在自己监测I气质量上，q不如呼吁环保部门早日监PM2.5q公开数据。现在新的《环境空气质量标准》正在向公众征求意见Qƈ拟于2016q实施[11]Q公众的声音也许能ɘq一旉大大提前。至于有人U自己动手监，可以监督环保部门Q防止他们伪造数据。这是没有道理的。非专业人士操作非专业的或质量不高的专业仪器得的结果是不可靠的Q没有能力去挑战环保部门的结果，q种监督是无效的?/span>
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10. 灰霾天是PM2.5引v的吗?
虽然肉眼看不见空气中的颗_物Q但是颗_物却能降低I气的能见度Q蓝天消失Q天I变成灰蒙蒙的一片，q种天气是灰霾天。根据?010q灰霾试点监报告》，在灰霑֤QPM2.5的浓度明显比qx高，PM2.5的浓度越高，能见度就低[23]?/span>
虽然I气中不同大的颗粒物均能降低能见度Q不q相比于_颗_物Q更为细的PM2.5降低能见度的能力更强。能见度的降低其本质上是可见光的传播受到ȝ。当颗粒物的直径和可见光的L长接q的时候，颗粒对光的散消光能力最强。可见光的L长在0.4-0.7微米之间Q而粒径在q个寸附近的颗_物正是PM2.5的主要组成部分。理的数据也清楚地表明q一点：(x)_颗_的消光pLUؓ(f)0.6qxc?克，而PM2.5的消光系数则要大得多Q在1.25-10qxc?克之_(d)其中PM2.5的主要成分硫酔R、硝酔R和有机颗_物的消光系数都?左右Q是_颗_的5倍[24]。所以，PM2.5是灰霑֤能见度降低的主要原因?/span>
值得一提的是，灰霾天是颗粒物污染导致的Q而雾天则是自然的天气现象Q和Zؓ(f)污染没有必然联系。两者的主要区别在于I气湿度Q通常在湿度大?0%时称之ؓ(f)雾，而湿度小?0%时称之ؓ(f)霾，湿度?0-90%之间则ؓ(f)N的合体[25]?/span>
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