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颗粒物本文重定向自 懸浮粒子

各种颗粒大小,微米(µm)。【纵轴】 biological contaminants 生物污染物 types of dust 灰尘的类型 particulate contaminants 颗粒污染物 gas molecules 气体分子。【横轴】pollen 花粉 mold spores 霉菌孢子 house dust mite allergens 屋尘螨过敏原 bacteria 细菌 cat allergens 猫过敏原 virus 病毒 heavy dust 沉重的灰尘 setting dust 沉淀灰尘 suspended atmospheric dust 悬浮大气尘 cement dust 水泥粉尘 fly ash 煤灰 oil smoke 油烟 smog 烟雾 tobacco smoke 香烟烟雾 soot 煤烟 gaseous contaminants 气态污染物。
这个动画显示从2006年8月17日至2007年4月10日,主要对流层颗粒物光学厚度的射出与运送。 (click for more detail)
* 绿色:黑色和有机碳
* 红/橙:灰尘
* 白:硫酸盐
* 蓝:海盐
颗粒物的分布影片图,根据美国航天局的特拉卫星中等分辨率成像光谱仪的数据。
* 绿色区域显示了较大的颗粒为主的颗粒物。
* 红色区域由小颗粒颗粒物为主。
* 黄色区域显示大,小混合的颗粒物。
* 灰色显示了传感器并没有收集数据。

悬浮颗粒或称颗粒物(particulate matter (PM))、大气颗粒物(atmospheric particulate matter)、颗粒(particulates),泛指悬浮在空气中的固体颗粒或液滴,颗粒微小甚至肉眼难以辨识但仍有尺度的差异。在环境科学中,人类活动造成的过量颗粒散布与悬浮为空气污染的主要指标之一,但可能造成生物体不适或影响生态及能量圈循环范围涵盖尺度广泛,从水雾、尘埃、花粉、皮屑、过敏源、;人为排放废气、洒布农药、肥料、以及废弃物如畜牧的粪便遇风扬尘等,一直到前驱物在大气环境中经过一连串极其复杂的化学变化与光化反应后形成硫酸盐、硝酸盐及铵盐。

其中,空气动力学直径(以下简称直径)小于或等于10微米 (µm)的颗粒物称为颗粒物PM10);直径小于或等于2.5微米的颗粒物称为细颗粒物PM2.5),例如室内的二手烟雾。颗粒物能够在大气中停留很长时间,并可随呼吸进入体内,积聚在气管中,影响身体健康。 PM2.5细小颗粒 ,比病毒大,比细菌小,容易带有毒物质进入人体。

来源及成分

燃烧柴油的卡车,排放物中的杂质导致颗粒物较多

颗粒物的成分很复杂,主要取决于其来源。主要的来源是从地表扬起的尘土,含有氧化物矿物和其他成分。海盐是颗粒物的第2大来源,其组成与海水的成分类似。一部分颗粒物是自然过程产生的,源自火山爆发沙尘暴森林火灾、浪花等。

PM2.5还可以由氧化物转化而成。而这些气体污染物往往是人类对化石燃料石油等)和垃圾的燃烧造成的。在开发中国家,煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。没有先进废气处理装置的柴油汽车也是颗粒物的来源。

在室内,尘螨二手烟是颗粒物最主要的来源。颗粒物的来源是不完全燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品,都会产生具有严重危害的颗粒物,使用品质较佳的香烟也只是吸烟者的自我安慰(甚至可能因为臭味较低,而造成更大的危害);同理也适用于金纸燃烧、焚及燃烧蚊香。对于人体有害。

对健康的影响

在20世纪70年代,人们开始注意到颗粒物污染与健康问题之间的联系。在美国,每年由于颗粒物污染造成的死亡人数约为22000-52000人(2000年数据),在欧洲这一数字则高达20万。

现在,许多研究已证实颗粒物会对呼吸系统心血管系统造成伤害,导致气喘肺癌心血管疾病出生缺陷和过早死亡。母亲怀孕期间的高PM2.5暴露也被证明和孩子的血压升高相关。

颗粒物的大小决定了它们最终在呼吸道中的位置。较大的颗粒物往往会被纤毛黏液过滤,无法通过鼻子咽喉。然而,小于10微米的颗粒物即可吸入颗粒物(PM10),可以穿透这些屏障达到支气管肺泡。而小于2.5微米的颗粒物,细颗粒物(PM2.5),比表面积大于PM10,更易吸附有毒害的物质。如重金属(在城市中以重金属元素最为严重,较突出的有等,而不同地区也有着各自的特点)、有毒微生物等。由于体积更小,PM2.5具有更强的穿透力,可能抵达细支气管壁,并干扰肺内的气体交换。更小的微粒(直径小于等于100纳米)会通过肺部传递影响其他器官。

其中,发表于《美国医学会杂志》的一项研究表明,PM2.5会导致动脉斑块沉积,引发血管炎症和动脉粥样硬化,最终导致心脏病或其他心血管问题。这项始于1982年的研究证实,当空气中PM2.5的浓度长期高于10 μg/m3,就会带来死亡风险的上升。浓度每增加10 μg/m3,总的死亡风险会上升4%,心肺疾病带来的死亡风险上升6%,肺癌带来的死亡风险上升8%。此外,PM2.5极易吸附多环芳烃等有机污染物和重金属,使致癌、致畸、致突变的机率明显升高。

最小的颗粒物(直径小于等于100纳米,合0.1微米)带来的危害更为严重。有证据表明这些颗粒物可以传过细胞膜到达其他器官,包括大脑。有研究指出,这些微粒可能引发脑损伤(包括失智症)。值得注意的是,柴油发动机产生的微粒直径通常在 100 纳米(合0.1微米)左右。

各国标准

美国航空暨太空总署制作的2001-2006年间全球大气PM2.5浓度图。

由于颗粒物对健康影响巨大,各国政府均设立了相关标准。

世界卫生组织

为了就减少空气污染对健康的影响提供全球性指导,世界卫生组织于2005年发布了《空气质量准则》,其中包括了对颗粒物浓度的限制:

PM10 PM2.5 选择浓度依据
过渡时期目标-1(IT-1) 70 µg/m³ 35 µg/m³ 相对于AQG水平而言,在这些水平的长期暴露会增加大约15%的死亡风险。
过渡时期目标-2(IT-2) 50 µg/m³ 25 µg/m³ 除了其它健康利益外,与过渡时期目标-1相比,在这个水平的暴露会降低大约6% [2%~11%]的死亡风险。
过渡时期目标-3(IT-3) 30 µg/m³ 15 µg/m³ 除了其它健康利益外,与过渡时期目标-2相比,在这个水平的暴露会降低大约6% [2%~11%]的死亡风险。
空气质量准则值(AQG) 20 µg/m³ 10 µg/m³ 对于PM2.5的长期暴露,这是一个最低水平,在这个水平,总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌的死亡率会减少(95%以上可信度)。

 欧盟

欧盟对PM10的限制标准(法案1999/30/EC和96/62/EC)如下表:

第一期(2005.1.1起) 第二期(2010.1.1起)
年平均值 40 µg/m³ 20 µg/m³
24小时平均值 50 µg/m³ 50 µg/m³
每年允许超标天数 35 7

 美国

美国作为较早研究PM2.5的国家,于1997年就首次发布包括PM2.5空气污染物年平均值和24小时平均值之空气质量标准,并在2006年接续发布更严格PM2.5之24小时平均值标准;2012年12月14日,美国环保署依据更新近之医学研究结论,将保护国民健康之PM2.5首要年平均值标准再从每立方米15微克降低至12微克。美国通过《国家环境空气质量标准》(National Ambient Air Quality Standards)对颗粒物进行限制,最新标准如下:

PM10 PM2.5
年平均值 12 µg/m³
24小时平均值 150 µg/m³ 35 µg/m³

美国空气质量指数

空气质量指数(AQI) 健康令人担忧的程度 颜色
0 to 50 绿色
51 to 100 中等 黄色
101 to 150 不适于敏感人群 橘色
151 to 200 不健康 红色
201 to 300 非常不健康 紫色
301 to 500 危险 枣红色

 中国

雾霾笼罩下的北京中心商业区

由于开展相关监测和研究起步较晚,中华人民共和国从2012年起在各主要城市开展PM2.5监测的试验工作,并定于2016年1月1日起在全区范围内实施与世界卫生组织“过渡时期目标-1”等同的GB 3095-2012《环境空气质量标准》。

PM10(一级/二级) PM2.5(一级/二级)
年平均浓度限值 40 / 70 µg/m³ 15 / 35 µg/m³
24小时平均浓度限值 50 / 150 µg/m³ 35 / 75 µg/m³

中华人民共和国环境空气质量指数

HJ 633-2012《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》做出如下规定:

空气质量指数 空气质量指数级别(状况)及表示颜色 对健康影响情况 建议采取的措施
0 ~ 50 一级(优) 空气质量令人满意,基本无空气污染 各类人群可正常活动
51 ~ 100 二级(良) 空气质量可接受,但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有较弱影响 极少数异常敏感人群应减少户外活动
101 ~ 150 三级(轻度污染) 易感人群症状有轻度加剧,健康人群出现刺激症状 儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的户外锻炼
151 ~ 200 四级(中度污染) 进一步加剧易感人群症状,可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响 儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者避免长时间、高强度的户外锻炼,一般人群适量减少户外运动
201 ~ 300 五级(重度污染) 心脏病和肺病患者症状显著加剧,运动耐受力降低,健康人群普遍出现症状 儿童、老年人及心脏病、肺病患者应停留在室内,停止户外运动,一般人群减少户外运动
> 300 六级(严重污染) 健康人群运动耐受力降低,有明显强烈症状,提前出现某些疾病 儿童、老年人和病人应停留在室内,避免体力消耗,一般人群避免户外活动

 英国

空气污染 对有危险个人的健康信息 对于一般人群的健康信息
1–3 享受你平时的户外活动。 享受你平时的户外活动。
中度 4–6 成人和儿童肺部有问题,和成人有心脏问题,而且有症状,应考虑减少剧烈的体力活动,尤其是在户外。 享受你平时的户外活动。
7–9 成人和儿童肺部有问题,和成人心脏有问题,应减少剧烈的体力劳动尤其是在户外,特别是如果他们有症状。有哮喘的人可能会发现他们需要更频繁地需要药物吸入。年纪大的人也应减少体力消耗。 任何人感到不适,如眼痛,咳嗽或喉咙痛应该考虑减少活动,尤其是在户外。
非常高 10 成人和儿童肺的问题,有心脏问题的成人,老年人,应避免剧烈的体力活动。有哮喘的人可能会发现他们需要更频繁地需要药物吸入。 减少体力消耗,特别是在户外,尤其是如果你遇到的症状,如咳嗽或喉咙痛。


指数 臭氧,运行8小时平均值 (微克/米3) 二氧化氮,每小时平均 (微克/米3) 二氧化硫15分钟平均值 (微克/米3) PM2.5颗粒,24小时平均值 (微克/米3) PM10颗粒,24小时平均值 (微克/米3)
1 0-33 0-67 0-88 0-11 0-16
2 34-66 68-134 89-177 12-23 17-33
3 67-100 135-200 178-266 24-35 34-50
4 101-120 201-267 267-354 36-41 51-58
5 121-140 268-334 355-443 42-47 59-66
6 141-160 335-400 444-532 48-53 67-75
7 161-187 401-467 533-710 54-58 76-83
8 188-213 468-534 711-887 59-64 84-91
9 214-240 535-600 888-1064 65-70 92-100
10 ≥ 241 ≥ 601 ≥ 1065 ≥ 71 ≥ 101


外部链接

参见



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