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關(guān)于PM2.5的10個(gè)問(wèn)答

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1. PM2.5是什么?
如果是初次接觸,“PM2.5”這一串字符也許會(huì)讓你看得云里霧里,不知所云。其實(shí)它有一個(gè)容易理解的中文名——細(xì)顆粒物,是對(duì)空氣中直徑小于或等于2.5微米的固體顆?;蛞旱蔚目偡Q。這些顆粒如此細(xì)小,肉眼是看不到的,它們可以在空氣中漂浮數(shù)天。人類纖細(xì)的頭發(fā)直徑大約是70微米,這就比*大的PM2.5還大了近三十倍。

PM是英文particulate matter(顆粒物)的首字母縮寫(xiě)。準(zhǔn)確的PM2.5定義要在“直徑”之前加一個(gè)修飾語(yǔ)“空氣動(dòng)力學(xué)”,這可不是故作高深??諝庵械念w粒物并非是規(guī)則的球形,那怎么定義又怎么測(cè)量其直徑呢?在實(shí)際操作中,如果顆粒物在通過(guò)檢測(cè)儀器時(shí)所表現(xiàn)出的空氣動(dòng)力學(xué)特征與直徑小于或等于2.5微米且密度為1克/立方厘米的球形顆粒一致,那就稱其為PM2.5。這樣的定義也就決定了在測(cè)定PM2.5時(shí),需要利用空氣動(dòng)力學(xué)原理把PM2.5與更大的顆粒物分開(kāi),而不是用孔徑為2.5微米的濾膜來(lái)分離。

知道了PM2.5的定義,就很容易得出PM10的定義了——將定義中的2.5換成10即可,PM10也被稱為可吸入顆粒物。在PM10中,直徑在2.5至10微米之間的顆粒物被稱為粗顆粒物,與細(xì)顆粒物相對(duì)。
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2. PM2.5來(lái)自哪里,都有些什么成分?
雖然自然過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生PM2.5,但其主要來(lái)源還是人為排放。人類既直接排放PM2.5,也排放某些氣體污染物,在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5。直接排放主要來(lái)自燃燒過(guò)程,比如化石燃料(煤、汽油、柴油)的燃燒、生物質(zhì)(秸稈、木柴)的燃燒、垃圾焚燒。在空氣中轉(zhuǎn)化成PM2.5的氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物。其它的人為來(lái)源包括:道路揚(yáng)塵、建筑施工揚(yáng)塵、工業(yè)粉塵、廚房煙氣。自然來(lái)源則包括:風(fēng)揚(yáng)塵土、火山灰、森林火災(zāi)、漂浮的海鹽、花粉、**孢子、**。

PM2.5的來(lái)源復(fù)雜,成分自然也很復(fù)雜。主要成分是元素碳、有機(jī)碳化合物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽。其它的常見(jiàn)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。

2000年有研究人員測(cè)定了北京的PM2.5來(lái)源:塵土占20%;由氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化而來(lái)的硫酸鹽、硝酸鹽、氨鹽各占17%、10%、6%;燒煤產(chǎn)生7%;使用柴油、汽油而排放的廢氣貢獻(xiàn)7%;農(nóng)作物等生物質(zhì)貢獻(xiàn)6%;植物碎屑貢獻(xiàn)1%。有趣的是,吸煙也貢獻(xiàn)了1%,不過(guò)這只是個(gè)粗略的科學(xué)估算,并不一定準(zhǔn)確[1]。該研究中也測(cè)定了北京PM2.5的成分:含碳的顆粒物,硫酸根,硝酸根,銨根加在一起占了重量了69% 。類似地,1999年測(cè)定的上海PM2.5中有41.6%是硫酸銨、***,41.4%是含碳的物質(zhì)[2]。
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3. PM2.5對(duì)健康有什么危害?
PM2.5主要對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害,包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、加重**、導(dǎo)致慢性****、心律失常、非致命性的心臟病、心肺病患者的過(guò)早死[3]。老人、小孩以及心肺**患者是PM2.5污染的敏感人群。

如果空氣中PM2.5的濃度長(zhǎng)期高于10微克/立方米,死亡風(fēng)險(xiǎn)就開(kāi)始上升。濃度每增加10微克/立方米,總的死亡風(fēng)險(xiǎn)就上升4%,得心肺**的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升6%,得肺癌的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升8%[4-5]。這意味著多大的風(fēng)險(xiǎn)呢?我們可以拿吸煙做個(gè)比較。吸煙可使男性得肺癌死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升21倍(也就是上升2100%),女性的風(fēng)險(xiǎn)上升11倍(1100%);使中年人得心臟病死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升2倍(200%)[6]。和吸煙一比,PM2.5的危害就顯得非常小了。如果吸煙都沒(méi)有讓你感到恐懼,那你就不用擔(dān)心眼下PM2.5超標(biāo)對(duì)健康的影響了。但是,從全社會(huì)的角度出發(fā),降低這些看似不大的風(fēng)險(xiǎn),收益卻是很大的。美國(guó)環(huán)保局在2003年做了一個(gè)估算:“如果PM2.5達(dá)標(biāo),全美國(guó)每年可以避免數(shù)萬(wàn)人早死、數(shù)萬(wàn)人上醫(yī)院就診、上百萬(wàn)次的誤工、上百萬(wàn)兒童得呼吸系統(tǒng)**”[7]。相比當(dāng)前的中國(guó),美國(guó)當(dāng)時(shí)的空氣質(zhì)量已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò),只有很少的地區(qū)存在略微的超標(biāo)[8]。如果中國(guó)的PM2.5能夠達(dá)標(biāo),社會(huì)收益無(wú)疑將會(huì)是巨大的。

上述關(guān)于PM2.5死亡風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)源自2002年發(fā)表于《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》的一篇論文[4]。這篇論文分析了一項(xiàng)長(zhǎng)期研究中參與者的死亡率和空氣污染之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)死亡率升高與PM2.5和二氧化硫的污染有關(guān)聯(lián),而與粗顆粒物污染沒(méi)有可靠的關(guān)聯(lián)。該項(xiàng)在美國(guó)進(jìn)行的前瞻性研究始于1982年,當(dāng)時(shí)招募了120萬(wàn)的參與者。論文的結(jié)論是基于長(zhǎng)達(dá)16年的隨訪數(shù)據(jù),是目前關(guān)于PM2.5污染增加死亡風(fēng)險(xiǎn)*可靠的證據(jù)。
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4. 如果沒(méi)有污染,PM的濃度有多高,現(xiàn)在實(shí)際有多高?
即使沒(méi)有人為污染,空氣中也有一定濃度的PM2.5,這個(gè)濃度被稱為背景濃度。在美國(guó)和西歐,背景濃度大約為3-5微克/立方米[5],澳大利亞的背景濃度也在5微克/立方米左右[9]。中國(guó)的背景濃度有多高?目前尚無(wú)公開(kāi)的數(shù)據(jù),但應(yīng)該不會(huì)和其他國(guó)家相差太大。

中國(guó)尚未開(kāi)展大范圍的PM2.5監(jiān)測(cè),公開(kāi)的PM2.5數(shù)據(jù)非常有限。位于廣州的環(huán)保部華南環(huán)境科學(xué)研究所從2011年從6月13日開(kāi)始每日發(fā)布PM2.5監(jiān)測(cè)值[10],截至11月20日,濃度范圍在0.6至99 微克/立方米之間(注:0.6這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是儀器故障所致,正常值不會(huì)這么低),平均值為38微克/立方米,這個(gè)值超過(guò)了擬發(fā)布的年均標(biāo)準(zhǔn)(35微克/立方米)[11]。在這121天中,已經(jīng)有6天超過(guò)了擬發(fā)布的日均標(biāo)準(zhǔn)(75微克/立方米)。從近十幾年來(lái)發(fā)表的科學(xué)論文中,可以查到中國(guó)一些大城市某一區(qū)域某一階段的PM2.5的測(cè)定值。例如,2000年在北京的5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的PM2.5年均值為101微克/立方米[2];2008北京奧運(yùn)會(huì)的17天中,在北大測(cè)得的PM2.5*低28.2,*高147.4微克/立方米, 平均64.7微克/立方米[12]。1999年,在上海兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)定的PM2.5年均值為57.9和61.4 微克/立方米[2]。這些年均值都遠(yuǎn)高于擬發(fā)布的年均標(biāo)準(zhǔn)(35微克/立方米)。

除了查閱以上這些零星的數(shù)據(jù),我們還可以根據(jù)PM10的數(shù)據(jù)估算一下PM2.5的濃度。按照中國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),PM10是常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo),**性監(jiān)測(cè)已開(kāi)展了十幾年。從2001年至2009年,**主要城市PM10的平均值從125降到了90微克/立方米[13]。PM2.5和PM10之間的比例通常在0.5-0.8之間,我們?nèi)?.8做一個(gè)極端估算可得:2009年**主要城市的PM2.5平均值為72微克/立方米,是即將發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)的2.1倍(35微克/立方米)。和美國(guó)的空氣質(zhì)量相比,這差多少呢?2009年,全美國(guó)年均PM2.5為9.9微克/立方米,在724個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有90%以上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)年均值低于12.6微克/立方米[8]。

**的年均值只是用來(lái)反映我國(guó)顆粒物污染的總體現(xiàn)狀,對(duì)于評(píng)價(jià)我們所在城市的空氣質(zhì)量意義并不大。我們更需要關(guān)注的是離我們生活、工作*近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)哪里有呢?如果你生活在北京而且恰好在美國(guó)大使館附近,那你可以參考該館發(fā)布的實(shí)時(shí)PM2.5數(shù)據(jù)( http://weibo.com/beijingairpm25 )。不過(guò)值得一提的是,雖然美國(guó)大使館的監(jiān)測(cè)儀器是專業(yè)的(見(jiàn)問(wèn)答9),但是大使館畢竟不是環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén),沒(méi)有證據(jù)表明他們的工作人員具備相應(yīng)的專業(yè)知識(shí),而且他們測(cè)出的PM2.5數(shù)值經(jīng)常比環(huán)保部門(mén)以及第三方測(cè)定的PM10還高,這是不正常的( http://bjrb.bjd.com.cn/html/2011-11/08/content_14778.htm )。所以,美國(guó)大使館的數(shù)據(jù)也只能“僅供參考”。然而,我們更多的人并不生活在北京,即使在北京也不在美國(guó)大使館附近,那我們?cè)摽茨睦锏臄?shù)據(jù)呢?**主要城市的實(shí)時(shí)PM10數(shù)據(jù)可以在 環(huán)境監(jiān)測(cè)總站 的網(wǎng)站上查到,每個(gè)城市都有數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),我們可以選離得*近的那個(gè)點(diǎn)作參考。如果你很樂(lè)觀,那么可以估算PM2.5=PM10 × 0.5,如果你很悲觀,那么就估算PM2.5=PM10 × 0.8。
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5. 其他國(guó)家實(shí)施PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)了嗎,標(biāo)準(zhǔn)值是多少?
自從美國(guó)于1997年率先制定PM2.5的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以來(lái),許多國(guó)家都陸續(xù)跟進(jìn)將PM2.5納入監(jiān)測(cè)指標(biāo)。如果單純從保護(hù)人類健康的目的出發(fā),各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)一樣,因?yàn)橹贫?biāo)準(zhǔn)所依據(jù)的是相同的科學(xué)研究結(jié)果。然而,標(biāo)準(zhǔn)的制定還需考慮各國(guó)的污染現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,在一個(gè)空氣污染嚴(yán)重的發(fā)展中國(guó)家制定極為嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)只能成為一個(gè)華麗的擺設(shè),沒(méi)有實(shí)際意義。根據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)和哈佛大學(xué)的研究結(jié)果,世界衛(wèi)生組織(WHO)于2005年制定了PM2.5的準(zhǔn)則值。高于這個(gè)值,死亡風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)顯著上升。WHO同時(shí)還設(shè)立了三個(gè)過(guò)渡期目標(biāo)值,為目前還無(wú)法一步到位的地區(qū)提供了階段性目標(biāo),其中目標(biāo)-1的標(biāo)準(zhǔn)*為寬松,目標(biāo)-3*嚴(yán)格[5]。

下表列舉了WHO以及幾個(gè)有代表性的國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)擬實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)與WHO過(guò)渡期目標(biāo)-1相同。美國(guó)和日本的標(biāo)準(zhǔn)一樣,與目標(biāo)-3基本一致。歐盟的標(biāo)準(zhǔn)略微寬松,與目標(biāo)-2一致,澳大利亞的標(biāo)準(zhǔn)*為嚴(yán)格,年均標(biāo)準(zhǔn)比WHO的準(zhǔn)則值還低。標(biāo)準(zhǔn)的寬嚴(yán)程度基本反映了各國(guó)的空氣質(zhì)量情況,空氣質(zhì)量越好的國(guó)家就越有能力制定和實(shí)施更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

世界衛(wèi)生組織(WHO)和一些國(guó)家的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)(單位:微克/立方米)


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6. 中國(guó)的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)和其他國(guó)家比,很落后嗎?
中國(guó)的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)擬于2016年生效,雖然比美國(guó)落后了一二十年,但和歐盟的2015年生效相比,也不算太晚。如果僅從標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值來(lái)看,中國(guó)即將發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與WHO過(guò)渡期目標(biāo)-3一致,雖然落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,但也算是開(kāi)始了三步走的**步。然而,即使標(biāo)準(zhǔn)值相同,而評(píng)判是否達(dá)標(biāo)的方式不同,約束力是有極大差異的。舉個(gè)例子,中國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定于1996年,其中PM10的日均標(biāo)準(zhǔn)為150微克/立方米,表面上已和美國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)一樣嚴(yán)格。但是,按照美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn),平均每年*多只能有1天超標(biāo),否則就算不達(dá)標(biāo),超標(biāo)地區(qū)需要提交改進(jìn)方案并加以實(shí)施。而在中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)文件中,沒(méi)有類似的規(guī)定。各地區(qū)在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí),只是計(jì)算每年的“達(dá)標(biāo)天數(shù)”和“達(dá)標(biāo)率”。PM10的標(biāo)準(zhǔn)至今已經(jīng)執(zhí)行了15年,一個(gè)86.2%的達(dá)標(biāo)率還可以作為正面消息報(bào)道[14]。

在即將發(fā)布的PM2.5新標(biāo)準(zhǔn)中,依然沒(méi)有規(guī)定多高的達(dá)標(biāo)率才是可接受的。WHO和其他國(guó)家是怎么規(guī)定的呢?WHO要求每年*多有3天超標(biāo)(99%的達(dá)標(biāo)率),澳大利亞*多5天,而美國(guó)和日本要求的達(dá)標(biāo)率為98%。中國(guó)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的落后不僅是在標(biāo)準(zhǔn)值,更重要的是在約束力上。
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7. 新標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布,為什么要到2016年才實(shí)施?
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,標(biāo)準(zhǔn)制定者是這樣回答的:“考慮到環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,以及目前**的環(huán)境監(jiān)測(cè)能力現(xiàn)狀,結(jié)合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn),為保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可比性,將**統(tǒng)一實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間定為2016 年1 月1 日,以便為各地區(qū)預(yù)留足夠的準(zhǔn)備時(shí)間,加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的有關(guān)配套工作[15]。”

這么說(shuō)有道理嗎?我們不妨參考一下其他國(guó)家是怎么做的。在美國(guó)和澳大利亞環(huán)保部門(mén)的網(wǎng)站上,對(duì)于PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程有非常詳細(xì)的備忘錄,我們就以這兩個(gè)國(guó)家為例。

美國(guó)早在1994年就宣布要增加PM2.5的指標(biāo)。1994-1996年間,開(kāi)了多次研討會(huì),在1996年底發(fā)布了征求意見(jiàn)稿。征求意見(jiàn)期間共接了14000個(gè)電話,收到4000封電子郵件、50000份書(shū)面或口頭意見(jiàn),而且多次通過(guò)聽(tīng)證會(huì)、會(huì)議、電視節(jié)目征求意見(jiàn)。經(jīng)過(guò)這番誠(chéng)意十足的意見(jiàn)征求,終于在1997年9月16日發(fā)布了PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)。但在那時(shí),尚未展開(kāi)**的PM2.5監(jiān)測(cè),直到1999年各州才陸續(xù)開(kāi)始,2000年P(guān)M2.5監(jiān)測(cè)常規(guī)化[16]。

澳大利亞在2001年開(kāi)始考慮,并在2003年制定了PM2.5的非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。制定該標(biāo)準(zhǔn)的目的是收集數(shù)據(jù),以便檢討這一標(biāo)準(zhǔn)是否合理,并準(zhǔn)備于2005年開(kāi)始考慮制定強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。在征求意見(jiàn)的過(guò)程中,有反對(duì)者認(rèn)為應(yīng)該直接設(shè)立強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),否則缺乏約束力,意義也就不大。澳大利亞環(huán)保委員會(huì)(NEPC)認(rèn)為當(dāng)時(shí)缺乏足夠的PM2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),沒(méi)法很好地評(píng)估不達(dá)標(biāo)會(huì)帶來(lái)怎樣的影響,堅(jiān)持了原先的做法[9]。直到今年(2011年),澳大利亞的PM2.5仍然不是強(qiáng)制指標(biāo)[17],不過(guò)這期間一直在做大量的監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)研究工作[18]。

中國(guó)的PM2.5強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)正在征求意見(jiàn)中,并擬于2016年實(shí)施,“實(shí)施”的含義應(yīng)該是指開(kāi)展常規(guī)檢測(cè)并公布結(jié)果。美國(guó)從1997年發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)到2000年**監(jiān)測(cè)常規(guī)化花了兩三年的時(shí)間。澳大利亞2003年發(fā)布非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),隨后即開(kāi)展**監(jiān)測(cè)??紤]到中國(guó)的國(guó)情,延后幾年“實(shí)施”有其合理性,但是四五年的時(shí)間是否太長(zhǎng)了呢?
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8. 怎么測(cè)定PM2.5?
空氣中漂浮著各種大小的顆粒物,PM2.5是其中較細(xì)小的那部分(定義見(jiàn)問(wèn)答1)。不難想到,測(cè)定PM2.5的濃度需要分兩步走:(1)把PM2.5與較大的顆粒物分離;(2)測(cè)定分離出來(lái)的PM2.5的重量。目前,各國(guó)環(huán)保部門(mén)廣泛采用的PM2.5測(cè)定方法有三種:重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這三種方法的**步是一樣的,區(qū)別在于**步。將PM2.5直接截留到濾膜上,然后用天平稱重,這就是重量法。值得一提的是???濾膜并不能把所有的PM2.5都收集到,一些極細(xì)小的顆粒還是能穿過(guò)濾膜。只要濾膜對(duì)于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率,就算是合格的[19]。損失部分極細(xì)小的顆粒物對(duì)結(jié)果影響并不大,因?yàn)槟遣糠诸w粒對(duì)PM2.5的重量貢獻(xiàn)很小。

重量法是*直接、*可靠的方法,是驗(yàn)證其它方法是否準(zhǔn)確的標(biāo)桿。然而重量法需人工稱重,程序繁瑣費(fèi)時(shí)。如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè),就需要用到另外兩種方法。

β射線吸收法:將PM2.5收集到濾紙上,然后照射一束beta射線,射線穿過(guò)濾紙和顆粒物時(shí)由于被散射而衰減,衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據(jù)射線的衰減就可以計(jì)算出PM2.5的重量[20]。美國(guó)大使館那臺(tái)知名度很高的儀器依據(jù)的就是此原理。

微量振蕩天平法:一頭粗一頭細(xì)的空心玻璃管,粗頭固定,細(xì)頭裝有濾芯??諝鈴拇诸^進(jìn),細(xì)頭出,PM2.5就被截留在濾芯上。在電場(chǎng)的作用下,細(xì)頭以一定頻率振蕩,該頻率和細(xì)頭重量的平方根成反比。于是,根據(jù)振蕩頻率的變化,就可以算出收集到的PM2.5的重量[20]。

將PM2.5分離出來(lái)的切割器又是怎么工作的呢?在抽氣泵的作用下,空氣以一定的流速流過(guò)切割器時(shí),那些較大的顆粒因?yàn)閼T性大,一頭撞在涂了油的部件上而被截留,慣性較小的PM2.5則能絕大部分隨著空氣順利通過(guò)。也許你已經(jīng)覺(jué)察到,這和發(fā)生在我們呼吸道里的情形是非常相似的:大顆粒易被鼻腔、咽喉、氣管截留,而細(xì)顆粒則更容易到達(dá)肺的深處,從而產(chǎn)生更大的健康風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于PM2.5的切割器來(lái)說(shuō),2.5微米是一個(gè)踩在邊線上的尺寸。直徑恰好為2.5微米的顆粒有50%的概率能通過(guò)切割器。大于2.5微米的顆粒并非全被截留,而小于2.5微米的顆粒也不是全都能通過(guò)。例如,按照《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定 重量法》的要求,3.0微米以上顆粒的通過(guò)率需小于16%,而2.1微米以下顆粒的通過(guò)率要大于84%[21]。

特殊的結(jié)構(gòu)加上特定的空氣流速共同決定了切割器對(duì)顆粒物的分離效果,這兩者稍有變化,就會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生很大影響,而使結(jié)果失去可比性。因此,美國(guó)環(huán)保局在1997年制定世界上**個(gè)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,一并規(guī)定了切割器的具體結(jié)構(gòu)[16]。于是,雖然 PM2.5的測(cè)定儀器有不少品牌,它們外觀卻極為相似。
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9. 市面上有些手機(jī)大小的儀器號(hào)稱可以測(cè)PM2.5,靠譜嗎?

和環(huán)保部門(mén)采用的標(biāo)準(zhǔn)方法相比,用非專業(yè)儀器測(cè)PM2.5顯然是不可靠的,但很難說(shuō)到底有多不準(zhǔn),只有拿來(lái)和標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)比一下才知道。測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)也許能說(shuō)明一點(diǎn)問(wèn)題,比如能分辯出房間里有沒(méi)有人吸煙,是不是剛掃過(guò)地,可是這些你的鼻子也能做到吧。

市面上的非專業(yè)儀器利用光散射的原理測(cè)定顆粒物濃度,這種方法并沒(méi)有被各國(guó)環(huán)保部門(mén)采納為標(biāo)準(zhǔn)方法,但是有依據(jù)此原理制成的專業(yè)儀器,在科研中也有運(yùn)用。空氣中的顆粒物濃度越高,對(duì)光的散射就越強(qiáng)。光的散射相對(duì)容易測(cè),把它測(cè)出來(lái),理論上就可以算出顆粒物濃度了。但在實(shí)際運(yùn)用中,事情并沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。光的散射與顆粒物濃度之間的關(guān)系是很不確定的,受到諸多因素的影響,例如顆粒物的化學(xué)組成、形狀、比重、粒徑分布,而這些都取決于污染源的組成。這意味著光散射和顆粒物濃度之間的換算公式隨時(shí)隨地都可能在變,需要儀器使用者不斷地用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行校正,沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)訓(xùn)練的業(yè)余人士不大可能辦得到。有研究者做過(guò)理論計(jì)算:利用光散射儀測(cè)定PM2.5,至少有30-40%的不確定性[22]。這種不確定性是這類儀器固有的,質(zhì)量可靠的專業(yè)儀器尚且如此,更何況市面上儀器的質(zhì)量并不都是理想的呢。

作為普通老百姓,與其把精力和**花在自己監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量上,還不如呼吁環(huán)保部門(mén)早日監(jiān)測(cè)PM2.5并公開(kāi)數(shù)據(jù)?,F(xiàn)在新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》正在向公眾征求意見(jiàn),并擬于2016年實(shí)施[11],公眾的聲音也許能使這一時(shí)間大大提前。至于有人宣稱自己動(dòng)手監(jiān)測(cè),可以監(jiān)督環(huán)保部門(mén),防止他們偽造數(shù)據(jù)。這是沒(méi)有道理的。非專業(yè)人士操作非專業(yè)的或質(zhì)量不高的專業(yè)儀器測(cè)得的結(jié)果是不可靠的,沒(méi)有能力去挑戰(zhàn)環(huán)保部門(mén)的結(jié)果,這種監(jiān)督是無(wú)效的。
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10. 灰霾天是PM2.5引起的嗎?
雖然肉眼看不見(jiàn)空氣中的顆粒物,但是顆粒物卻能降低空氣的能見(jiàn)度,使藍(lán)天消失,天空變成灰蒙蒙的一片,這種天氣就是灰霾天。根據(jù)《2010年灰霾試點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)告》,在灰霾天,PM2.5的濃度明顯比平時(shí)高,PM2.5的濃度越高,能見(jiàn)度就越低[23]。

雖然空氣中不同大小的顆粒物均能降低能見(jiàn)度,不過(guò)相比于粗顆粒物,更為細(xì)小的PM2.5降低能見(jiàn)度的能力更強(qiáng)。能見(jiàn)度的降低其本質(zhì)上是可見(jiàn)光的傳播受到阻礙。當(dāng)顆粒物的直徑和可見(jiàn)光的波長(zhǎng)接近的時(shí)候,顆粒對(duì)光的散射消光能力*強(qiáng)??梢?jiàn)光的波長(zhǎng)在0.4-0.7微米之間,而粒徑在這個(gè)尺寸附近的顆粒物正是PM2.5的主要組成部分。理論計(jì)算的數(shù)據(jù)也清楚地表明這一點(diǎn):粗顆粒的消光系數(shù)約為0.6平方米/克,而PM2.5的消光系數(shù)則要大得多,在1.25-10平方米/克之間,其中PM2.5的主要成分硫酸銨、***和有機(jī)顆粒物的消光系數(shù)都在3左右,是粗顆粒的5倍[24]。所以,PM2.5是灰霾天能見(jiàn)度降低的主要原因。

值得一提的是,灰霾天是顆粒物污染導(dǎo)致的,而霧天則是自然的天氣現(xiàn)象,和人為污染沒(méi)有必然聯(lián)系。兩者的主要區(qū)別在于空氣濕度,通常在濕度大于90%時(shí)稱之為霧,而濕度小于80%時(shí)稱之為霾,濕度在80-90%之間則為霧霾的混合體[25]。

參考文獻(xiàn):
http://www.guokr.com/blog/75606/