关于PM2.5的小故事|pm2.5|空气污染物|限值|颗粒物

我有个朋友，非常爱思考，有一天他跟我说，你们老说PM2.5，这东西看不见摸不着的，是不是你们被那些外国卖仪器的忽悠了啊，还是为了限制我们发展，才想出来的。不过科学就是科学，接下来用资料来说明PM2.5是怎么来的。

1971年，第一个空气质量标准订立过程中，就是总结了多年来发表的空气污染物研究成果，汇总了颗粒物对天气状况、能见度、材料和植物的影响及经济损失的测量、估算方法;颗粒物在肺脏的沉积、清除及对动物的毒性效应和流行病学研究内容。当时界定空气颗粒污染物是指，在空气中扩散的固态或者液态物质，颗粒直径为小于100微米，也就是PM100，这里的PM就是英文（Particulate matter 颗粒物质），100是指空气动力学等效粒径，颗粒物可能是不规则的，就是飞行的特性和一个直径100微米的球一样。

空气质量标准从订立之初到现在，随着科学研究的深入和发展，标准一直在进行调整变化，就以颗粒物为例：

工业国家在1971 年，首次制定颗粒物环境空气质量标准，并于 1987 年、1997 年和 2006 年进行过 3 次修订。

1971 年首次制定的颗粒物标准是以 TSP 为基准空气污染物。一级标准规定了年平均和 24h 平均浓度限值,分别为 75μg/m 3 和 260 μg/m 3 ；二级标准规定了 24h 平均浓度限值,为 150 μg/m 3 。

随后的研究发现,即使在低于 TSP 标准的地区,仍然有相关的健康效应,尤其与粒径较小的颗粒物密切相关。于是,经过深入的审查和评估后, 1987年采用可吸入颗粒物(PM 10 )代替 TSP，制定实施颗粒物(PM 10 )环境空气质量标准,规定了年平均和24h 平均浓度限值,分别为 50 μg/m 3 和 150 μg/m 3 为标准。

后来，又经过相关科学研究，尤其是与健康影响相关的研究。1996年参照1982年以来有关空气颗粒物的最新研究成果，认为：空气动力学直径小于等于 2. 5 μm 的细颗粒物和10 μm 的粗颗粒物(coarse-mode particles，PM 10 ) 的化学、物理性质不同，导致它们在呼吸道中的沉积、清除过程有差别，2种颗粒物中不同的生物活性成分也造成不同的毒性效应，由此提出了要分别评价PM10和PM2.5。

根据这些大量的科学研究结果，经过深入的审查和评估,1997 年制定发布颗粒物(PM 2.5 )环境空气质量标准，规定了年平均和 24h 平均浓度限值，同时,保持颗粒物(PM 10 )环境空气质量标准不变。

随后基于对 1996—2002 年研究成果的综合分析，2004 年 10 月又开始修订颗粒物环境质量基准。通过邀请气溶胶科学研究团体举办讲座，清洁空气科学顾问委员会反复审查，征求公众对稿件的意见、建议及对最新科学结论的严格评价，但是，标准修订并非一帆风顺。许多组织都发出了反对的声音，认为实施这一标准的成本过高。因此，颗粒物(PM 2.5 )环境空气质量标准发布后并没有得到顺利实施，直到 2006 年, 才开始执行。

2007 年，再次对发表于2002—2009年有关暴露效应关系、毒理效应模式和敏感人群研究的文献进行审查。评估、总结大气科学和暴露科学研究，基于动物实验和健康效应的体内、体外毒理学研究，临床暴露实验，流行病学研究，颗粒物对生存环境，包括能见度、气候、生态效应的最新研究成果。2009 年颁布了颗粒物综合科学评价，评估了300多个新的流行病学研究成果。

2011年发布说明，认为现行的 PM 2. 5 标准不能完全保护短期和长期暴露对公众造成的健康损害，提议对现行标准进行修订，结合年标准和避免短期高浓度峰值暴露的 24 h 标准，可以有效保护公众健康。

WHO 于1987 年、2000 年和 2005 年出版并不断更新了欧洲空气质量指导原则。2020年发布最新版本。

我国空气质量标准发展

1982 大气环境质量标准(CB 3095- -1982)；

首次制定《大气环境质量标准》污染物项目共6项,包括1项参考项目【12】；

此法经过1995年的修改和2000年的修订得到扩充,法律条文增至66条；

1996 环境空气质量标准(GB3095--1996)第一次修订质量标准,增加4项污染物项目【14】；

对GB 3095- -1996 进行部分修改，取消氮氧化物项目，放宽二氧化氮和臭氧；

2000年，环境空气质量标准修改单二级标准限值[1s]；

2012年，环境空气质量标准(CB 3095- 2012)在不同地区分阶段实施，2016年在全国实施。

颗粒物的浓度升高与疾病的发病、死亡率关系密切。尤其是呼吸系统疾病及心肺疾病；而PM２.5 的粒径很小，与PM10或直径大的颗粒物比较，其比表面积大，可以吸附病毒、细菌、放射性尘埃和重金属等各种有毒有害物质。

研究表明，PM2.5可影响人体的呼吸、心血管、免疫、生育、神经和遗传系统等，PM10可进入人的鼻腔及气管，而PM2.5 除了能进入肺部，还能进入肺泡甚至血液，引起肺部和全身炎症，增加动脉硬化、血脂升高的风险，导致心律不齐、血压升高等。结合相关研究结果可以了解到，如果 PM 2.5 日均浓度在标准值以上，每增加 10微克/立方米，心血管系统疾病急诊死亡人数最高可增加 7%，而且，相关疾病的发病率也大幅度提升，比如哮喘、支气管炎等。此外，在PM 2.5的影响下，也会导致灰霾天气的出现，减少农作物光照时间，且不利于提高蒸腾作用，对土壤矿物质的吸收，产生了极大的影响，进而不利于农作物增产目标的实现。还会影响地球辐射平衡，影响气候变化，极端天气增加等。

PM2.5不是一种单一的物质，而是固体和液体混合的微小颗粒，受到地域、季节、能源结构、工业水平等因素影响，其成分复杂。近年来的监测分析表明，我国 PM2.5 成分主要包括水溶性无机离子、有机含碳组分、无机元素等。

而水溶性无机离子，包括硫酸根离子硝酸根离子铵离子氯离子等。主要由煤、石油等燃料高温燃烧产生的烟气转化产生，也有些来源于海盐离子（海洋环境）和土壤等。

PM2.5中含碳组分主要有机碳（ OC ）和元素碳（ EC ）。OC 包含多种脂肪族、芳香族等有机化合物，包括污染源直接排放的一次有机碳（ POC ），以及经复杂反应生成的二次有机碳（ SOC ）； EC 是一种由生物或化石燃料不完全燃烧直接排放的单物质碳，化学性质稳定。有机含碳组分浓度多数来源于燃煤排放和汽车尾气、工业生产以及一些餐饮排放。

PM2.5中的无机元素主要为金属元素，主要来源于燃煤和机动车排放、建筑扬尘、工业污染等。