1. PM2.5概述及性狀
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。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的影響。與較粗的大氣顆粒物相比,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。
在城市空氣質量日報或周報中的可吸入顆粒物和總懸浮顆粒物是人們較為熟悉的兩種大氣污染物。可吸入顆粒物又稱為PM10,指直徑等于或小于10微米,可以進入人的呼吸系統的顆粒物;總懸浮顆粒物也稱為PM100,即直徑小于和等于100微米的顆粒物。
對于環境科學來說,懸浮粒子特指空氣中那些微細污染物,它們是空氣污染的一個主要來源。當中小于10微米直徑的懸浮粒子,被定義為可吸入懸浮粒子,它們能夠聚積在肺部,危害人類健康。直徑小于2.5微米的顆粒,對人體危害最大,因為它可以直接進入肺泡。科學家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量,這個值越高,就代表空氣污染越嚴重。
2. PM2.5來源
雖然自然過程也會產生PM2.5,但其主要來源還是人為排放。人類既直接排放PM2.5,也排放某些氣體污染物,在空氣中轉變成PM2.5。直接排放主要來自燃燒過程,比如:化石燃料(煤、汽油、柴油)的燃燒、生物質(秸稈、木柴)的燃燒、垃圾焚燒。在空氣中轉化為PM2.5的氣體污染物主要有SO2、NOx、NH3、揮發性有機物。其他的人為來源包括:道路揚塵、建筑施工揚塵、工業揚塵、廚房煙氣。自然來源則包括:風揚塵土、火山灰、森林火災、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細菌。
日常發電、工業生產、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物,大多含有重金屬等有毒物質。一般而言,粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自道路揚塵等;2.5微米以下的細顆粒物(PM2.5)則主要來自化石燃料的燃燒(如機動車尾氣、燃煤)、揮發性有機物等。
3. PM2.5在中國的現狀
PM2.5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。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PM2.5的密度。在這張2001-2006年間平均全球空氣污染形勢圖上,全球PM2.5最高的地區在北非和中國的華北、華東、華中全部。同時PM2.5指數已經成為一個重要的測控空氣污染程度的指數。世界衛生組織(WHO)認為,PM2.5小于10是安全值,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。值得注意的是,倫敦、巴黎、紐約等對PM2.5進行頻密監測和發布的國際城市,其污染水平也相對較低,與此同時,不少發展中國家的大城市如墨西哥城和新德里等城市,也早已開展了PM2.5的頻密監測和發布。
在中國大部分,特別是工業集中的華北地區,PM2.5占到了整個空氣懸浮顆粒物重量的大半。PM2.5這類細顆粒物對光的散射作用比較強,在不利的氣象條件下更容易導致灰霾形成。自2013年1月份以來,中國中東部地區霧霾天氣多發,大部地區霧霾日數超過20天,其中東北地區南部、華北地區東南部、江漢東部、江南、華南及西南地區東部等地霧霾日數較去年1月份偏多5天至10天,局地偏多11至13天,已經打破歷史極值。2012年2月,國務院同意發布新修訂的《環境空氣質量標準》, PM2.5監測指標終于寫入"國標",納入各省市強制監測范疇,會議同時要求2012年要在京津冀、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。2013年1月28日中國氣象局針對霾預警信號標準進行了修訂,首次將PM2.5作為發布預警的重要指標之一,即反映空氣質量的PM2.5濃度與大氣能見度、相對濕度等氣象要素,首次并列為霾預警分級的重要指標。目前中國的PM2.5強制標準正在征求意見中,并擬于2016年生效實施。
4. PM2.5危害
氣象專家和醫學專家認為,由細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。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微米以下的細顆粒物,直徑相當于人類頭發的1/10大小,不易被阻擋。被吸入人體后會直接進入支氣管,干擾肺部的氣體交換,引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。
每個人每天平均要吸入約1萬升的空氣,進入肺泡的微塵可迅速被吸收、不經過肝臟解毒直接進入血液循環分布到全身;其次,會損害血紅蛋白輸送氧的能力,喪失血液。對貧血和血液循環障礙的病人來說,可能產生嚴重后果。例如可以加重呼吸系統疾病,甚至引起充血性心力衰竭和冠狀動脈等心臟疾病。總之這些顆粒還可以通過支氣管和肺泡進入血液,其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中,對人體健康的傷害更大。人體的生理結構決定了對PM2.5沒有任何過濾、阻攔能力,而PM2.5對人類健康的危害卻隨著醫學技術的進步,逐步暴露出其恐怖的一面。
在歐盟國家中,PM2.5導致人們的平均壽命減少8.6個月。而PM2.5還可成為病毒和細菌的載體,為呼吸道傳染病的傳播推波助瀾。目前國際上主要發達國家以及亞洲的日本、泰國、印度等均將PM2.5列入空氣質量標準。
中國工程院院士、中國環境監測總站原總工程師魏復盛研究結果還表明,PM2.5和PM10濃度越高,兒童及其雙親呼吸系統病癥的發生率也越高,而PM2.5的影響尤為顯著。世界衛生組織在2005年版《空氣質量準則》 中也指出:當PM2.5年均濃度達到每立方米35微克時,人的死亡風險比每立方米10微克的情形約增加15%。一份來自聯合國環境規劃署的報告稱,PM2.5每立方米的濃度上升20毫克,中國和印度每年會有約34萬人死亡。
5. PM2.5治理策略
地對空氣污染和氣候變化需采取統一而不是分離的應對戰略。由于空氣污染和氣候變化在很大程度上有共因,即主要都是由礦物燃料燃燒的排放造成,因而減輕和控制空氣污染與減少溫室氣體排放保護氣候在行動上應是一致的。同時必須發展更復雜的地球系統模式和氣候與生物地球化學變量的長期監測系統。
為了從經濟上得到最大的節約和獲得雙贏的效果,應該采取協同應對空氣污染和氣候變化的減排、低碳戰略。尤其將來隨著空氣污染的不斷治理和改善,可大大降低氣溶膠的冷卻作用,這將進一步加大未來溫室氣體的減排量,否則全球氣溫將會以更快的速度和量值上升。對于像中國這樣經濟快速發展的發展中國家,這種戰略尤其重要,因為這兩個問題不但同時存在,而且同是因經濟增長和能源消耗同時迅猛增長,益使空氣污染嚴重和溫室氣體排放快速增加。從同一源頭上解決這兩個問題不但經濟上更為有效,而且可同時解決大氣環境和氣候變化問題。
6.國家標準相關內容
GB3095-2012 環境空氣質量標準
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