细微大气颗粒物PM2.5影响因素分析
摘要：本文简要介绍了TSP、PM10与PM2.5的概念，并阐述了PM2.5的来源、化学组成及其影响，提出了PM2.5的防御措施与治理方案，以期为细微大气颗粒物的治理与防御提供切实有效的参考依据。
关键词：细微大气颗粒物；PM2.5；影响因素
中图分类号：X131.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0151-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.089
Abstract： This paper first briefly introduced the concept of TSP， PM10 and PM2.5， and explained the source of PM2.5. It also elaborated on the chemical composition of PM2.5 and its effects. Finally， it put forward the defense measures of PM2.5. The governance plan hopes to provide a practical and effective reference for the management and defense of fine atmospheric particles.
Key words： Fine atmospheric particulates； PM2.5； Influencing factors
現今，细微颗粒物PM2.5成为国内外大气污染研究领域的焦点。从20世纪80年代开始，欧美等发达国家就开始重视对PM2.5的研究， 1997年的时候，美国编制了PM2.5相关的环境空气质量指标。但中国目前在大气颗粒物研究的重点是总悬浮颗粒物（TSP）与可吸入颗粒物（IP），关于PM2.5的研究尚不成熟。由于PM2.5的组成具备一定的复杂性与多变性，采样和分析技术的要求非常高，需要不断优化与完善，使得PM2.5.的分析工作存在很大的困难与不确定。本文就细微大气颗粒物PM2.5影响因素进行了深入分析，以期为细微大气颗粒物的治理与防御提供切实有效的参考依据。
1 TSP、PM10与PM2.5的概念
根据形态进行划分，空气污染物包括：气体态污染物与颗粒态污染物两种，后者依照大小能够划分成总悬浮颗粒物（TSP）、降尘、可吸入颗粒物PM10、粗颗粒物以及细颗粒物PM2.5。其中总悬浮颗粒物指大气中空气动力学直径小于等于100μm的全部颗粒物；而降尘系指空气动力学直径大于10μm的固体颗粒；可吸入颗粒物指可以经鼻与嘴进到人体呼吸道的全部颗粒物，简称PM10，意思是空气中空气动力学直径小于10μm的所有悬浮颗粒；粗颗粒物PM2.5～PM10，也就是空气动力学直径范围是2.5～10μm的所有可吸入颗粒物；细颗粒物PM2.5，空气动力学直径小于2.5μm的可吸入颗粒物，又被叫作是可入肺颗粒物，可以被吸入机体肺泡或是血液中[1]。
2 PM2.5的来源
上面三种大气颗粒物的来源、形成特性与污染危害水平存在很大的差异。粗粒子模态中的颗粒物的组成主要包括工业源、生活源燃烧排放、机械粉碎过程以及交通运输等导致的原生粒子与自然界中各种粒子，这些粒子具备以下特点：大气气溶胶的体积浓度以及质量浓度的主要组成也是这些粒子；因为重力具备较大的沉降作用，并且在大气中存留的时间较短；这些粒子只有借助特殊的气象环境，才能长距离地进行输送。此外，爱根核模态粒子也被叫作是超细颗粒物组，其来源包括三种：其一污染气体经过各项多相大气化学反应之后转换形成的，其二高温环境下所释放的过饱和气态物质经过冷凝之后形成的，其三是生态环境与人类直接释放的，第三种来源相对较少。这些粒子在大气中的稳定性较差，会因为简单的碰撞就长大，或是变成云、雾滴的核，而寿命非常短，一般来说小于1h。还有一种积聚模态粒子，该粒子在大气中具备良好的稳定性，是稳定性最好的气溶胶粒子。主要的来源是爱根核模态粒子经过碰撞、凝聚以及吸附等物理效应之后形成的；此外，还能够因为挥发性组分凝结或是气→粒而形成，还有一部分是来源于一些粒径非常小的地面尘。这些粒子在大气中所能够输送的距离最长，并且由于其良好的稳定性，所以其存在的时间也是最久的，所造成的污染范围也是最大的[2-3]。
PM2.5的构成方式包括下面三种：以固态形式释放的一次粒子；在高温环境下以气态形式释放、在烟羽的稀释和冷却过程中凝结成固态的一次可凝结粒子；由气态前体污染物通过大气化学反应而生成的二次粒子。PM2.5中的一次粒子主要来源于化石燃料与生物质燃料的化学燃烧反应，而某些工业过程中，也会排放大量的一次PM2.5。二次PM2.5主要来源于多相（气→粒）化学反应，一般来说，气态污染物能够借助这个反应转化成极细小的粒子。在大部分地区，硫（S）与氮（N）是二次PM2.5的关键成分，而二次有机气溶胶在某些地方也是非常关键的构成成分[4]。
3 PM2.5的化学组成及影响
3.1 PM2.5的化学组成
PM2.5构成组分具备一定的复杂性，其主要构成成分涵盖了元素碳、盐类与有机碳化合物，重金属是其中常见的组成成分，会在很大程度上污染生态环境。PM2.5中的重金属主要来自于两种类型的成分，包括了自然源和人为源：自然源有地壳中含量非常大的钠、镁、钙、铝、铁等；人为源包括固定源与流动源两种，固定源的来源主要是化石燃料经过化学燃烧之后留下的，而流动源的来源大部分是交通工具在运用燃料的过程中所排放的尾气。
3.2 PM2.5的影响
3.2.1 PM2.5对人体健康的影响
PM2.5所导致的灰霾天气会在很大程度上影响人类机体健康，并且相较于沙尘暴来说，其影响程度更大。早在2013年的时候，国内大规模的持续性雾霾事件就发生了4次，当时受影响的省市面积相对于中国所有面积来说所占比重达到了1/4，有6亿左右的人口受到雾霾的影响。因为人类的机体原本就不具备过滤与阻拦PM2.5的能力，因此空气污染的程度越大，对人体的伤害程度也会提升。PM对人体危害程度的决定性因素是颗粒物粒径，如果粒径的范围大于2.5就不会对人体产生较大的危害；要是粒径在2.5粒径以下，也就是PM2.5，则会对人体产生非常大的危害。PM2.5会在一定程度上影响肺部气体交换，主要原因是PM2.5的阻挡难度非常大，要是被机体吸入，就会到支气管中去，进而导致各种疾病的产生。PM2.5会在一定程度上促进呼吸道疾病的传播，这是由于PM2.5能够被病毒与细菌当成是载体。细小颗粒被吸入肺泡之后，不会经过肝脏的解毒作用，而直接被吸收，快速地参与血液循环，很快地在全身进行分布，很大程度上影响血红蛋白对氧的输送。
3.2.2 PM2.5对空气能见度的影响
大气能见度降低主要是因为大量的细颗粒物在空中悬浮，导致天空呈现出灰蒙蒙的状态。在气象学中，这种现象的学名是“灰霾天”，导致灰霾天出现的根本原因就是PM2.5。近些年，国内北方区域，尤其是北京，灰霾天气经常出现。
4 PM2.5的防御措施及治理方案
4.1 PM2.5的防御措施
PM2.5导致的污染越来越严重，我们要采取切实可行的防御手段，使PM2.5的影响降到最低。比如，出行的时候，特别是上下班的路上、地铁公交车站与其他人群高度密集的场地，可以戴上专门的防霾口罩。因为在呼吸时，很多致病细菌会附着在PM2.5颗粒上被吸入，进而使得机体健康受到影响。专门的防霾口罩面料运用的是具备较强杀菌效果的康纶纤维，这种纤维能够将“超级细菌”消灭，这种专用的防霾口罩不但能够防尘，还能够有效防PM2.5。其次戒烟或是少吸烟，不吸二手烟。由于烟雾中有大量的PM2.5，会伤害人体健康，并且其危害程度不比雾霾小。最后，大雾天气最好不要出门晨练。大雾天气出现的主要原因是PM2.5，因此如果早上出现大雾，最好不要外出，必须外出，则需运用一些防霾手段。
4.2 PM2.5的治理方案
水体吸收的方式是治理PM2.5污染的重要方式，且这种方式成本相对较低。已有借助降雨的方法使PM2.5得到净化的案例。因此我们可以借助人工润湿城市下垫面、空间喷雾等手段，使污染颗粒被有效吸收。在室内，可使用一些简单并且有效的方式，比如超声雾化器、室内水帘、水池及鱼缸等。
在绿色植物数量较大的区域，通常会感觉空气比较清新，主要是因为绿色植物能够有效吸收PM2.5。且植物叶片的表面积较大，可吸收部分有害气体，鉴于此，应该做好城市绿化。运用植物净化的优势，不仅吸收污染物，还可产生有利气体。但这种方式存在缺点，那就是吸收效率相对要低，就北方地区来说，特别是冬季与初春的时候，植物的净化作用接近于零。对分散的水域进行有效的保护。分散水域在一定程度上可以起到净化空气的作用，在很大程度上缓解干岛、热岛效应。但也会存在一些问题，在冬天的时候，北方地区水面会结冰，净化效果就不明显，因此，就应该运用人工的方式进行处理。重视开发和运用新能源，例如太阳能、氢燃料等。传统的化石燃料，会在很大程度上污染环境，产生PM2.5。因此，应优化燃料的构成，或运用技术手段，先净化燃料，后投入使用。在法律层面上，运用下列措施：转变社会的经济发展理念、优化立法、落实环保责任承担、优化配套制度、加大环境保护财政投入与环境科技投入等。
5 结论
PM2.5的组成成分很复杂，会在很大程度上危害环境安全与人体健康，国家、各地方政府以及环境保护职能部门务必统筹协调，根据现行《环境空气质量标准》，实施监测时间表，将监督职责落实到位。此外，环境保护科研部门应该加大对PM2.5源的解析研究，基于政策和技术两个层面上制定能够有效缓解PM2.5现状的方案与措施，解决PM2.5导致的不良环境影响。
参考文献
[1]周莉薇.细微大气颗粒物PM2.5概况的研究[J].洁净与空调技术，2017，（02）：74-79.
[2]周莉薇.细微大气颗粒物PM2.5影响因素研究[J].洁净与空调技术，2017，（01）：52-56.
[3]李宁，潘庆超.细微大气颗粒物PM2.5的检测与治理[J].山西科技，2015，30（03）：62-64.
[4]楊复沫，马永亮，贺克斌.细微大气颗粒物PM2.5及其研究概况[J].世界环境，2000，（04）：32-34.
收稿日期：2018-03-30
作者简介：苏静（1983-），女，本科，工程师，研究方向为生态环境、化学分析，监测技术。
关键词：细微大气颗粒物；PM2.5；影响因素
中图分类号：X131.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0151-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.089
Abstract： This paper first briefly introduced the concept of TSP， PM10 and PM2.5， and explained the source of PM2.5. It also elaborated on the chemical composition of PM2.5 and its effects. Finally， it put forward the defense measures of PM2.5. The governance plan hopes to provide a practical and effective reference for the management and defense of fine atmospheric particles.
Key words： Fine atmospheric particulates； PM2.5； Influencing factors
現今，细微颗粒物PM2.5成为国内外大气污染研究领域的焦点。从20世纪80年代开始，欧美等发达国家就开始重视对PM2.5的研究， 1997年的时候，美国编制了PM2.5相关的环境空气质量指标。但中国目前在大气颗粒物研究的重点是总悬浮颗粒物（TSP）与可吸入颗粒物（IP），关于PM2.5的研究尚不成熟。由于PM2.5的组成具备一定的复杂性与多变性，采样和分析技术的要求非常高，需要不断优化与完善，使得PM2.5.的分析工作存在很大的困难与不确定。本文就细微大气颗粒物PM2.5影响因素进行了深入分析，以期为细微大气颗粒物的治理与防御提供切实有效的参考依据。
1 TSP、PM10与PM2.5的概念
根据形态进行划分，空气污染物包括：气体态污染物与颗粒态污染物两种，后者依照大小能够划分成总悬浮颗粒物（TSP）、降尘、可吸入颗粒物PM10、粗颗粒物以及细颗粒物PM2.5。其中总悬浮颗粒物指大气中空气动力学直径小于等于100μm的全部颗粒物；而降尘系指空气动力学直径大于10μm的固体颗粒；可吸入颗粒物指可以经鼻与嘴进到人体呼吸道的全部颗粒物，简称PM10，意思是空气中空气动力学直径小于10μm的所有悬浮颗粒；粗颗粒物PM2.5～PM10，也就是空气动力学直径范围是2.5～10μm的所有可吸入颗粒物；细颗粒物PM2.5，空气动力学直径小于2.5μm的可吸入颗粒物，又被叫作是可入肺颗粒物，可以被吸入机体肺泡或是血液中[1]。
2 PM2.5的来源
上面三种大气颗粒物的来源、形成特性与污染危害水平存在很大的差异。粗粒子模态中的颗粒物的组成主要包括工业源、生活源燃烧排放、机械粉碎过程以及交通运输等导致的原生粒子与自然界中各种粒子，这些粒子具备以下特点：大气气溶胶的体积浓度以及质量浓度的主要组成也是这些粒子；因为重力具备较大的沉降作用，并且在大气中存留的时间较短；这些粒子只有借助特殊的气象环境，才能长距离地进行输送。此外，爱根核模态粒子也被叫作是超细颗粒物组，其来源包括三种：其一污染气体经过各项多相大气化学反应之后转换形成的，其二高温环境下所释放的过饱和气态物质经过冷凝之后形成的，其三是生态环境与人类直接释放的，第三种来源相对较少。这些粒子在大气中的稳定性较差，会因为简单的碰撞就长大，或是变成云、雾滴的核，而寿命非常短，一般来说小于1h。还有一种积聚模态粒子，该粒子在大气中具备良好的稳定性，是稳定性最好的气溶胶粒子。主要的来源是爱根核模态粒子经过碰撞、凝聚以及吸附等物理效应之后形成的；此外，还能够因为挥发性组分凝结或是气→粒而形成，还有一部分是来源于一些粒径非常小的地面尘。这些粒子在大气中所能够输送的距离最长，并且由于其良好的稳定性，所以其存在的时间也是最久的，所造成的污染范围也是最大的[2-3]。
PM2.5的构成方式包括下面三种：以固态形式释放的一次粒子；在高温环境下以气态形式释放、在烟羽的稀释和冷却过程中凝结成固态的一次可凝结粒子；由气态前体污染物通过大气化学反应而生成的二次粒子。PM2.5中的一次粒子主要来源于化石燃料与生物质燃料的化学燃烧反应，而某些工业过程中，也会排放大量的一次PM2.5。二次PM2.5主要来源于多相（气→粒）化学反应，一般来说，气态污染物能够借助这个反应转化成极细小的粒子。在大部分地区，硫（S）与氮（N）是二次PM2.5的关键成分，而二次有机气溶胶在某些地方也是非常关键的构成成分[4]。
3 PM2.5的化学组成及影响
3.1 PM2.5的化学组成
PM2.5构成组分具备一定的复杂性，其主要构成成分涵盖了元素碳、盐类与有机碳化合物，重金属是其中常见的组成成分，会在很大程度上污染生态环境。PM2.5中的重金属主要来自于两种类型的成分，包括了自然源和人为源：自然源有地壳中含量非常大的钠、镁、钙、铝、铁等；人为源包括固定源与流动源两种，固定源的来源主要是化石燃料经过化学燃烧之后留下的，而流动源的来源大部分是交通工具在运用燃料的过程中所排放的尾气。
3.2 PM2.5的影响
3.2.1 PM2.5对人体健康的影响
PM2.5所导致的灰霾天气会在很大程度上影响人类机体健康，并且相较于沙尘暴来说，其影响程度更大。早在2013年的时候，国内大规模的持续性雾霾事件就发生了4次，当时受影响的省市面积相对于中国所有面积来说所占比重达到了1/4，有6亿左右的人口受到雾霾的影响。因为人类的机体原本就不具备过滤与阻拦PM2.5的能力，因此空气污染的程度越大，对人体的伤害程度也会提升。PM对人体危害程度的决定性因素是颗粒物粒径，如果粒径的范围大于2.5就不会对人体产生较大的危害；要是粒径在2.5粒径以下，也就是PM2.5，则会对人体产生非常大的危害。PM2.5会在一定程度上影响肺部气体交换，主要原因是PM2.5的阻挡难度非常大，要是被机体吸入，就会到支气管中去，进而导致各种疾病的产生。PM2.5会在一定程度上促进呼吸道疾病的传播，这是由于PM2.5能够被病毒与细菌当成是载体。细小颗粒被吸入肺泡之后，不会经过肝脏的解毒作用，而直接被吸收，快速地参与血液循环，很快地在全身进行分布，很大程度上影响血红蛋白对氧的输送。
3.2.2 PM2.5对空气能见度的影响
大气能见度降低主要是因为大量的细颗粒物在空中悬浮，导致天空呈现出灰蒙蒙的状态。在气象学中，这种现象的学名是“灰霾天”，导致灰霾天出现的根本原因就是PM2.5。近些年，国内北方区域，尤其是北京，灰霾天气经常出现。
4 PM2.5的防御措施及治理方案
4.1 PM2.5的防御措施
PM2.5导致的污染越来越严重，我们要采取切实可行的防御手段，使PM2.5的影响降到最低。比如，出行的时候，特别是上下班的路上、地铁公交车站与其他人群高度密集的场地，可以戴上专门的防霾口罩。因为在呼吸时，很多致病细菌会附着在PM2.5颗粒上被吸入，进而使得机体健康受到影响。专门的防霾口罩面料运用的是具备较强杀菌效果的康纶纤维，这种纤维能够将“超级细菌”消灭，这种专用的防霾口罩不但能够防尘，还能够有效防PM2.5。其次戒烟或是少吸烟，不吸二手烟。由于烟雾中有大量的PM2.5，会伤害人体健康，并且其危害程度不比雾霾小。最后，大雾天气最好不要出门晨练。大雾天气出现的主要原因是PM2.5，因此如果早上出现大雾，最好不要外出，必须外出，则需运用一些防霾手段。
4.2 PM2.5的治理方案
水体吸收的方式是治理PM2.5污染的重要方式，且这种方式成本相对较低。已有借助降雨的方法使PM2.5得到净化的案例。因此我们可以借助人工润湿城市下垫面、空间喷雾等手段，使污染颗粒被有效吸收。在室内，可使用一些简单并且有效的方式，比如超声雾化器、室内水帘、水池及鱼缸等。
在绿色植物数量较大的区域，通常会感觉空气比较清新，主要是因为绿色植物能够有效吸收PM2.5。且植物叶片的表面积较大，可吸收部分有害气体，鉴于此，应该做好城市绿化。运用植物净化的优势，不仅吸收污染物，还可产生有利气体。但这种方式存在缺点，那就是吸收效率相对要低，就北方地区来说，特别是冬季与初春的时候，植物的净化作用接近于零。对分散的水域进行有效的保护。分散水域在一定程度上可以起到净化空气的作用，在很大程度上缓解干岛、热岛效应。但也会存在一些问题，在冬天的时候，北方地区水面会结冰，净化效果就不明显，因此，就应该运用人工的方式进行处理。重视开发和运用新能源，例如太阳能、氢燃料等。传统的化石燃料，会在很大程度上污染环境，产生PM2.5。因此，应优化燃料的构成，或运用技术手段，先净化燃料，后投入使用。在法律层面上，运用下列措施：转变社会的经济发展理念、优化立法、落实环保责任承担、优化配套制度、加大环境保护财政投入与环境科技投入等。
5 结论
PM2.5的组成成分很复杂，会在很大程度上危害环境安全与人体健康，国家、各地方政府以及环境保护职能部门务必统筹协调，根据现行《环境空气质量标准》，实施监测时间表，将监督职责落实到位。此外，环境保护科研部门应该加大对PM2.5源的解析研究，基于政策和技术两个层面上制定能够有效缓解PM2.5现状的方案与措施，解决PM2.5导致的不良环境影响。
参考文献
[1]周莉薇.细微大气颗粒物PM2.5概况的研究[J].洁净与空调技术，2017，（02）：74-79.
[2]周莉薇.细微大气颗粒物PM2.5影响因素研究[J].洁净与空调技术，2017，（01）：52-56.
[3]李宁，潘庆超.细微大气颗粒物PM2.5的检测与治理[J].山西科技，2015，30（03）：62-64.
[4]楊复沫，马永亮，贺克斌.细微大气颗粒物PM2.5及其研究概况[J].世界环境，2000，（04）：32-34.
收稿日期：2018-03-30
作者简介：苏静（1983-），女，本科，工程师，研究方向为生态环境、化学分析，监测技术。
