1、為PM2.5命名
對大氣中的顆粒物建議采用“塵”這個傳統和習慣叫法,已有的名詞有粉塵、降塵、飄塵、煙塵、沙塵、揚塵、灰塵、塵土、塵埃、塵垢等,其中粉塵、降塵、飄塵、煙塵已被環境科學采用,可連續區別命名。建議命名如下:
粉塵:環境學中總懸浮顆粒物(TSP),指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于100μm的顆粒物,是環境空氣在全部塵埃的總稱,其中大于10μm稱為降塵;小于10μm稱為飄塵。
飄塵:環境學中顆粒物(粒徑小于等于10μm)(PM10),指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于10μm的顆粒物,也稱可吸入顆粒物。因其粒小體輕,故而能在大氣中長期漂浮,漂浮范圍可達幾十公里,可在大氣中造成不斷蓄積,能隨呼吸進入人體上、下呼吸道,對健康危害大。
微塵:環境學中顆粒物(粒徑小于等于2.5μm)(PM2.5),指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm的顆粒物,也稱細顆粒物。屬粉塵和飄塵的一部分,當粒徑小于2.5μm時,大部分可通過呼吸道至肺部沉積,對人體危害更大。“微”是科學名詞,相關的有微米、微型、微觀、微量、微積分、微電腦等。按中文理解“可吸入顆粒物”應該小于“細顆粒物”,用顆粒物命名不準確容易引起歧義,“微塵”字面上能分辨是“飄塵”中更細微的部分。
霾塵:顆粒物(粒徑小于等于1μm)(PM1),指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于1μm的顆粒物,即這次擬命名的超細顆粒物。可見光的波長0.39-0.77μm,小于1μm塵埃能折光影響空氣能見度形成霾,所以將PM1命名為霾塵。
2、為PM2.5正名
顆粒物PM2.5是可吸入顆粒物PM10中較多的一部分,約占PM10的50%~80%。是空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm的顆粒物,也稱細顆粒物,其中塵土占1/5,由氣態污染物轉化生成的鹽類占1/3強。真正的顆粒物PM2.5不應該包含液滴,包含“液滴”的PM2.5監測數據沒有科學價值,PM2.5標準和評價體系還不成熟。
早前北方超百萬平方公里的霧是自然現象,時而“爆表”的PM2.5與污染無關。霧是一種天氣現象,是大氣中因懸浮的水汽凝結使能見度低于1千米時,氣象學稱這種天氣現象為霧。霾是懸浮在空中肉眼無法分辨的大量微粒(非水成物)造成的視程障礙,使水平能見度小于10km的天氣現象,與逆溫層的出現有關。
霧和霾的區別在于:相對濕度大于90%的叫霧,低于80%的叫霾;水平能見度1千米以內是霧,灰塵顆粒造成的水平能見度小于10千米是霾;厚度小于200米是霧,超過1千米的是霾;乳白色、青白色是霧,黃色、橙灰色是霾;霧的邊界清晰,過了“霧區”可能就是晴空萬里,霾則與周圍環境邊界不明顯。
60年前傷亡慘重的“倫敦煙霧”事件是在寒冷的冬季由未經有效凈化的工業煙氣煙塵造成的,70年前美國洛杉磯市發生的“光化學煙霧”事件是夏秋強紫外光長時間照射污染的空氣引發光化學反應生成過氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物形成淺藍色有刺激性的煙霧。發生在冬季北方的“霧”是自然天氣現象,PM2.5監測值絕大部分是水霧引起的,北京“城市清潔對照點”昌平定陵的PM2.524小時平均值曾高達310μg/m,沒有毒害。
PM2.5——包括它可能吸附的重金屬、致病菌——均勻分布在空氣中,生活中無法把它分離開,不管它清潔還是重度污染。人們必須吸入,像喝奶粉一樣,如果有水就著,也許會順暢些舒服些,正常的水霧不會加重PM2.5顆粒物污染。盡管棉紗口罩不能過濾真正的細顆粒物,但對以水霧為主的PM2.5有一定的過濾凈化作用。
到2011年底我國投運燃煤脫硫機組共4468臺6.70億千瓦,約占總裝機容量的一半,燃煤脫硝機組共289臺1.29億千瓦。我國的大氣污染防治工作做出了很大努力也取得很大成就,污染防治已經做到***,近期難有很大突破。全國主要城市PM10的平均值從2001年125降到了2009年90μg/m。
2003年我國一次能源消耗16.78億噸標準煤,到2012年10年增長2.16倍,到36.2億噸標準煤,36.2億噸標準煤排放900多億GJ廢熱,阻礙水汽凝結,增大降水難度,發生干旱的可能性增大,霧霾天氣增多;增大降水量,減少降水次數,增大暴雨襲擊的可能性;增強溫室效應,蒸發增強,增大氣壓變化,臺風將增多增強。
現代人類活動排放污染物、水汽、廢熱和溫室氣體,可能造成環境污染和生態破壞,還將造成環境災害和氣候異常。PM2.5是發展的影子,經濟超常規發展帶來的環境問題,難以依靠工程技術措施消除和緩解。改變消費方式,改變發展方式,實實在在的節能減排,才是***出路。
化學成分細顆粒物的化學組成十分復雜,不同時間和空間, 細顆粒物的化學成分是不同的,不同化學組分的顆粒物對人體健康和大氣能見度的影響亦不相同,這些影響還與化學成分在顆粒物內部和表面存在狀態有關。此外,不同來源的顆粒物,其化學組成有所不同,因此顆粒物的化學組成可用來進行顆粒物的來源分析。
細顆粒物的化學成分包括無機成分、有機成分、微量金屬元素、元素碳 (EC)、生物物質 (細菌、病菌、霉菌等)等。
大氣中的含碳粒子是由有機碳(OC)和吸光的元素碳(EC)組成,元素碳的化學結構類似于不純的石墨,有機碳是細顆粒物中含量***的組分。主要來源主要有自然源和人為源兩種,但危害較大的是后者。
PM2.5細顆粒物(6張)自然源包括土壤揚塵、海鹽、植物花粉、孢子、細菌等。自然界中的災害事件,如火山爆發向大氣中排放了大量的火山灰,森林大火或裸露的煤原大火及塵暴事件都會將大量細顆粒物輸送到大氣層中。
人為源包括固定源和流動源。固定源包括各種燃料燃燒源 ,如發電、冶金、石油、化學、紡織印染等各種工業過程、供熱、烹調過程中燃煤與燃氣或燃油排放的煙塵。流動源主要是各類交通工具在運行過程中使用燃料時向大氣中排放的尾氣。
除自然源和人為源之外,大氣中的氣態前體污染物會通過大氣化學反應生成二次顆粒物,實現由氣體到粒子的相態轉換。如:
SO2+H2O →H2SO4
H2SO4+NaCl→HCl +Na2SO4
HNO3+NH3→NH4NO3
雖然細顆粒物只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比,細顆粒物粒徑小,富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。研究表明,顆粒越小對人體健康的危害越大。細顆粒物能飄到較遠的地方,因此影響范圍較大。
此外,細顆粒物對人體健康的危害要更大,因為直徑越小,進入呼吸道的部位越深。10μm直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道,2μm以下的可深入到細支氣管和肺泡。細顆粒物進入人體到肺泡后,直接影響肺的通氣功能,使機體容易處在缺氧狀態。而且這種細顆粒物一旦進入肺泡,吸附在肺泡上很難掉落,這種吸附是不可逆的。