详情内容

深入了解PM2.5、PM10及二者关系

2019-02-18

     

1. PM2.5PM10是什么?

首先,PM是英文Particulate Matter(颗粒物)的简写,PM后边的2.510 ,是用来表示颗粒物大小的数值,一般用微米表示,1微米等于1000000分之一米,数值越大表示颗粒物越大,只不过这个数值是指颗粒物的空气动力学直径,表述粒子运动的一种"假想"粒度。

这样,我们就很容易理解,PM2.5是指环境空气中空气动力学直径小于等于 2.5 微米的颗粒物,它也称细颗粒物、可入肺颗粒物(能进入肺部)。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20,能较长时间悬浮于空气中。

 PM10是粒径等于小于10微米的颗粒物,指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称,它也叫可吸入颗粒物。

可以看出,PM2.5PM10的一种,他们是包含关系,PM2.5一般占PM1070%左右。

2. PM2.5PM10的来源

PM2.5的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。一般而言, PM2.5主要来自化石燃料的燃烧,如机动车尾气、燃煤等,除此之外还有一些挥发性有机物。 

PM10来自污染源的直接排放,比如烟囱与车辆。另一些则是由环境空气中硫的氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物。此外,在未铺沥青、水泥的路面上行使的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土也能增加PM10 的浓度。

3.PM2.5PM10的危害

颗粒物对健康影响与颗粒物的组成成分密切相关。简单举例来说呢,颗粒物就像药房卖的各种胶囊一样,胶囊本身不治病,治病的是胶囊里边的药物成分,也就是说胶囊起到了一个运送药物的作用。

 PM2.5PM10相比,其粒径小,比表面积大,活性强,更易附带有毒、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。同时,其更易于滞留在终末细支气管和肺泡,因而同一来源的PM2.5PM10对健康影响更大。 

PM2.5的危害

PM2.5的主要成分包括:含碳颗粒(包括元素碳和有机碳,元素碳主要产生于高温燃烧过程,有机碳则主要来自相对低温过程的不完全燃烧产物)、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、重金属等。PM2.5在空气悬浮过程中还会进一步吸附空气中存在的有机和金属等化学成分、细菌、病毒、真菌等微生物成分。

 PM2.5会通过呼吸道进入肺泡,并沉积在肺部,同时这些颗粒物具有较强的吸附能力,是多种污染物的“载体”和“催化剂”,有时能成为多种污染物的集合体。他们在肺泡上沉积下来,会干扰肺部的气体交换,损伤肺泡和粘膜,引起肺组织的慢性纤维化,导致肺心病,加重哮喘病,引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变,对儿童和老年人的危害尤为明显。

PM10的危害

PM10的前身为飘尘,指能在大气中长期漂浮的物质。由于它能在大气中长期漂浮,易将污染物带到很远的地方,导致污染范围扩大,在大气中还可为化学反应提供反应床。由于PM10的粒径相对较大,因此PM10是沉降的,近地面的浓度最高,随着高度增加,浓度会减轻。 PM10能被人直接吸入呼吸道,但部分可通过痰液等排出体外,另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡,和PM2.5相比,对人体健康危害相对较小。

4. 雾霾天如何防护?

严重的雾霾天气能引起呼吸系统等相关疾病,公众无论在家还是出行都需要做好健康防护,通过调整饮食结构,少开窗,出行戴口罩等方式可以减少雾霾对自己的影响。

PM2.5PM10的倒挂关系

什么是“倒挂”?

环境空气质量标准中将PM10定义为环境空气中空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物,将PM2.5定义为环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物。

   按照定义,PM2.5属于PM10的一部分,因此理论上在同地、同时测量的PM10的浓度应该大于PM2.5。但在实际监测工作中,偶尔会出现PM2.5浓度大于PM10浓度的“怪现象”,也就是俗称的“倒挂”。这让公众感到困惑,影响公众对空气质量状况的理解和判断。那么倒挂现象合理吗?为什么会出现倒挂现象呢?

什么情况下容易出现倒挂?

监测仪器不同

目前,在国家环境空气监测网内PM10监测所采用的方法主要有两种,分别是β射线法(采样管恒温加热)和振荡天平法;PM2.5监测所采用的方法同样主要有两种,分别是β射线加动态加热系统法和振荡天平联用膜动态测量系统法。

中国环境监测总站大气监测实验室针对各种不同的PM10PM2.5监测方法组合分别进行试验,发现PM10采用振荡天平法仪器监测,出现倒挂的概率较高

 

季节

我国大部分地区,冬、春、夏、秋四个季节的温度、湿度存在明显差异,对不同季节倒挂现象出现的概率进行分析,发现冬、夏两个季节PM2.5PM10出现倒挂的几率相对较高,而春、秋季节倒挂现象出现率相对较低。

不同季节倒挂现象出现率统计结果(小时值)

浓度水平

PM2.5浓度划分为35μg/m3以下、35μg/m3~75μg/m375μg/m3~150μg/m3150μg/m3以上四个区间,分析倒挂现象发生时PM2.5的浓度分布情况。

结果表明,对于PM2.5小时浓度而言,大于150μg/m3时出现倒挂的几率最高;对于PM2.5日均浓度而言,处于75μg/m3~150μg/m3这一区间时,出现倒挂的几率最高。

为什么会出现倒挂?

测量误差

从定义看,PM2.5属于PM10的一部分,显然PM2.5浓度理应小于PM10,但当环境中PM2.5PM10的比例较高时,PM2.5PM10的浓度本身就极为接近。譬如北方某城市2016PM2.5日均值占PM10的比例平均为78.3%,其中占比超过90%的天数高达117天(占全年32.0%),多数情况下PM2.5浓度与PM10非常接近。任何测量误差都是不可避免的,当PM2.5浓度与PM10非常接近时,测量误差就有可能造成倒挂。

这种倒挂是正常的,也是不可避免的。除了中国,美国、日本等国公布的监测结果也能看到倒挂发生。

PM10PM2.5采用不同的监测方法

      目前,常见的颗粒物监测方法主要有振荡天平法、β射线法两个大类, 我国环境空气监测网主要使用β射线法类仪器。随着技术的进步,β射线法类仪器又分为采样管恒温加热、动态加热等类型;振荡天平法类仪器又分为单纯的振荡天平法和联用膜动态测量系统的振荡天平法等类型。

1是否增加膜动态补偿系统

由于振荡天平法在测量过程中为了防止空气中水分对测量过程的影响,需将采集样品后的滤膜加热并保持在50℃,加热时颗粒物中的“挥发性组分”会发生挥发而造成损失。联用膜动态补偿法后,增加了样气除湿装置,而不需将样品高温加热,同时利用补偿系统对挥发性组分的挥发损失进行了补偿,因此振荡天平法联用膜动态补偿法后测得结果会高于振荡天平法

2是否采用动态加热

对于β射线法,采样管采用恒温加热时,长时间加热也将造成颗粒物中部分挥发性组分的损失;而当采用动态加热时,由于可以根据空气中相对湿度的大小自动调节加热温度,在防止采样管结露的同时,最大限度地减少了采样管加热造成的挥发性组分损失,因此采用动态加热时测得结果会高于恒温加热法。

PM2.5PM10监测方法不同会导致倒挂。由于我国多数站点PM10监测起步于2002年左右,基于当时的监测技术水平,多采用了传统监测技术,部分仪器尚未更新膜动态测量系统或动态加热系统。而PM2.5基本上自2013年以后才开始监测,伴随着技术的进步,普遍采用了最新的监测技术。这样在同一站点,如果只有PM2.5监测仪器加装了膜动态补偿/动态加热系统,而PM10没有加装,就容易出现倒挂。

如何减少“倒挂”?

考虑到不同方法之间的差异性,建议各地开展PM10PM2.5监测时,尽可能选用同样原理的自动监测设备,并根据目前对颗粒物监测技术的最新认识,同时选用振荡天平联用膜动态补偿系统法或β射线加动态加热系统法,同步开展PM10PM2.5监测,可有效降低倒挂现象的出现的几率。


友情链接:

 辽ICP备11009377号-1 主办单位:亚博电子竞技 电话:0417-2206091 技术支持:大连龙采科技开发有限公司营口分公司           电话:0417-6651800   网站标识码:2108000035 网站地图 

辽公网安备 21080202000185号

关闭