PM2.5简介

PM2.5简介

1 PM2.5的概念及化学组成

1.1 什么是PM2.5

PM全称为particulate matter(颗粒物），PM2.5也称大气细粒子,指的是空气中空气动力学直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物,相对头发丝的1/20，，其粒径小、比表面积大，易于富集空气中的有毒有害物质，并可以随着人的呼吸进入体内，甚至进入到肺泡和血液中，导致各种疾病，它还是能见度降低的罪魁祸首。

粒径<=100 粒径<=10 2.5<粒径<10 粒径<=2.5 TSP 可吸入颗粒物 粗颗粒物 细颗粒物

1.2 PM2.5的化学组成

PM2.5的化学成分包括无机成分、有机成分、微量金属元素、元素碳 (EC)、生物物质 (细菌、病菌、霉菌等 )等。大气中的含碳粒子是由有机碳(OC)和吸光的元素碳(EC)组成，元素碳的化学结构类似于不纯的石墨，有机碳是PM2.5中含量最高的组分。

大气中细粒子主要有水溶性无机离子、含碳物质及不溶性矿物质构成，其中水溶性无机离子和含碳物质主要来源于各类化石燃料及生物质的燃烧过程，以及气态污染物的转化【1】。PM2.5由直接排入空气中的一次粒子和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次粒子组成。一次粒子主要由尘土性粒子及由植物和矿物燃料的燃烧产生的碳黑（有机碳）粒子两大类组成。二次粒子主要由硫酸铵和硝酸铵（由大气中的SO2和NOx与NH3反应生成）组成，其形成的主要过程是大气中的一次气态污染物SO2和NOx通过均相或非均相的氧化形成酸性气溶胶，再和大气中唯一偏碱性的气体NH3反应生成硫酸铵（亚硫酸铵）和硝酸铵气溶胶粒子。大气中的水滴为这些化学转化过程提供了重要的前提条件。所以，大气中的水滴就易成为二次污染物在1000米以下低空不断积累的重要媒介。北京在秋、冬季多雾天气和连阴天气时产生的灰霾天气（指极细微的干尘粒等均匀地悬浮在空气中，时能见度小于10km、空气普遍有浑浊现象的天气状况，一般是大气边界层乃至对流层底层整体的大气浑浊现象）就是这种累计的典型现象。 有机物是中国PM2.5中的重要化学物种；SO42-,SO32-,NO3-，NH4+，Cl- SNA是中国东部地区PM2.5中最主要的化学物种；

土壤尘的高含量是中国PM2.5的一个特征，在受沙尘影响的地区和季节尤甚。 多环芳烃( polycyclic aromatic hydrocarbons, 简称PAHs)是大气颗粒物的重要组成部分,直接或间接地影响着大气环境质量、气候变化和人体健康.通过动物实验研究证实,多环芳烃是一种致癌、致畸、致突变的物质,参与生物及人类机体的代谢作用,具有很强的毒性. 主要排放源的

变化、气象条件如光照、温度(Richard et al. , 1988)等的影响都会导致颗粒物中PAHs可能发生化学变化. 这些因素既可以是其中某一个起主要作用,又 可以是几个协同起作用. 当主要污染源发生变化时,一般认为源排放是主导因素.

1.3 PM2.5与PM10

PM2.5与PM10显著相关，其比值与风速正相关，与湿度负相关。根据PM10的数据估算PM2.5的浓度。按照中国现行的空气质量标准，PM10是常规监测指标，全国性监测已开展了十几年。从2001年至2009年，全国主要城市PM10的平均值从125降到了90微克/立方米。 PM2.5和PM10之间的比例通常在0.5-0.8之间，取0.8做一个极端估算可得：2009年全国主要城市的PM2.5平均值为72微克/立方米。

PM2.5/PM10、PM2.5/TSP的比值均是春季的比值最小，冬季的比值最大。表明与其他季节相比，春季PM10、TSP中粗颗粒物含量最高，冬季细颗粒物含量最高。春季频繁发生的沙尘天气可能对粗颗粒物的贡献比较大，而冬季大量增加的取暖燃烧源可能对细颗粒物的贡献更大[2]。

1.4 环境标准

2 PM2.5的来源

PM2.5的来源分为3类：自然源、人为源和二次颗粒物。

自然源包括土壤扬尘、海盐、植物花粉、孢子、细菌等。自然界中的灾害事件，如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。

人为源包括固定源和流动源。固定源包括各种燃料燃烧源 ,如发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。流动源主要是各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。

除自然源和人为源之外，大气中的气态前体污染物会通过大气化学反应生成二次颗粒物，实现由气体到粒子的相态转换。如：

SO2+H2O →H2SO4

H2SO4+NaCl→HCl +Na2SO4 HNO3+NH3→NH4NO3

16.40'.50%5.60%3.30.10$.60%4.50%燃煤机动车排放建筑尘扬尘生物质燃烧二次污染未知源 北京市PM2.5的主要来源的年均贡献率

3北京PM2.5污染的特点

北京市自1998年大力治理大气污染以来，PM10年均质量浓度变化不大或者说略有减少，但是PM2.5的浓度及PM2.5占PM10中的比例反而略有升高。

同时大气中不同尺度的粒子浓度也发生着重要的变化，即直径大于2.0μm的粗粒子明显减少，减少约10%左右；而直径0.1—0.2μm的积聚模型粒子却明显增多，增多达15%以上；只有直径小于0.1的爱跟模型粒子变化不大。这是北京市近年来大气颗粒物污染变化的一个十分重大的特征。这种变化带来的问题是十分严重的。首先是由于直径0.1—2.0μm积聚模态粒子作为一种载体，会吸附着许多微生物气溶胶以及病毒细菌类，对人体极为有害。其次，这种尺度的粒子的

【3】 消光效应很大，对城市的气能见度造成重要影响。