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PM2.5與環境影響 發布時間: 2015-03-24

精彩提示:

PM2.5已經成為一個國人高度關注的專用名詞。PM2.5形成的主要原因是什么?它對我們的生活會產生哪些負面影響?如何在現有條件下控制PM2.5的蔓延?本文作者修光利先生站在學術最前沿,以通俗易懂的解析,與我們一起分享他的研究成果。

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PM2.5是指空氣動力學當量直徑不大于2.5微米顆粒物的總和。由于顆粒物既包括固體顆粒物,也包括液滴,所以由PM2.5為主造成的氣溶膠污染是典型的氣液固三相共存體系。

PM2.5是造成霾污染的首要污染物。所謂霾是指相對濕度小于80%,能見度小于10Km時的天氣現象,而霧則是相對濕度大于90%,且能見度小于10Km的天氣現象,相對濕度介于80%~90%的低能見度天氣現象,被很多人稱為“霧霾”,實際上是屬于霧和霾難以精確區分的盲區。

PM2.5促進霾污染生成,主要是由于其對光的散射和吸收,決定光散射系數的主要參數是粒徑,PM2.5中占比較大的是粒徑為0.1~1微米的顆粒物,恰恰與可見光波長相當,因此通過影響光的散射而造成能見度下降。

另外一部分不可忽視的是顆粒物對光的吸收,一般認為,顆粒物中以黑碳為代表的成分,加劇了顆粒物對光的吸收,也起到降低能見度的作用。近期一些學者研究發現,不僅僅是黑碳,一部分有機碳(稱為棕色碳)也起到吸收光的作用。由于這部分棕色碳屬于有機碳,所以過去對光吸收的貢獻估算可能偏低。在長三角、珠三角等有機碳占比較大的區域,有機碳的光吸收作用不容忽視。

PM2.5與氣候變化密切相關。如前介紹的,PM2.5所含的黑碳和棕色碳具有光吸收的作用,很明顯也具有溫室氣體的特征。而氣候變暖也可能是加劇霾污染的重要因素,氣溫居高不下,導致細顆粒物的熱運動加劇,可能影響顆粒物的沉降,在部分地區大氣氧化性組分含量比較高的情況下,加劇了大氣氧化物的生成,進而造成了顆粒濃度的升高。

PM2.5與健康的關系一直是公眾所關注的。世界衛生組織(WHO)在2012年公布了大氣污染與健康關系的研究和調查結果,在我國大氣污染對全球疾病負擔的貢獻占第四位。顆粒物的粒徑越小,越容易穿透氣管進入到肺泡深處,1微米以下的顆粒物容易沉積在肺泡。而很多研究又發現,多環芳烴、重金屬等有毒污染物又恰恰更容易富集在小顆粒物中,加劇了對健康的影響。

PM2.5 對呼吸系統疾?。òǚ伟┑呢暙I是已經得到多方證實的,雖然在很多地區吸煙或者二手煙對肺癌的貢獻更大,但PM2.5的貢獻仍不容忽視。

PM2.5與生態變化也有一定的關系。比如PM2.5可能參與云的生成與相互作用,參與云的微物理過程進而影響云的輻射特征、運量和生命周期,最終對降水產生影響。云滴數量的增加,云量增加,降水增加;同時云滴的尺寸可能減小,抑制降水的生成。這種Albrecht效應及其對大氣污染的正負面的影響值得關注。

PM2.5的健康效應、環境影響以及來源分析都與PM2.5的尺度特征和成分特征密切相關。各地公布的PM2.5 的來源中二次顆粒物(即使大氣污染源排放的氣態污染物通過轉化為顆粒物中成分而形成的顆粒物)占優勢,因此污染源排放的氣態污染物也是顆粒物的來源。比如,顆粒物中硫酸鹽主要來自于燃煤的貢獻,硝酸鹽是機動車與燃煤等的協同貢獻為主,銨鹽來自于農業禽畜養殖業等,有機物則來自于機動車和工業排放。

歷年的研究發現,上海市大氣中PM2.5中硫酸鹽的比例逐年下降,而硝酸鹽的比例逐步上升,特別是重度霾污染時,硝酸鹽的比例遠遠高于非霾污染日的比例,因此與氮氧化物有關的機動車污染、燃煤鍋爐和生物質燃燒(秸稈焚燒)應該得到高度視。

綜合以上,PM2.5的生成與環境影響是個復雜的非線問題,控制PM2.5以及與其相關的霾污染、健康影響也是個復雜的系統工程,其控制一定與其他大氣污染控制高度關聯,我們需要的是一個多種污染源協同減排,霾污染、酸雨、光化學煙霧以及氣候變暖等污染綜合解決方案,切不可急于求成,頭痛醫頭,腳痛醫腳。人類是PM2.5污染的受害者,也是貢獻者??刂拼髿馕廴緩奈覀冏陨碜銎?,少開1公里汽車,節省一度電,節約1粒米,少消費耗能產品等,都是對PM2.5 污染控制的貢獻。

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