“3P”时代全面来袭，不得不知的PM2.5

2013年1月14日09:04，@人民网发表微博“《人民日报：‘厚德载雾自强不吸’不是全面小康》，从北京、天津到石家庄，从郑州、南通到贵阳，空气污染指数纷纷‘爆表’，北京城区PM2.5值一度逼近1000。……‘牵着你的手，却看不见你’不是美丽中国，‘厚德载雾，自强不吸’不是全面小康。……美丽中国，从健康呼吸开始。
       雾霾一次次重演，PM2.5现已深入寻常百姓家，彰显了“3P”时代（第1P：国内生产总值GDP，衡量国家经济状况的重要指标；第2P：居民消费价格指数CPI，观察通货膨胀水平的重要指标；第3P：细颗粒物PM2.5，评价空气质量状况的重要指标）的全面来袭，这无不与老百姓的基本民生息息相关。

        PM2.5的个头大小

        总悬浮颗粒物（TSP，Total Suspended Particle）指的是直径≤100微米的颗粒物，当然囊括了个头非常小、人们更为关心的PM10和PM2.5。PM是英文Particulate Matter（颗粒物）的首字母缩写，PM10和PM2.5分别指的是直径≤10微米和2.5微米的颗粒物（人类纤细头发的直径大约是50-70微米，如下图1）。PM10又称为可吸入颗粒物，PM2.5又称为可入肺颗粒物，或细颗粒物，直径介于2.5-10微米之间的颗粒物称为可吸入的粗颗粒物。实际当中的颗粒物形状不一，因此需要通过“空气动力学”原理把颗粒物的大小转换成球形的当量直径。


图1 颗粒物到底有多大？

       PM2.5的组分与来源

        颗粒物是各种各样固体颗粒和液滴的大杂烩，化学成分高达上百种。化学组分分析可用来指示颗粒物的“前世”与“后生”，是大气污染控制的重要抓手。
        PM2.5的来源包括各种燃烧过程（机动车、火电厂、木材燃烧等）和一些工业过程。1980-2011年世界主要耗煤国家煤炭燃烧消耗量如下图2所示，自新世纪以来，我国煤炭消耗量呈直线快速增加，目前占世界煤炭消耗量的比例达到45.9%。如图3所示，我国机动车产销量均已成为世界首位，机动车保有量还将急剧增加。燃煤和机动车是我国二氧化硫、氮氧化物和颗粒物的重要来源。


图2 世界主要国家煤炭消耗量


图3 我国机动车产/销量

        依据来源的直接与否可将颗粒物分为一次颗粒物和二次颗粒物，如下图4所示。一次颗粒物（Primary Particles）即由污染源直接排放的颗粒物，如建设工地、土路、田地、烟囱或火灾排放的颗粒物。二次颗粒物（Secondary Particles）源于大气中二氧化硫、氮氧化物等物质所发生的复杂反应，是大气中PM2.5的主要构成部分。


图4 PM2.5的直接来源与间接来源


        PM2.5对健康和环境的影响


图5 主要大气污染物的来源与危害

        如上图5所示，PM2.5与臭氧可以危害公共健康、能见度、气候和生态系统。由于能够进入肺部和血液，PM2.5在颗粒物的各种尺寸大小中对健康的危害最大。大量的科学研究表明，PM2.5导致的各种健康损害问题包括心脏或肺脏疾病的过早死、非致命性心脏病、心律不齐、重度哮喘、肺功能下降、呼吸道症状上升（呼吸道刺激、咳嗽、呼吸困难）等。心脏病和肺病患者、儿童和老人是颗粒物污染的敏感人群。然而，由于颗粒物浓度的上升，即便是健康人群也可能产生短暂的呼吸道症状。
        PM2.5还能导致大气能见度下降、河湖酸化、沿海水域和大型流域的营养失衡、土壤营养流失、敏感性森林和农作物受损、生态系统多样性丧失，还能污染和破坏岩石和其他材料，造成雕像、遗迹的审美伤害。

        PM2.5的控制标准与实时数据

        我国2012年2月29日发布的《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）将于2016年1月1日正式实施，其中PM2.5的年均值浓度为35微克/立方米，24小时平均浓度为75微克/立方米，与世界卫生组织WHO过渡期目标-1相同。
        目前，我国正在建设全球最大的PM2.5监测网络，截至2013年1月23日，全国共有68个城市发布了PM2.5的实时数据