PM2.5中的多环芳烃
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PM2.5简介1 PM2.5的概念及化学组成1.1 什么是PM2.5PM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。
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NO x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NO x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。
79姚誉阳,等:高效液相色谱法测定大气PM2.5中多环芳烃含量不确定度评定[6] 卞锐,徐春晓,于萍,等.气相色谱–串联质谱技术在环境监测中的应用进展[J].化学计量分析,2019,28(6): 130.[7] 杨磊,贾冬华,张维,等.气相色谱–质谱法测定大气颗粒物中多环芳烃化合物的方法改进[J].中国卫生检验杂志,2019,29(13): 1 553.[8] 范茜茜,史咲頔,邱兴华,等.二级热吸附结合气相色谱–质谱联用分析大气细颗粒物中多环芳烃类污染物[J].环境科学学报,2018,38(6): 2 304.[9] 孙瑶,袁野,胡潇潇.应用超声提取–高效液相色谱法测定PM2.5中16种多环芳烃[J].预防医学,2020,32(12): 1 279.[10] 王钟,邢燕,何漪,等.高效液相色谱法同时测定大气PM2.5中15种欧盟优控多环芳烃[J].现代预防医学,2019,46(8): 1 464.[11] 洪月玲,袁野,石梦醒,等.大气颗粒物(PM2.5)中多环芳烃的检测方法研究[J].环境卫生学杂志,2019,9(2): 184.[12] 安森萌.超声萃取–高效液相色谱法测定大气PM2.5中16种多环芳烃[J].环境与发展,2018,30(12): 119.[13] 吴梦溪,曾晖,张颖,等.离子色谱法测定环境空气PM2.5中硫酸根离子不确定度评定[J].化学分析计量,2020,29(6): 141.[14] 吕子健,尹晶,姜延国.离子色谱法测定PM2.5中无机水溶性离子的不确定度评定[J].检验检疫学刊,2019,29(5): 74.[15] 曹霞,周茂君,雍莉,等.离子色谱法测定大气PM2.5中硫酸盐含量的不确定度分析[J].预防医学,2020,32(2): 211.[16] 罗伶燕,舒天阁,沈益斌.电热板消解–ICP–OES法测定PM2.5中重金属元素的不确定度分析[J].福建分析测试,2017,26(6): 26.[17] 李四生,单晓梅,常君瑞,等.合肥市大气PM2.5颗粒中多环芳烃污染特征及健康风险初步评估[J].现代预防医学,2020,47(11): 1 954.[18] JJG 196—2006 常用玻璃量器检定规程[S].[19] JJG 646—2006 移液器检定规程[S].欢迎订阅《计测技术》《计测技术》创刊于1958年,是航空工业北京长城计量测试技术研究所(国防科技工业第一计量测试研究中心)主办的计量测试技术类期刊,双月刊,逢双月28日出版,国内外公开发行。
环境空气中PM2.5来源解析综述大气颗粒物是近年来影响我国城市大气环境质量的主要问题之一,特别是粒径小于2.5μm的细颗粒物。
经过科研人员的不断探索,发现人体健康的损害和发病率与空气中的细颗粒物密切相关。
近年来,大量研究也表明PM2.5因其粒径较小、比表面积较大,所以它更容易富集空气中的有机污染物、酸性氧化物、有毒重金属、细菌和病毒。
当被人吸入到体内时,就可以产生并导致人体呼吸、内分泌、心血管、神经及免疫等各系统疾病的发生。
此外,PM2.5还会对大气能见度的降低有重要影响,它是雾或阴霾的主要构成,可以吸收和反射太阳辐射,这不仅影响城市大气的光学性质,而且影响热平衡,导致农作物产量降低。
PM2.5可以长时间的在大气中停留,有时可以达到几天以上,这就导致PM2.5具备长距离传输的能力,从而可以对远方的城市或地区造成影响。
随着人们对PM2.5危害认识的逐渐深入,世界各国对PM2.5的要求也越来越严格。
美国于1997年提出PM2.5的质量标准,中国在2012年颁布新的《环境空气质量标准》(GB3095-2012),其中新增加了PM2.5的浓度限值,并开始加大对PM2.5的污染状况及其控制的研究。
本文系统的从源解析技术、成分的提取、细颗粒物的采样以及成分检测等方面简述其在国内外的进展。
现阶段,源解析的方法有扩散模型和受体模型,但是因为扩散模型需知道污染源个数和方位,颗粒物扩散过程中详细气象资料,以及颗粒物在大气中生成、消除和输送等重要特征参数,这些资料和参数的难以获取,因此现在多用受体模型。
而在说到受体模型之前又不得不提到标识元素,所谓标识元素是指那些能够表征排放源特征并且在大气的迁移过程中变化不大的元素。
它是某源类区别于其他源类的重要标志,对排放源的确定起了很重要的作用。
由于源分类的不同,标识元素的选取也不尽相同。
以土壤为主的地质尘一般选取Si、Ca和OC作为标识元素;HO 在香港地区的成分谱研究中将Si、Al、K、Ca、Ti、和Fe 作为土壤和铺过路面的道路尘的标示元素。
《北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染及来源研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,大气污染问题日益突出,尤其是以北京为代表的大城市。
大气干沉降及PM2.5中的重金属和有机物污染成为关注的焦点。
本文旨在研究北京地区大气干沉降中重金属及有机物污染的状况,探讨其污染来源,以期为相关环境政策制定和污染治理提供科学依据。
二、研究背景与意义近年来,大气颗粒物(PM2.5)及其携带的重金属和有机物污染已成为全球关注的热点环境问题。
这些污染物不仅影响空气质量,还可能对人类健康产生潜在危害。
北京作为中国的首都,其大气污染问题尤为突出。
因此,对北京地区大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染的研究具有重要意义。
三、研究方法本研究采用现场观测与实验室分析相结合的方法,收集北京地区的大气干沉降样本和PM2.5样本,分析其中的重金属和有机物含量,结合气象数据、排放数据等进行综合分析。
四、研究结果1. 大气干沉降及PM2.5中重金属污染状况北京地区大气干沉降及PM2.5中重金属含量较高,主要重金属元素包括铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、镉(Cd)等。
其中,Pb和Cd 的含量超过国家标准,表明存在一定程度的重金属污染。
2. 有机物污染状况PM2.5中的有机物种类繁多,主要包括多环芳烃、醛类、酮类等。
这些有机物的含量受季节、气象条件等因素影响,呈现出一定的时空分布特征。
3. 污染来源分析通过对比不同区域、不同时间的大气干沉降及PM2.5样本,结合排放数据和气象数据,发现北京地区的大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染主要来源于工业排放、交通排放、生活排放等。
其中,工业排放和交通排放是主要的污染源。
五、讨论与建议1. 讨论本研究表明,北京地区大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染问题严重,主要来源于工业排放、交通排放等。
为进一步改善空气质量,需要从源头上控制污染物排放,加强环境监管和治理。
同时,还需要加强公众环保意识教育,提高公众参与度。
大气颗粒物对人体健康的危害陈聪聪倪春辉【摘要】简要介绍了对大气颗粒物的认识过程及其特性与危害。
(还原型与氧化型污染、TSP、PM10、PM2.5、PM0.5)依据国内外流行病学研究的结果,简要阐述了PM2.5的特性、研究现状和对人体呼吸系统的危害与简要机制。
【关键词】大气颗粒物;PM2.5;人体健康;危害【Abstract】Process of atmospheric particulate’s understanding and its charactreistics and harm of are introduced briefly.(TSP,PM10,PM2.5,PM0.5)according to the results of epidemiological studies both at home and abroad.Expound the character of PM2.5,the research status quo,the harm on human respiratory system and principle briefly.【Key words】Atmospheric particulate;PM2.5;Human health;Harm大气是人类赖以生存的基本环境要素。
但随着工业的发展、城市人口的密集、煤炭和石油燃料的迅猛增长,大气环境质量日趋恶化,大气污染已成为影响世界环境和人类身体健康的主要危害因素之一。
由于大气污染物中悬浮颗粒物会对人体健康产生直接的负面影响,从而受到各国政府及有关部门的高度重视。
[1]总悬浮性颗粒(TSP)是指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称,其粒径范围约为0.1-100 微米。
粒径的大小决定了其在呼吸道中的位置。
通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10,又称为可吸入颗粒物(IP)。
而当直径小于或等于2.5微米时,即PM2.5,被称为可入肺颗粒物。
大气污染对健康的影响大气污染是指空气中存在各种有害物质的情况,这些有害物质可以来自工业排放、机动车尾气、燃煤以及家庭废气等。
大气污染对人体健康造成了严重的影响,它是一种全球性的环境问题,需要引起足够的重视。
首先,大气污染会导致呼吸系统疾病的增加。
有害物质如二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、细颗粒物(PM2.5和PM10)等进入呼吸道,会引起喉咙痛、咳嗽、气促、胸闷等症状。
长期暴露于大气污染环境中,会使得慢性呼吸道疾病的发病率增加,如慢性咳嗽、慢性阻塞性肺病(COPD)和支气管哮喘等。
其次,大气污染对心血管系统的危害也不可忽视。
一氧化碳和细颗粒物进入人体后,可以影响血管内皮功能,使得血管收缩和血栓形成增加。
同时,细颗粒物还可以被吸收入血液,通过血液循环进入心脏,引发心脏疾病,如心脏病、心律失常等。
研究表明,空气中污染物浓度每增加10微克/立方米,心血管疾病的风险就会增加1-2%。
第三,大气污染还对肺癌等恶性肿瘤的患病率造成了巨大的影响。
空气中的多环芳烃类物质、致癌物质和重金属等有害物质是肺癌的主要致病因素之一、一项研究发现,PM2.5中的多环芳烃类物质与肺癌之间存在明显的相关性,暴露于高水平的PM2.5环境中的人患肺癌的风险更高。
此外,大气污染还会对儿童和老年人的健康造成特殊的威胁。
儿童的抵抗力较弱,呼吸道发育尚未完全成熟,他们经常暴露在高污染物浓度的环境中,容易引发支气管炎、肺炎等呼吸系统疾病。
老年人的免疫系统较弱,往往有慢性基础疾病,在大气污染环境中更容易患上心血管疾病和呼吸道疾病。
总之,大气污染对人体健康的影响是多方面的,涉及呼吸系统疾病、心血管系统疾病和肺癌等重大疾病。
我们应该加强环境保护工作,减少大气污染物的排放,改善空气质量,保护人们的身体健康。
此外,个人也应该注意保护自己的健康,减少在污染环境下的户外活动,增加室内空气的流通,保持室内空气清新。
只有共同努力,才能减少大气污染对健康带来的危害。
PM2.51、雾霾(含PM2.5)国内外研究现状、水平2、研究方法:采样、分析测试(化学、电镜等)评价方法3、形成机理研究现状、研究方法4、光化学反应研究、实验方法PM2.5的化学物种采样与分析方法定义:PM2.5是指空气动力学直径小于或等于2.5μm 的大气颗粒物。
滤膜采样器的主要部件,包括粒径切割器、常用滤膜、滤膜支撑垫以及采样流量的测量与控制装置等。
气溶胶的物理化学性质(如总粒数浓度、云凝结核浓度、光学系数、密度和平衡态含水量等) 、特定粒径颗粒物的化学成分。
成分:PM2.5主要包括含碳组分、水溶性离子物种以及无机多元素,其中既有性质稳定的组分,也有半挥发性成分,包括硝酸铵、半挥发性有机物(SVOCs)和水蒸气(H2O)PM2.5中的许多无机物质(如水溶性组分2-4SO 、-3NO 、+4NH 和其它无机离子)以及部分有机物在大气中具有吸湿性。
虽然有一些研究尝试采用不同的技术与方法(如微波共振、热力学模拟等)对气溶胶中的含水量进行测量或计算,但目前尚无可靠的技术对大气颗粒物中的含水量进行直接(化学)测量,因此在采样中通常未对H2O 的含量变化加以考虑。
PM2.5中半挥发性无机组分(主要是硝酸铵) 在采样过程中的吸附与挥发问题得到成功解决,而在SVOCs 的采样误差问题上迄今尚未形成统一的认识,有关的采样技术仍在发展之中。
温度、压力和相对湿度等均对NH4NO3的热力学平衡有影响,其中温度的影响最大:当温度低于15℃时,NH4NO3主要以颗粒物的形式存在;当气温高于30℃时,NH4NO3主要以气态HNO3 和NH3的形式存在。
因此,采样过程中温度与压力的变化均可改变NH4NO3的分配平衡。
硝酸铵采样: 在采样器的切割器之后设置扩散溶蚀器(Diffusion denuder)吸收气流中的气态硝酸与NOx 以消除其与Teflon 滤膜上所捕集的颗粒物反应,同时在Teflon 滤膜之后设置一张尼龙滤膜以吸收从Teflon 膜的颗粒物中挥发的硝酸盐离子.有机碳( OC)的采样: 研究认为石英膜与所捕集的颗粒物对有机气体的吸附是主要的,如果不对收集在石英滤膜上的气相成分加以修正,则所测得的碳质颗粒物的含量存在正偏差. 通常在第一个石英膜后再串联一个后置石英膜或在另一个平行的端口设置一个Teflon 膜和一个后置石英膜来进行修正。
PM2.5,你的肺还能撑多久中医有言“肺为娇脏”,肺在五脏中直接与外界相通,因此最易受外界环境因素的影响。
每天生活在污染的空气环境下,我们的肺还能撑多久?空气污染知多少大气中主要的污染物概括起来可分为2类,颗粒状污染物和有害气体。
悬浮在空气中的粒径小于100µm的颗粒物通称为悬浮颗粒物,PM10是指粒径小于10µm的可吸入颗粒物。
而所谓PM2.5是指直径≤2.5µm的颗粒物,PM2.5相对PM10危害更大。
PM2.5能负载大量有害物质穿过鼻腔中的鼻纤毛,进入血液和肺泡,对呼吸系统和心血管造成伤害。
已经有科学数据证明,PM2.5与肺癌、哮喘等疾病密切相关。
世界卫生组织认为,PM2.5的数值小于10才是安全值。
有害气体是指氮氧化物和二氧化硫等,主要来自汽车废气以及煤和石油燃烧的废气。
对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜等呼吸器官,引起急性和慢性中毒,影响和危害人体健康。
肺为娇脏肺叶娇嫩,不耐寒热,故有“肺为娇脏”之说。
在五脏中,肺是最易受外界自然环境因素影响的脏器,外界的风、寒、暑、湿、燥、火等风寒邪气侵袭人体的时候,首当其冲影响的往往是肺,因为肺位于胸腔,在五脏六腑中居位最高,覆盖心君和诸脏腑为脏腑之外卫。
肺通过气管、喉、口鼻直接与外界相通,发病初期多见发热、恶寒、咳嗽、鼻塞等肺卫失调的症状。
人的肺脏分左、右2部分,分别占据左、右胸腔的绝大部分体积。
从解剖角度,右肺可以分为上、中、下3叶,左肺则仅有上、下2叶。
每个肺叶都有独立的支气管和血液供应(动、静脉),结构和功能均相对独立。
在纤维结构上,肺主要由“海绵”样的组织组成,具有非常大的内表面,这些内表面就是气体交换的场所。
中医认为,肺与大肠皮毛鼻等构成肺系统,与四时之秋相呼应,在五行属金。
肺主气,司呼吸,主一身之表,外合皮毛,助心行血,通调水道,主治节。
肺主气是指肺主呼吸和主一身之气。
调节气机,肺气顺则五脏六腑之气就顺,人体新陈代谢就能正常运行。
*综述与讲座•大气PM25及其成分对人群健康影响的研究进展黎智广西壮族自治区疾病预防控制中心,广西南宁530028中图分类号:R12.2+6 文献标识码:A文章编号:1673-758X(2021 )01-0086-03随着城市人口的快速增长、城市和工业的盲目 扩展,以及交通工具数量的显著增加,使得城市大 气污染尤其是颗粒物污染成为目前全世界面临的 主要环境问题。
大气细颗粒物PM25是指大气中空 气动力学当量直径小于或等于2.5 ^的颗粒物,也 称为可吸入颗粒物,来源广泛、成分复杂。
大量研 宄表明,PM25是灰霾天气过程中影响空气质量的 主要污染物之一,不仅能导致大气能见度下降和区 域气候变化,大气细颗粒物(如PM2.5)还与呼吸系 统疾病、心血管疾病、肺癌等人体负面健康效应存 在正相关性。
进入呼吸道的颗粒物尤其是PM2.5可以使呼吸道防御系统遭到破坏,导致肺功能受 损,引发呼吸系统症状加剧,从而诱发心脑血管疾 病或呼吸系统疾病等,并导致患者的发病率和病死 率增加[4_12]。
WHO报告显示,2016年空气污染造 成的归因死亡人数为611.64万,其中?\115造成的人 群归因死亡数最大。
本文就大气PM25及其主要成 分对人群健康影响的研究进展进行综述。
1大气PM25对人体的健康影响空气颗粒物对人体健康具有明确意义上的相 关性,颗粒物粒径决定其最终进入呼吸道的部位 和沉积量,p m25能较长时间悬浮于空气中且远距 离输送,可深达肺泡并沉积,最后进入肺血液或淋 巴系统,从而导致与心肺功能障碍有关的疾病[|]。
PM25是评估大气污染与疾病负担的重要指标,成 分多达上千种,其中金属元素(如铅、镉、铬、砷、汞等)和多环芳烃(PAHS)是大气颗粒物主要有毒成分,金属元素主要来源包括自然源(火山 喷发、森林火灾、海洋等)和人为源(燃料燃烧、作者简介:黎智( 1976—),女,广西玉林人,副主任技师,主要从事环境与健康相关研宄工作。
雾霾致肺变黑?作者:姜庆五来源:《家庭医药·快乐养生》 2015年第2期复旦大学公共卫生学院教授、公共卫生安全教育部重点实验室主任姜庆五近日一篇《雾霾致国民健康亮红灯》的文章在网络上被疯狂转发。
文章提到复旦大学某教授通过对大鼠实验,证实雾霾6天可使“鲜肺”变“黑肺”,并且称某特效药物可有效降低PM2.5对大鼠肺部的侵蚀损伤。
厂家为推销产品炮制假新闻上述文章提到:“某药物可有效降低PM2.5对大鼠肺部的侵蚀伤害,且该成果使得药物防治PM2.5引发的人体肺部疾病成为可能”。
其实,这是一场企业导演的商业闹剧。
复旦大学研究者的确做过一个动物模型,但被企业利用并进行了错误的宣传与报道。
我们知道肺是呼吸器官,肺是无法忍受液体物质的。
将浓缩了上千倍的PM2.5空气采集液,颜色已经像沥青一样黑的液体注入老鼠的肺内,老鼠的肺能不黑吗?报道还称“研究发现,PM2.5进入肺组织后不仅影响肺泡巨噬细胞的吞噬功能,而且还会影响肺上皮细胞膜的通透性和流动性,造成细胞内容物漏出,导致细胞死亡。
同时,PM2.5会引起肺组织生化成分的改变以及炎症因子的释放,诱发炎症,导致肺部疾病乃至肺癌的发生”。
其实任何液体物质进入老鼠的肺内都会引起这样的反应。
建立动物模型的研究者宋伟民教授明确表示,这是一个合作厂商为推销防雾霾咳嗽水产品在网上发布的一起夸大研究结果的假新闻。
当事者发现了厂商的意图,已于一年前中止与厂商的合作,并进行了反复澄清。
没想到,时隔许久这个谣言改头换面后突然又蹿红,令他也十分无奈。
相比雾霾,控烟更能阻止肺癌发生空气中PM2.5并不是在雾霾天气才存在,正常天气时也有。
虽然我们认为PM2.5影响人体的健康,但是,PM2.5是否可以引起肿瘤仍需要更多的研究和正确的解读。
2012年中国癌症统计报告显示,我国每年新增癌症病例312万,全国每分钟有6人被诊断为癌症。
但我们看到美国同期新增病例是166万。
由此可见,癌症发病数上升是全世界的健康问题。
《大气颗粒物PM2.5及其危害》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速,大气污染问题日益严重。
其中,大气颗粒物PM2.5作为一种重要的空气污染物,已经成为全球关注的焦点。
PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,由于其细小的粒径,能够深入肺部,甚至进入血液循环,对人类健康造成极大的危害。
本文将详细介绍PM2.5的来源、成分、传播途径及其对环境和人体的危害。
二、PM2.5的来源及成分PM2.5的来源广泛,主要包括工业排放、机动车尾气、燃煤、扬尘等。
其中,工业排放和机动车尾气是PM2.5的主要来源。
PM2.5的成分复杂,包括有机物、无机盐、重金属等。
这些成分对人体健康和环境质量造成严重影响。
三、PM2.5的传播途径PM2.5的粒径小,重量轻,能够在空气中长时间悬浮,随风飘散。
因此,PM2.5的传播途径多样,可以通过空气流动、气象条件等因素进行远距离传输。
此外,城市内部的交通、工业活动等也会使PM2.5在局部地区积累,对环境和人体健康造成威胁。
四、PM2.5对环境和人体的危害1. 对环境的危害:PM2.5能够吸附大量的有毒物质,如重金属、多环芳烃等,对大气环境造成严重污染。
此外,PM2.5还能够降低大气能见度,影响交通出行。
2. 对人体的危害:PM2.5能够深入肺部,甚至进入血液循环,对人体健康造成严重影响。
长期暴露于高浓度的PM2.5环境中,可能引发呼吸道疾病、心血管疾病等。
此外,PM2.5还可能对神经系统、免疫系统等造成损害,影响人体健康。
五、应对措施为了减少PM2.5对环境和人体的危害,需要采取综合措施:1. 加强工业排放和机动车尾气的治理,减少PM2.5的排放。
2. 推广清洁能源,减少燃煤等传统能源的使用。
3. 加强城市绿化,提高城市绿化覆盖率,减少扬尘。
4. 提高公众环保意识,鼓励人们减少使用一次性塑料等污染环境的物品。
5. 政府应加强监管力度,制定严格的环保法规和标准,对违法排放行为进行严厉处罚。
PM2.5污染现状及影响作者:梁晶晶来源:《新农村》2012年第20期[摘要] 从去年秋冬季节开始,随着雾霾的频频“造访”,一个原本陌生的词汇相伴进入人们的视线:PM2.5。
那么PM2.5究竟来自何方、为什么能引起如此强烈关注,它又会造成哪些危害,面对它我们又能做些什么呢?为此,文章就这些问题谈谈自己的一些认识。
[关键词] PM2.5;危害;预防一、PM2.5定义什么是PM2.5呢,PM2.5又称细颗粒物,是指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。
它的直径大约是人的头发丝粗细的1/30,非常细小无法用肉眼观察的到。
二、PM2.5监测标准的由来PM2.5的标准,是由美国在1997年提出的,主要是为了更有效的监测随着工业日益化发达而出现的细小颗粒物。
但是截至到2010年底为止,除了美国和欧盟一些国家将其纳入国标并进行强制性限制外,世界上大部分国家都还未开展对PM2.5的监测。
我国直到2011年12月5日在征求公众意见后,《环境空气质量标准》GB3095-2012于2012年2月29日正式发布,其中增设了细颗粒物的浓度限值。
新标准于2016年1月1日在全国实施,现已开始试运行。
三、PM2.5来源及成分1.人为排放人为排放主要是一个人为燃烧的过程,如化石燃料(煤、汽油、柴油)的燃烧、生物质(秸秆、木柴)的燃烧、垃圾焚烧。
其他还有道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房油烟等。
2.自然来源风的扬尘、火山灰、森林火灾、花粉、真菌孢子、细菌、漂浮的海盐。
3.主要成分主要成分是元素碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐。
其他的常见的成分包括各种金属元素,既有钠、镁、钙、铝、铁等自然界大量存在的元素,也有铅、锌、砷、镉、铜等来源于人类污染的重金属元素。
四、PM2.5的影响虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但是PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远所以它的影响更是方方面面的。
2013年一月中旬灰霾笼罩着华北地区,多地出现PM2.5浓度小时均值超过800微克每立方米、空气质量为六级的严重污染。
一时间空气污染再度成为人们热议的话题,“爆表”成了微博上最热的词语,PM2.5由一个科学研究的术语再次走向台前成为公众视线的焦点。
面对频频发生的“PM2.5事件”,除关注之外,很多担心和疑问也随之而来,什么是PM2.5,为什么它可以带来灰霾,它从何而来,它对于我们的健康有何影响,面对PM2.5我们又可以采取哪些防护措施和治理对策。
本文选择了日前常为人提及的十个问题做出解答。
1.什么是PM2.5?在连续的灰霾天气中,PM2.5, 一个英文与数字的组合而成的学术术语成为人们谈论的焦点。
了解PM2.5事件,我们首先要了解大气颗粒物以及什么是PM2.5?PM2.5中的PM是大气颗粒物的英文“Particulate Matter”的缩写,指分散在大气中的各种固体和液体微粒,它并不是某一种化学物质,而是复杂化学物质形成的混合物。
这些固体或液体颗粒往往可以在空气中较长时间停留,形成相对稳定的悬浮体系,称为大气气溶胶。
大气中颗粒物的形状极其不规则,难以采取几何直径来描述其大小,但可以根据颗粒的质量和惯性,用空气动力学的方式将不同粒径的颗粒物分开,然后计算出颗粒物的空气动力学直径来描述其大小。
空气动力学直径在10-100微米之间的粒子在空气中停留较短的时间,然后逐渐沉降到地面,故被称为降尘;而直径在10微米以下的颗粒不仅能在大气中悬浮较长的时间,还能进入人体呼吸道,这部分颗粒称为飘尘或可吸入颗粒物;近来最受关注的PM 2.5是空气动力学直径小于2.5微米的颗粒物,我们常把他们叫做细颗粒物(也称细粒子)。
由于粒径细小,PM2.5可以更加深入地进入呼吸系统,沉积在呼吸系统的不同部位,进入肺泡,而粒径小于0.1微米的超细颗粒甚至能透过肺泡膜进入血液,产生更加严重的危害。
PM2.5对于可见光有更强的散射作用,往往因此成为大气能见度降低的罪魁祸首。
浅析PM2.5的危害及防治1.PM2.5的由来PM,英文全称为 particulate matter(颗粒物)。
PM2.5是指环境空气中动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也被称为大气可吸入颗粒物,其特点是直径小且比表面积大。
虽然PM2.5在地球大气成分组成中占的含量很少,但对空气质量和大气能见度等有重要的影响。
PM2.5的标准最早是由美国在 1997 年的时候提出来的,目前世界上很多的发达国家都把PM2.5列入一个评价空气质量的标准。
我国在2012年将PM2.5写入“国标”,纳入各省市强制监测范畴。
2.PM2.5的来源PM2.5的来源主要有自然来源和人为来源两种,虽然自然过程也会产生PM2.5,如风扬尘土、火山灰森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌孢子、细菌等,但其主要来源还是人类在生产生活过程中的排放物,并且其危害相对较大。
人类既可以直接排放PM2.5,也可以通过排放某些气体污染物,然后在空气中转变为PM2.5。
直接排放主要来自燃烧过程,比如化石燃料、生物质垃圾焚烧等。
在空气中转化成的气体污染物主要来自各种机动车的尾气排放,其成分包含有二氧化硫、氮氧化合物、氨气、挥发性有机物等。
除此之外,PM2.5其它的人为来源还包括:道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气、室内装修等。
PM2.5的微观形态可分为规则形态和不规则形态两类。
其中规则的包括:烟尘集合体、燃煤飞灰颗粒、生物颗粒以及一些矿物颗粒;而不规则形态的多为矿物颗粒。
以上分别为9种规则形态PM2.5颗粒和4种不规则形态颗粒。
3.我国PM2.5污染现状3.1区域性特征我国颁布的新的《环境空气质量标准》中规定PM2.5的二级标准年均值为35μg·m-3,日均值为75μg·m-3,该标准值与美国和WHO(推荐PM2.5年均值为10μg·m-3,日均值为25μg·m-3)的标准限值还有巨大的差距。
就目前我国对PM2.5所做的研究来看,我国大部分地区PM2.5的污染十分严重,并且PM2.5占到PM10的40%~80%,PM2.5成为可吸入颗粒物(PM10)中的主要组成部分。
PM2.5中多环芳烃(PAHs)PM2.5(又称细粒、细颗粒、细颗粒物)指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物。
它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。
它对空气质量和能见度等有重要的影响。
与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
2013年2月,全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。
细颗粒物的化学成分主要包括有机碳(OC)、元素碳(EC)、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐(Na+)等。
1 PM2.5来源1.1自然来源自然来源包括大风吹起地面的灰尘,火山喷发产生的气体和灰粒,森林火灾产生的大量碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫及一些碳氢化合物,自然放射源产生的有害物质等。
1.2 人为来源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、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向大气中排放的废气。
PM2.5可以由硫和氮的氧化物转化而成,这些气体污染物往往是化石燃料(煤、石油等)和垃圾燃烧造成的。
1.3 大气化学反应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:H2SO4+NH3→NH4HSO4H2SO4+NH3→(NH4)2SO4HNO3+NH3→NH4NO3其中气态硫酸来自·OH 氧化二氧化硫的气态反应。
盐的水合物随着湿度的变化,水合物对PM2.5的影响较大,水不仅与盐化合物生成水合物,由于湿度的改变还形成了盐的微小溶液液滴。
2 PM2.5危害PM2.5 已成为近年来人类健康的主要危害之一。
全球卫生组织对全球三千多个城市的研究表明,2000年全球由PM2.5污染引起的早死人数约几十万人,其中亚太地区约占多半。
研究表明,粒径小于2.5微米的颗粒悬浮物是对人体和环境危害最大的一类。
2.1 PM2.5对人体健康影响PM2.5对人体健康造成危害,人除了身体表面与空气接触之外,通过空气无时无刻不与空气发生体内交换。
假如环境中的PM2.5进入人体体内影响人体的有关组织!达到一定浓度,或许会有致命的威胁。
对人体危害较大的PM2.5成分有二氧化硫、氮氧化物、臭氧、一氧化碳、苯并芘、重金属等。
据世界有关文献报道,如果长期接触年平均浓度超过100ug/m3的烟尘和二氧化硫,呼吸道疾病症状可能加重,如果短期接触日平均浓度超过250ug/m3的烟尘和二氧化硫,呼吸系统疾病患者病情可能恶化。
研究资料表明,大气污染与肺癌之间有明显的正相关关系。
PM2.5中致癌物质较多,特别是多环芳烃通常是引起癌症的主要物质,以苯并芘为代表,。
有资料指出,空气中苯并芘的浓度增加万分之一,将使居民的癌症死亡率上升百分之五。
2.2 PM2.5对环境的影响PM2.5在大气中漂浮,由于具有吸收和散射作用,光辐射在大气中传播会不断减弱,使大气能见度下降。
影响能见度的因素有很多,主要是燃煤排放的二氧化硫和烟尘,二氧化硫与水等物质作用生成硫酸盐,加上烟尘粒子,使能见度降低,影响交通安全。
土法炼硫磺和炼土焦排放的二氧化硫严重破坏了周围的生态环境。
据统计,生产1吨土硫磺"周围生态环境遭破坏的面积约为 0.8 亩.由此推算,全国因土法炼硫磺生态环境破坏的面积约17万亩。
污染范围内一片焦土,寸草不生。
PM2.5中的酸性气体会腐蚀材料、设备、建筑设施,增加维修费用,缩短使用寿命,提高成本。
嘉陵江大桥位于酸雨频率高、降水酸度大的重庆市,该桥的金属结构构件维护周期只及南京长江大桥的五分之一,锈蚀程度高达每年160um,每年用于钢结构维护费达20万元,超过南京长江大桥的4倍。
3 PM2.5中的多环芳经PM2.5可100%深入到细支气管和肺泡,其携带的大量多环芳经对人体有巨大的危害。
段凤魁等人研究了北京市2004年全年的PM2.5中PAHs总浓度,发现年均值为139 5.9ug/m3,变化范围 12-7764 ug/m3.冬季浓度最高2710.5ug/m3,夏季最低26. 10 ng/m3,BaP质量浓度超过GB309521996标准(100ug/m3)的占全年27%;超过WHO推荐标准(10ug/m3)的占全年84%。
叶翠杏等研究了厦门市冬季不同功能区大气PM2.5中多环芳烃(PAHs)的昼夜变化特征,PAHs总浓度为30.4-124.9ug/m3,各功能区多环芳烃以菲、芘含量相对较高,厦门市冬季大气PM2.5中PAHs以菲的污染为主.局部地区晚间多环芳经的浓度明显高于日间浓度,原因为夜间大气混合层下降、污染物不易扩散传输、曰间多环芳烃易光降解等。
Barrado等人在西班牙马德里的郊区对PM2.5中多环芳经以及气象条件等进行了一年的观测,结果显示,PM2.5中多环芳经的浓度受气象条件影响明显,包括风速和风向等,另外,PM2.5中多环芳烃的浓度与温度,臭氧浓度、太阳辖射和紫外线射强度成反比。
Wang等人评估了珠三角洲地区家庭环境下非饮食(吸入和摄入)途径暴露于PM2.5中多环芳烃的癌症风险。
广州和香港家庭的PM2.5中多环芳烃的浓度分别为100-619.0ug/m3和7.2-81.5ug/m3。
头发中的多环芳烃与细颗粒物中的多环芳经无任何相关性。
DBA的浓度与细颗粒物的毒性当量浓度高度相关。
通过PM2.5暴露的多环芳经致癌风险为其他方式暴露的1-3倍。
4 多环芳烃的来源4.1 天然源环境中多环芳烃的天然来源主要生物合成和自然过程排放的PAHs,即在森林和草原火灾、火山爆发等过程中也会产生PAHs。
在研究城市环境时,通常忽略天然源的贡献。
土壤和植物体内PAHs的背景值分别为10-20ug/kg。
4.2 人为源环境中多环芳烃的主要来源是人为源,每年有约数十万吨的PAHs由人类通过燃烧化石燃料排入环境中。
人为源有可以分为固定源和流动源,固定源主要包括锅炉及家庭燃烧(煤、油、木柴)、垃圾焚烧、工业活动、木炭烧烤和烹调等过程,流动源主要是指交通排放源附近,随着我国济发展,机动车拥有量增加,导致汽车排放的PAHs也成为一个重要的来源。
4.2.1化学工业污染源在焦化煤气/有机化工/石油工业/炼钢炼铁等工业所排放的废弃物里,多环芳烃含量非常高,其中焦化厂是排放多环芳烃最严重的一类工厂。
监测数据表明,作为多环芳烃污染指数的苯并[a]芘(BaP)在焦化煤气工业所排放的废水中含量可高达25.4ug/kg-46.0ug/kg,远远高于的国家排放标准0.03ug/kg。
4.2.2交通运输污染源飞机汽车等机动车辆所排放的废气中也含有相当数量的多环芳烃,估计, 大概有100多种,其中有73种已被鉴定。
PAHs或BaP的大量产生在飞机、汽车刚刚启动时,由于此时汽油与空气尚未完全混合,汽油量过大,发动机温度较低,汽油在低温缺氧的情况下碳化,进行不完全燃烧则散发出大量的BaP或其它队PAHs。
4.2.3家庭燃源、烹调源家庭生活用的炉灶、大大小小的民用烟囱是PAHs的主要发散源。
我国是燃煤大国,在北方采暖期,燃煤取暖的情况还是比较普遍的,在煤炉排放的废气中,致癌性PAHs浓度可达1000件ug/m3.我国和国外大气中的PAHS的来源情况也有明显不同,在发达国家,家庭燃源是一项贡献率很大的污染源,而我国燃煤是空气中多环芳烃的主要贡献者。
另外,由于中国人的饮食习惯不同,用煎炒烹炸等手段来处理食物时,当温度超过200摄氏度时,会产生大量的含有多环芳烃的致癌物,因此烹调源也成为我国特色污染源。
4.2.4其他人为源焚烧垃圾也会产生多环芳烃,每小时处理90t的垃圾焚烧炉每天排放的致癌性多环芳烃总量可达20千克。
吸烟所引起的居室环境污染,也己引起国内外的关注。
据报道,人们已鉴定出150种以上的PAHs存在于香烟的焦油中。
在雪茄烟中PAHs的含量为8ug/kg-122ug/kg。
5 多环芳烃的危害PAHs在环境介质中会对人类健康和生态环境产生毒性影响。
PAHs对人体的主要危害方式有吸入(呼吸道)和摄入(皮肤)。
长期处于多环芳经污染的环境中的人们,可引起急性或慢性伤害。
更为严重的是,它对肝、肾等脏器、神经系统、内分泌系统、生殖系统等具有急性和慢性毒性,一些PAHs还被发现具有三致毒性。
研究发现在目前己知的1000多种致癌物质中,超过三分之一是多环芳烃及其衍生物。
致癌性PAHs的暴露也会导致海洋鱼类、两栖动物、无脊椎动物以及植物产生畸形或者癌变反应。
多数多环芳烃为“前致癌物”,本身不具有生物活性,必须在生物体内经过代谢酶的作用,被活化后再转化成有反应活性的亲电子终致癌物,并与细胞内的大分子结合才能表现出致癌性。
在大气环境、室内空气中低分子量PAHs主要以气态形式存在,且具有较高的含量,并能够同其中其他污染物(如0H、NOx和O3)反应生成具有更强活性的衍生物,基因毒性更强。
而高分子量的PAHs更能够在颗粒相中沉积,因此在土壤以及灰尘样品中高分子量的PAHs的含量较高。
6 我国城市空气中多环芳烃的污染现状及分布规律大气中多环芳烃污染在时间上常表现出季节的差异,其总体趋势是冬季>秋季>春季>夏季,冬季的含量个别地区甚至高于其它二个季节的总和。
原因为冬季属于采暖期,采暖期需要消耗大量的煤,使得多环芳烃污染呈明显加重的趋势,这种情况在集中供热比较差的地区更加突出。
另外,冬季更加容易形成逆温层天气,大气稳定度较好,大气的扩散能力差,加重了大气污染的程度。
而夏季温度高,强光照射下PAHs的光降解性强。
PAHs向气相转化的比例较大,导致颗粒物中PAHs含量下降。
多环芳烃在不同粒径颗粒物中的分布也是不同的。
研究表明,随着颗粒物粒径的减少,多环芳烃的浓度越来越高,呈现负相关性。
空气中PAHs在粒径小于1.1ug占总量的40%-70%,约有70%-90%PAHs吸附在小于或等于2.0ug的粒径上。
这是因为城市中多环芳烃产生源主要是燃煤、汽车尾气或垃圾焚烧等人为源,这些源产生的粒子多为细粒子。
多环芳烃本身的性质也是决定其粒径分布的主要因素,有研究表明2-3环的PAHs在颗粒物上呈双峰型分布,即在不同粒径颗粒物上呈现两次峰值,而4-6环PAHs只呈现一次峰值,呈单峰型分布。
我国主要城市环境空气中多环芳烃污染情况比较,尽管我国许多城市己经开展了空气中多环芳烃的研究,但由于采样因素,如采样方法、分析方法和采样季节不完全相同,使得各城市之间多环芳烃数据缺乏可比性。
但B(a)P在不同季节主要存在于颗粒物中,只要采用合适的采样方法,各城市之间空气颗粒物具有可比性,另外颗粒物上的B(a)P和PAHs具有一定的相关性,可以在一定程度上反映PAHs总量。