淺談細顆粒物（PM2.5）

佟乃興趙晶明張鵬姜超晨（大連華信理化檢測中心有限公司）

1971年，美國環境保護署制定了大氣環境質量標準，要求對大氣中的6種有害物質進行監測，其中就包括懸浮在大氣中的粒徑為25微米至45微米的顆粒物，英文拼寫是particulate matter，縮寫為PM。1979年，美國環境保護署修訂了原標準中顆粒物的粒徑尺寸，提出“可吸入顆粒物”的概念，即指懸浮在空氣中，粒徑≤10微米的顆粒物，記為PM10。

說起可吸入顆粒物（以下簡稱PM10），大多數的中國人對此并不知曉，是通過2013年一季度的新聞連續報道的霧霾現象頻發，全國74個城市PM2.5超標天數幾乎達到一半事件，認識了“可吸入肺顆粒物”（即PM2.5），就認為“PM2.5”等同于“PM10”。其實在，在專業研究領域還是有很大的差別，前文介紹“PM10”是指大氣中粒徑直徑小于10μm可通過呼吸道進入人體的顆粒物，對人體健康有危害作用，10微米直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道，5微米直徑的可進入呼吸道的深部，2微米以下的可100%深入到細支氣管和肺泡，為了正確區分PM2.5，2013年4月19日全國科學技術名詞審定委員會和外語中文譯寫規范部際聯席會議專家委員會聯合發布，PM10中文名為“可吸入顆粒物”，PM2.5的中文名稱被定名為細顆粒物，如果以后有PM1，今后命名可稱為“超細顆粒物”。

細顆粒物主要成分是元素碳、有機碳化合物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽。其它的常見的成分包括各種金屬元素，既有鈉、鎂、鈣、鋁、鐵等地殼中含量豐富的元素，也有鉛、鋅、砷、鎘、銅等主要源自人類污染的重金屬元素[2]。

細顆粒物從自然角度來源于自然風揚塵土、火山、森林火災、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細菌；但細顆粒物的主要來源還是人為的排放，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；道路揚塵、建筑施工揚塵、工業粉塵、廚房煙氣等，氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發性有機物在空氣中也可能轉化成細顆粒物[1]。

細顆粒物的危害：

1、引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病：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，刺激呼吸道，干擾肺部的氣體交換，從而引發咳嗽、呼吸困難、哮喘、慢性支氣管炎等呼吸系統的疾病并導致心律不齊、非致命性心臟病等心血管方面的疾病；

2、損害血紅蛋白輸送氧的能力，喪失血液：細顆粒物能與身體中的血紅蛋白相結合，從而影響血液的輸送，這對有貧血和血液循環障礙的病人來說，可能產生嚴重的后果，例如加重呼吸系統疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠狀動脈等心臟疾病。每個人每天平均要吸入約1萬升的空氣，這些顆粒通過支氣管和肺泡進入血液，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；

3、致癌：細顆粒物成分復雜，其中的某些成分會使人體產生病變，從而誘發癌癥。

4、環境方面：當大氣中大量細顆粒物均勻地浮游在空中，顆粒物對光的散射和吸收，能顯著減弱光信號，大幅降低有效視距，使水平能見度小于10千米，并且相對濕度小于或等于80%，產生陰“霾”天氣，“霾”是空氣遭受污染的產物[2]。

細顆粒物危害嚴重，國務院批準發布的《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）中，該標準與現行標準（GB3095-1996）相比，主要是增加了細顆粒物年均、日均濃度限值和臭氧(O3)8小時濃度限值，同時嚴格了PM10和NO2的指標值。根據該標準，PM2.5一級標準限值：年平均為15μm/m3，24小時平均為35μm/m3；二級標準限值：年平均為35μm/m3，24小時平均為75μm/m3[3]。其中一級標準適用于自然保護區、風景名勝區和其他需要特殊保護的區域；二級標準適用于居住區、商業交通居民混合區、文化區、工業區和農村地區。

目前，針對細顆粒物的測定方法主要采用HJ 618-2011《環境空氣PM10和PM2.5的測定 重量法》，該標準由環境保護部批準，并于2011年11月1日起實施。分別通過細顆粒物切割器、采樣系統：切割粒徑Da50=（2.5±0.2）μm；捕集效率的幾何標準差為σg=（1.2±0.1）μm。其他性能和技術指標應符合HJ/T 93-2003的規定），以恒速抽取定量體積空氣，使環境空氣中細顆粒物被截留在已知質量的濾膜上，根據采樣前后濾膜的重量差和采樣體積，通過公式計算出細顆粒物的濃度，其中ρ為PM2.5濃度，mg/m3；W2為采樣后濾膜的重量，g；W1為空白濾膜的重量，g；V為已換算成標準狀態（101.325kPa,273K）下的采樣體積，m3。根據計算結果檢驗環境細顆粒物的濃度是否超出國家限定標準[3]。

伴隨著經濟的發展，工業的進步和人民生活水平的提高（主要表現在私家車的增多），環境污染也日趨嚴重，對于人們的身體健康危害也增加。在1982年已經通過研究證實當空氣中細顆粒物的濃度長期高于10μg/m3，就會帶來死亡風險的上升。濃度每增加10μg/m3，總的死亡風險會上升4%，心肺疾病帶來的死亡風險上升6%，肺癌帶來的死亡風險上升8%。此外，細顆粒物極易吸附多環芳烴等有機污染物和重金屬，使致癌、致畸、致突變的機率明顯升高。因此，環境空氣中的細顆粒物監測非常的重要，我國已經具有細顆粒物的標準，環保部明確提出了新標準實施的“三步走”目標，并且加大了監測力度，希望通過大家的努力，在2016年在全國范圍內實現細顆粒物的監控，改進我們的空氣質量。

[1]滕文江，等.中國四城市空氣中粗細顆粒物元素組成特征[J].中國環境科學，1999,19（3）：238-242

[2]GB3095-2012，環境空氣質量標準[S]

[3]HJ618-2011，環境空氣PM10，PM2.5的測定重量法[S]