大气污染监测

颗粒污染物对人体的危害程度，主要决定于自身的粒度大小及化学组成。总悬浮颗粒物(TSP)中粒径大于10微米的物质，几乎都可被鼻腔和咽喉所捕集;而粒径小于10微米的悬浮粒子(即PM10)，则属于“可吸入悬浮粒子”，它们能够聚积在肺部，危害人类健康。其中直径小于2.5微米的那部分颗粒，即PM2.5，对人体危害最大，因为它可以直接进入肺泡。PM2.5也是雾霾的主要成因之一。所以，大气中PM2.5的含量越高，就代表空气污染越严重。


　　那么，PM2.5包含了哪些成分呢?


　　PM2.5的来源非常复杂，从形成过程上可以分为一次源和二次源。一次源又分为自然源和人为源。自然源在全球范围分布广泛，如火山爆发、森林火灾、飓风、海啸、土壤和岩石的风化及生物腐烂等现象所形成的污染源。人为污染源是指人类生活和生产活动所形成的污染源。根据对大气污染物的分类统计分析，人为大气污染源主要是燃料燃烧、工业生产和交通运输。

　　二次源是指各污染源排出的气态污染物，经过冷凝或复杂的大气化学反应而生成的二次细颗粒物。二次细颗粒物又可分为二次无机细颗粒和二次有机细颗粒。前者主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐，是由二氧化硫、氮氧化物、氨等无机气态物质经过复杂的大气化学反应过程而形成的;后者含有数千种有机化合物，是由挥发性有机化合物(VOCs)转化而来的。

　　PM2.5主要由水溶性离子组分、含碳组分，以及其他无机元素及其化合物这三大类物质组成。

　　水溶性离子组分主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等，一般是二次颗粒物，都可溶于水，在PM2.5中主要以硫酸铵、硝酸铵的形式存在。

　　含碳组分主要包括有机碳、元素碳和无机碳。有机碳含有数千种有机化合物，既有一次源直接排放的一次颗粒物，又有经VOCs转化形成的二次颗粒物。有机碳按分子结构可分为多环芳烃类、有机酸及其盐类、醛类、酮类、杂环化合物。元素碳通常被称为黑碳，也是复杂的混合物，主要来自燃烧源的直接排放，它既含有纯碳、石墨碳，也含有高分子量的有机物质，如焦油、焦炭等。无机碳主要指碳酸盐，它在PM2.5中的含量通常很低。

　　无机元素及其化合物主要包括地壳元素和微量元素。地壳元素如硅、钛、铁、钙、镁等及其化合物，主要来自土壤扬尘、道路扬尘等;微量元素如铬、铜、镍、铅、锌、锰、砷、汞等，主要来自化石燃料的燃烧及工业过程。

　　尽管世界范围内组成PM2.5的化学组分类似，但不同地区PM2.5中各化学组分所占百分比相差很大，特别是有机颗粒物的化学组成差别很大。造成这一差别的最主要原因是各地区排放源的差异，例如城市机动车尾气排放、北方冬季采暖、石油化工集聚区的VOCs排放以及钢铁工业集聚区的颗粒物排放都是影响这种区域PM2.5组成变化的主要因素。例如，与北京相比，上海的PM2.5中水溶性离子(硫酸盐，硝酸盐，铵盐等)比例更高，二次源的比例也更大。上海的二次源比例一般在60%~70%左右，高时可达到80%。

　　有了以上的解说，你大致能了解PM2.5中有哪些东西了吧。PM2.5的化学成分多达数千种，其中有相当多的成分是有毒有害的。PM2.5中含有多种有毒元素如铅、铬、氟、砷、汞等。调查发现，大气中镉、锌、铅以及铬浓度高的地区，心脏病、动脉硬化、高血压、神经系统疾病以及慢性肾炎等疾病的发病率也高。

　　PM2.5的有机成分中，以多环芳烃类最引人注目。多环芳烃是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物，是一类典型的持久性有机污染物，通常存在于石化产品、橡胶、润滑油、不完全燃烧的有机化合物等物质中。有一些多环芳烃类有致癌性，苯并芘就是代表。

　　PM2.5还可吸附细菌、病毒等致病微生物，也可作为其他污染物如二氧化硫、二氧化氮、酸雾和甲醛等物质的载体。这些有害物质都可以吸附在PM2.5上进入肺的深部，加重对肺的损害。


　　中国的PM2.5浓度有多高


　　即使没有人为污染，空气中也有一定浓度的PM2.5，这个浓度被称为背景浓度。在欧美国家，这个背景浓度大约为3~5微克/立方米。中国的背景浓度有多高?目前尚无公开的数据，但应该不会和欧美国家相差太大。

　　然而在城市中由于空气污染的缘故，PM2.5的浓度远高于这个背景浓度。例如2008年北京奥运会的17天中，在北京大学校园内测得的PM2.5最低值为28.2，最高值达147.4微克/立方米。

　　比较国内外一些城市的PM2.5年均值，可以知道国内各大城市的浓度远高于国外：南京超过了70，苏州和重庆超过50，上海和天津也超过了40微克/立方米;而国外14个城市(地区)不超过20微克/立方米。难怪世界银行在一项研究报告中说，中国5.6亿城市人口中，99%的人呼吸的空气不符合欧洲安全标准。

　　PM2.5浓度对人体健康有没有安全水平呢?遗憾的是，目前的研究还没有观察到不影响人体健康的、安全的大气PM2.5水平。为了尽可能降低PM2.5对健康的影响，世界卫生组织(WHO)提出了PM2.5年均浓度10微克/立方米、日均浓度限值25微克/立方米的指导值。然而即使实际浓度在这个指导值以下，仍能观察到PM2.5对人群死亡率的短期和长期影响，其中尤以短期影响更为明显。

　　我国的PM2.5标准拟于2016年实施，设定的年均值为35微克/立方米，日均限值75微克/立方米。目前国内许多城市的浓度值都大大超过了这个标准。

　　今年年初，受极端不利气象条件影响，我国中东部地区出现长时间、大范围、重污染的雾霾天气，覆盖范围近270万平方公里，影响人口约6亿。雾霾污染最严重时，北京PM2.5小时浓度最大值为680微克/立方米，连续46小时大于300微克/立方米;石家庄市PM2.5小时浓度最大值接近1000微克/立方米，严重影响居民生产、生活和身体健康。专家认为，冬季冷空气活动频繁带来内陆地区的污染气团，同时本地排放源有所增加与不利的扩散条件共同作用，使得冬季的污染物浓度更高。1月16日，受冷空气输送影响，长三角出现区域雾霾污染过程，上海市PM2.5小时浓度高达250微克/立方米，为重度污染。我国空气污染治理真正进入了史无前例的严峻时代。