PM2.5

PM2.5简介
PM2.5 与大气颗粒物
在环境科学领域，大气颗粒物( Particulate Matter，PM) 特指悬浮在 空气当中的固体颗粒或液滴，是空气污染的一个主要来源。通常所称 的总悬浮颗粒物( TSP) ，是指Dp 小于100μm 的大气颗粒物( 在美国 ，TSP 则是指Dp 小于40μm 的大气颗粒物) 。目前，学术界对大气 颗粒物尚无统一的分类方法。 ( 1) 按形成过程，大气颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。前者 是由排放源直接排入大气中的液态或固态颗粒物; 后者是由排放源排 放的气态污染物，经化学反应或物理过程转化而成的液态或固态颗粒 物。
Page
12
PM2.5 与大气能见度
大气能见度降低的主要原因是大气污染物对太阳光的吸收和散射，从 而降低物体与背景之间的对比度。通常颗粒物浓度达0.1μg /m3 时， 能见度开始下降; 浓度达0.15μg /m3 时，阳光中的紫外线将减少7. 5%; 浓度达0.25μg /m3 时，能见度下降52.7%; 浓度达0.50μg /m3 时，能见度下降80.8%。可见光的波长在0.4 ～ 0.7μm，而粒径在这 个尺寸范围的颗粒物正是PM2.5 的主要组成部分，这些颗粒物对可见 光的散射消光能力最强，其中，含有硫酸根和硝酸根的颗粒物最易散 射可见光。PM2.5 对光的吸收效应几乎全部是由炭黑( 主要成分为元 素碳) 和含有炭黑的颗粒物造成的。尽管全世界每年排放的炭黑量占 TSP 排放量的比例不高，但其引起的消光效应却非常大。因此， PM2.5 是能见度降低的主要原因。
广州市PM2.5组成：机动车
约占38%；工业污染源约占
32%；VOC约占18%；工地 扬尘约占12%。
Page
7
Page
8
PM2.5 的危害
( 1) 健康危害 颗粒物的粒径越小，进入人体呼吸道的部位就越深，对人体的伤害就 越大。一般而言，Dp 超过10μm 的颗粒物，会被鼻纤毛挡在外面; Dp 在2.5 ～ 10μm 的颗粒物，可以进入上呼吸道，但随着痰液和喷 嚏会被部分排出体外，对人体健康危害相对较小; 而直径在2.5μm 以 下的细颗粒物，被吸入人体后会进入支气管甚至肺泡，干扰肺部的气 体交换，引发包括哮喘、支气管炎等方面的疾病。这些颗粒还可以通 过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中 ，对人体健康的伤害更大。同时，PM2.5 还可成为病毒和细菌的载体 ，为呼吸道传染病的传播推波助澜。
Page
17
样品随后进入配臵有滤膜动态测量系统（FDMS）的微量振荡天平法 监测仪主机，在主机中测量样品质量的微量振荡天平传感器主要部件 是一支一端固定，另一端装有滤膜的空心锥形管，样品气流通过滤膜 ，颗粒物被收集在滤膜上。在工作时空心锥形管是处于往复振荡的状 态，它的振荡频率会随着滤膜上收集的颗粒物的质量变化发生变化， 仪器通过准确测量频率的变化得到采集到的颗粒物质量，然后根据收 集这些颗粒物时采集的样品体积计算得出样品的浓度。 该方法可实现自动、连续监测。因此，近年来我国多个地区采用微量 振荡天平法测定PM2.5浓度。如，2011 年沈阳市环境监测中心站采 用“赛默飞世尔”的1405 型振荡天平法颗粒物监测仪对PM2.5进行 了长期的监测和分析。
Page
16
二、 微量振荡天平法 TEOM 微量振荡天平法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管， 在其振荡端安装可更换的滤膜，振荡频率取决于锥形管特征和其质量 。当采样气流通过滤膜，其中的颗粒物沉积在滤膜上，滤膜的质量变 化导致振荡频率的变化，通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒 物的质量，再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物标 志的质量浓度。 微量振荡天平法颗粒物监测仪由PM10 采样头、PM2.5 切割器、滤膜 动态测量系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h 环境空气样品 经过PM10 采样头和PM2.5 切割器后，成为符合技术要求的颗粒物样 品气体。
Page 23
Page
24
PM2.5 的治理
PM10 主要是一次颗粒物，即主要来自污染源的直接排放，而PM2.5 则具有双重属性。在PM2.5中，约50% 为一次颗粒物，如扬尘、烟尘 、粉尘等;另外50%为二次颗粒物，如二氧化硫、氮氧化物和挥发性 有机物等在空气中发生物理或化学作用形成的颗粒物。根据这一特点 ，对PM2.5 中一次颗粒物的治理，可以从其排放源入手，但对于二次 颗粒物的治理，则必须从其他多种污染物的排放源入手。因此，除了 关注二氧化硫的大气治理模式外，必须同时关注氮氧化物、挥发性有 机物等多种污染物。而具体到单一污染物，也必须关注多个污染源， 既要关注电厂等工业大点源的治理，也要关注燃煤小锅炉污染、扬尘 等面源以及机动车等移动源。此外，应当针对形成区域PM2.5 污染和 灰霾的前体物，开发重要行业重点污染源关键污染物的控制技术，研 究建立环境PM2.5 污染评价指标体系和排放标准体系，以及PM2.5 污染物的人群健康和生态风险评估方法。
Page
18
三、 Beta射线法/β射线法 Beta 射线仪则是利用Beta 射线衰减的原理，环境空气由采样泵吸入 采样管，经过滤膜后排出，颗粒物沉淀在滤膜上，当β射线通过沉积 着颗粒物的滤膜时，Beta 射线的能量衰减，通过对衰减量的测定便 可计算出颗粒物的浓度。 Beta 射线法颗粒物监测仪由PM10 采样头、PM2.5 切割器、样品动 态加热系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h 的环境空气样品 经过PM10 采样头和PM2.5 切割器后成为符合技术要求的颗粒物样品 气体。在样品动态加热系统中，样品气体的相对湿度被调整到35%以 下，样品进入仪器主机后颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。在 仪器中滤膜的两侧分别设臵了Beta 射线源和Beta 射线检测器。
Page
13
PM2.5 的监测技术
Page
14
PM2.5 的监测技术
目前，各国广泛采用的PM2.5 测定方法有三种: 重量法、β 射线吸收 法和微量震荡天平法。其中，重量法是最直接、最可靠的方法，是验 证其他方法是否准确的标杆。
2011 年11 月1 日，中国环保部发布的《环境空气PM10 和PM2.5 的 测定重量法》开始实施，首次对可入肺颗粒物PM2.5 的测定进行了规 范。Page Nhomakorabea21
Page
22
目前，除美国和欧盟一些国家以及亚洲的日本、泰国、印度、中国将 PM2.5列入空气质量标准外，世界上大部分国家都还未开展对PM2.5 的监测，大多通行对PM10进行监测。
(ps:广州从今年3月8日起，每天公开发布PM2.5监测结果，市民可登录广州环境保护局官 网和广州市环境监测中心站网站查看。)
Page
20
PM2.5 的相关标准
2012年1月新修订《环境空气质量标准》 公布实施，PM2.5第一次被 纳入国家标准。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质 量标准》增加了PM2.5监测指标，其中规定二级浓度限值：年均值为 35μg/m3，日均值为75μg/m3。与世界卫生组织过渡期第1阶段目标 值相同。 WHO三个过渡期目标值，第一阶段标准年均值为35μg/m3，24小时 均值为75μg/m3，第二阶段标准年均值为25μg/m3，24小时均值为 50μg/m3，第三阶段标准年均值为15μg/m3，24小时均值为 37.5μg/m3。
Page
3
Page
4
( 4) 按大气颗粒物的形成、迁移、转化及物理化学性质随着粒径大小 而明显不同的特点，又将大气颗粒物分为粗粒子( 粗颗粒物) 、细粒子 ( 细颗粒物) 和超细粒子( 超细颗粒物) 。有关前两者的粒径界限，文 献报道也多有差异，一般定在2.5μm; 对于后两者的粒径界限，有 1μm 和0.1μm 两种说法。 TSP、PM10、PM2.5 在粒径上存在包含关系。将所有液态和固态颗 粒物联合测定，结果表达为TSP; 仅对小于10μm 的颗粒物进行测定 ，结果表达为PM10; 仅对小于2.5μm 的颗粒物进行测定，结果表达 为PM2.5。国内外研究结果表明，PM10 与TSP 的重量比值为0.6 ～ 0.8，PM2.5 与PM10 的比值为0.5 ～ 0.8。
Page
19
随着样品采集的进行，在滤膜上收集的颗粒物越来越多，颗粒物质量 也随之增加，此时Beta 射线检测器检测到的Beta 射线强度会相应地 减弱。由于Beta 射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物的质量变 化，仪器通过分析Beta 射线检测器的颗粒物质量数值，结合相同时 段内采集的样品体积，最终得出采样时段的颗粒物浓度。配臵有膜动 态测量系统后，仪器能准确测量在这个过程中挥发掉的颗粒物，使最 终报告数据得到有效补偿，理接近于直实值。 由于这种方法可实现自动、连续监测， 因此多应用于大气环境监测业务中。
Page
9
Page
10
SO2和NO2国家“良”级空气质量标准限定的最高值（60μg/m3和80μg/m3）， PM2.5世卫组织认定的安全值 （10μg/m3）。
Page 11
( 2) 环境危害 PM2.5 会导致大气能见度降低，从而影响到人们的生产和生活。由二 氧化硫和氮氧化物等转化而成的硫酸和硝酸液滴是PM2.5 的来源之一 ，也是形成酸雨的主要原因，能够对水生生态系统、陆地生态系统造 成破坏，通过食物链危害人体健康，同时会对建筑物、机械和市政设 施产生腐蚀作用。大气中的PM2.5，还会干扰太阳和地面的辐射，从 而对地区性甚至全球性气候产生影响。
Page
5
PM2.5 的成分与来源
特点：与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5 粒径小，作为其他污染物的 载体，易富集空气中的有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、碳酸 钙、细菌和病毒等，输送距离远，且能够长时间停留在空气中，因此 对人体健康和大气环境质量的影响更大。 PM2.5 的主要成分是元素碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐 。除此之外，常见的成分包括各种金属元素，既有钠、镁、钙、铝、 铁等地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、镉、铜等主要源自人类污 染的重金属元素。 PM2.5 主要来源于燃烧、扬尘等过程，如煤炭的燃烧、机动车尾气的 排放、生活炉灶的燃烧、垃圾的焚烧、道路扬尘、建筑扬尘等。同时 ，人为活动排入大气中的二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物 等气态污染物经化学反应或物理过程也可形成粒径较小的二次颗粒物 ，包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐和光化学烟雾等。此外，火山灰、森林 火灾、海盐、花粉、真菌孢子、细菌等自然污染源也是PM2.5 的来源 。 Page 6