北京空氣中PM2.5的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)及改善建議

陳奔琦

(北京十一學(xué)校，北京海淀100039)

1 引言

PM的英文全稱為:particulatematter，指顆粒物，其中包括 PM100、PM10和 PM2.5、PM100:總懸浮物，指直徑小于等于100μm的總的懸浮物。人在呼吸時(shí)，PM100可被鼻毛和呼吸道絨毛擋在外面，不被吸入，所以對(duì)人體傷害不大。PM10:可吸入顆粒物，指直徑大于2.5μm小于10μm的顆粒物。PM10鼻毛擋不住可進(jìn)入呼吸道，對(duì)人體有一定的傷害。PM2.5:可入肺顆粒物，直徑小于等于 2.5μm 的顆粒物。PM2.5鼻毛和呼吸道的絨毛都擋不住，它會(huì)一直隨空氣被吸入到肺中，對(duì)人體傷害很大。

目前中國(guó)環(huán)保部門對(duì)空氣中 PM2.5規(guī)定為:年平均值每立方米小于35μg，日平均值每立方米小于75μg。世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)為每立方米空氣PM2.5小于 10μg 為安全值。

2 研究方法

2.1 檢測(cè)儀器

清逸空氣檢測(cè)儀(圖1)，此儀器是專門用來測(cè)量PM2.5數(shù)值的激光粒子計(jì)數(shù)器，它的測(cè)量值顯示的是每升空氣中含有PM2.5塵埃微粒的數(shù)量(個(gè)數(shù))。當(dāng)測(cè)量值是250時(shí)，相當(dāng)于每立方米75μg(中國(guó)目前的空氣日平均值合格標(biāo)準(zhǔn))。

圖1 清逸空氣檢測(cè)儀

2.2 檢測(cè)地點(diǎn)及時(shí)間

檢測(cè)數(shù)據(jù)是從2011年7月開始，每個(gè)月選6d的時(shí)間來測(cè)量北京的不同地點(diǎn)、不同時(shí)間、不同天氣情況時(shí)PM2.5的數(shù)值，每個(gè)地點(diǎn)、每個(gè)時(shí)間測(cè)量3次，取平均值。測(cè)量時(shí)間:馬路主干道測(cè)量當(dāng)天每天測(cè)量3次，分別是上午10:30，下午3:00及晚上18:30左右。魯谷路、遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)內(nèi)及筆者家中(遠(yuǎn)洋沁山水8樓)每天每間隔2小時(shí)測(cè)一次，測(cè)量時(shí)間為6:00～24:00，利用寒暑假及非寒暑假的周六周日(圖2)。

2.3 結(jié)果與分析

2.3.1 季節(jié)變化與 PM2.5的關(guān)系

圖2 測(cè)量地點(diǎn)

圖示說明:二環(huán)、三環(huán)、四環(huán)為北京車流量最大的三條主干道，五環(huán)車流量稍小些。天安門為市中心，長(zhǎng)安街為東西方向主干道，鳥巢在四環(huán)北邊，頤和園為五環(huán)附近的風(fēng)景區(qū)，車流少。所以選地點(diǎn)為:二環(huán)、三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)，頤和園、鳥巢、天安門以及遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)，以及小區(qū)附近的魯谷路(非主干道)。

圖3為從2011年7月到2012年6月，12個(gè)月內(nèi)測(cè)量天氣狀況為晴天時(shí)，上午10點(diǎn)測(cè)量:遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)室內(nèi)、遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)以及魯谷路(非主干道)3個(gè)測(cè)量地點(diǎn)PM2.5的測(cè)量值曲線。

從圖3中看出:①遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)室內(nèi)測(cè)量值的曲線位置在坐標(biāo)圖上最低，遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)的測(cè)量值曲線在中間，魯谷路的測(cè)量值曲線最高;②從3條曲線得出共同的規(guī)律是一年中11月、12月、1月、2月、3月的 PM2.5數(shù)值比較高，4月、5月、6月、7月、8月的PM2.5數(shù)值低些。得出結(jié)論:①室外的PM2.5污染程度比室內(nèi)嚴(yán)重;②馬路上比小區(qū)內(nèi)PM2.5污染程度要大，說明汽車尾氣對(duì)PM2.5有嚴(yán)重影響;③冬天和春天 PM2.5的污染程度大于夏天和秋天，因?yàn)槎旌痛禾鞚穸刃。諝庵械乃菸疹w粒能力差。

2.3.2 晴天、雨天和霧霾天氣 PM2.5的對(duì)比

以7月11日晴天、7月13日雨天、7月16日霧霾天氣為例，測(cè)量地點(diǎn)以非主干道魯谷路的數(shù)據(jù)為例(圖4)。

圖3 季節(jié)變化與PM2.5的關(guān)系

圖4 天氣變化與PM2.5的關(guān)系

從圖4中可以看出:①睛天測(cè)出的PM2.5曲線值最低，雨天在中間，霧霾天氣最高;②從三條曲線都反映出每天PM2.5的測(cè)量值有兩個(gè)峰值，一個(gè)在早上8:00，一個(gè)在下午18:00，而這兩個(gè)時(shí)間都是北京上下班高峰期，即車流量高峰期。

得出結(jié)論:①每天PM2.5高峰都出現(xiàn)在上下班高峰，說明PM2.5與汽車尾氣密切相關(guān);②霧霾天氣空氣PM2.5濃度最大，所以這種天氣不適合戶外鍛煉，也應(yīng)盡量減少外出。

2.3.3 室外和室內(nèi) PM2.5的對(duì)比

以2011年7月11日晴天及2011年7月16日霧霾天氣一天中遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)室內(nèi)和遠(yuǎn)洋沁山水小區(qū)數(shù)據(jù)為例(圖5)。

圖5 室外和室內(nèi)與PM2.5的關(guān)系

圖5顯示:①同樣是室外或室內(nèi)，霧霾天氣的PM2.5高于晴天 PM2.5;②同樣是晴天和霧霾天氣，室外的 PM2.5值都高于室內(nèi)的 PM2.5值。

得出結(jié)論:①室外的 PM2.5污染要比室內(nèi)的大很多;②霧霾天氣的 PM2.5要比晴天的 PM2.5大很多，故霧霾天氣應(yīng)多呆在室內(nèi)，更不要出去鍛煉身體。

2.3.4 北京不同地理位置 PM2.5的數(shù)值

測(cè)量:二環(huán)，三環(huán)，四環(huán)，五環(huán)，天安門，鳥巢及頤和園(圖6)。

圖6 不同地地理位置與PM2.5的關(guān)系

從圖6看出:①車流量高峰期17:00～18:30比非高峰期11:00～12:30的 PM2.5要大得多，即車流量最大的二環(huán)路PM2.5值最高，車流量次之的三環(huán)路 PM2.5僅次之，車流量更小一些的四環(huán)路PM2.5值更小一點(diǎn)，車流量不太大的五環(huán)路的PM2.5值更小，風(fēng)景區(qū)頤和園沒有車流量故 PM2.5最小，所以 PM2.5值的高低與車流量的多少成正相關(guān);②下班高峰期17:00～18:30(車最多)PM2.5的測(cè)量值明顯高于非高峰期11:00～12:30。

得出結(jié)論:①汽車尾氣對(duì)城市PM2.5的影響很大;②汽車流量越大，PM2.5濃度越高。

圖7為西四環(huán)四季青橋主干道上離地面分別為0.5m、1.5m 和 6m(天橋上)在一天 4段時(shí)間當(dāng)中PM2.5的數(shù)值對(duì)比。

從圖7中可以看出:4段時(shí)間反映的圖型都是離地面最低的0.5m(離汽車排氣管最近的距離)PM2.5的污染程度最大，人鼻呼吸的1.5m處PM2.5值相對(duì)來說也比較大，而6m高空(天橋上)PM2.5的值相對(duì)小很多。

圖7 不同離地高度與PM2.5的關(guān)系

得出結(jié)論:①離汽車排氣管最近的0.5m處PM2.5的濃度最大;②人呼吸的高度1.5m處 PM2.5也很大;③天橋上6m高度PM2.5減少很多，所以小孩子在馬路上應(yīng)盡量抱起，買房子要買高點(diǎn)的空氣好些。汽車尾氣對(duì)空氣質(zhì)量影響很大。

3 對(duì)策與建議

(1)汽車盡量倡導(dǎo)小排量，或多推廣電瓶車。

(2)建議人們多乘公交車，地鐵，自行車，采用綠色生活。

(3)濕度過小的天氣和沙塵天氣，應(yīng)采用人工降雨，增加濕度，增加空氣中水份吸附顆粒的能力，降低PM2.5的濃度。

(4)增加城市綠化，加強(qiáng)植物吸附PM2.5顆粒物。

(5)霧霾天氣人們應(yīng)多在家里，避免在霧霾天氣出去鍛煉。

4 結(jié)語

世界衛(wèi)生組織在2005年版《空氣質(zhì)量準(zhǔn)則》中指出:當(dāng)PM2.5平均濃度達(dá)到35μg/m3時(shí)，人的死亡風(fēng)險(xiǎn)比10μg/m3的情形約增加15%。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的報(bào)告稱，PM2.5的每立方米的濃度上升20μg，中國(guó)和印度每年會(huì)約有34萬人死亡。所以在我國(guó)監(jiān)測(cè)和控制PM2.5的濃度，刻不容緩，是當(dāng)務(wù)之急。

［1］ 環(huán)保部擬將入肺微粒納入空氣評(píng)價(jià)指標(biāo)［N］.京華時(shí)報(bào)，2011－11－02.