PM2.5的來龍去脈
PM2.5產生的主要來源,是日常發電、工業生產、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物,大多含有重金屬等有毒物質。
一般而言,粒徑2.5~10微米的粗顆粒物主要來自道路揚塵、風沙、工農業活動等機械過程;PM2.5中一次顆粒物(直接排放到大氣中的顆粒物)主要來自化石燃料燃燒和生物質燃燒產生的飛灰以及多種無機和有機化合物,如機動車尾氣、燃煤、揮發性有機物、森林野火等;PM2.5中二次顆粒物(間接生成的顆粒物)主要來源是大氣中的氣態物質(二氧化硫、氮氧化物、氣態氨以及揮發性有機物等)通過發生化學反應而形成的顆粒物(如硫酸銨顆粒、***顆粒、有機化合物顆粒等)。在世界上大多數地區,PM2.5的二次來源比例往往高于一次來源。
懸浮顆粒(Particulate),泛指懸浮在氣體當中的微細固體或液體。在城市空氣質量日報或周報中的可吸入顆粒物和總懸浮顆粒物是人們較為熟悉的兩種大氣污染物。可吸入顆粒物又稱為PM10指直徑≤10微米,可以進入人的呼吸系統的顆粒物。總懸浮顆粒物也稱為PM100,即直徑大于等于100微米的顆粒物。
對于環境科學來說懸浮粒子特指空氣中那些微細污染物它們是空氣污染的一個主要來源。當中小于10微米直徑的懸浮粒子被定義為可吸入懸浮粒子它們能夠聚積在肺部危害人類健康。直徑≤2.5微米的顆粒對人體危害*大因為它可以直接進入肺泡。科學家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量這個值越高就代表空氣污染越嚴重。
細顆粒物又稱細粒、細顆粒。PM2.5:指環境空氣中空氣動力學當量直徑≤2.5 微米的顆粒物,也稱細顆粒物。能較長時間懸浮于空氣中,其在空氣中含量(濃度)越高,就代表空氣污染越嚴重。可吸入顆粒物又稱為PM10,指空氣動力學當量直徑≤10微米的顆粒物。在職業危害相關技術標準中,將能夠較長時間懸浮于空氣中的固體顆粒統稱為“粉塵”。
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。細顆粒物粒徑小,比表面積大,活性強,易附帶有毒、有害物質(例如,重金屬、微生物等),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。
細顆粒物的化學成分主要包括有機碳(OC)、元素碳(EC)、硝酸鹽(NO3-)、硫酸鹽(SO4 2-)、銨鹽(NH4 +)、鈉鹽(Na+)等。
PM2.5標準指數編輯本段
pm2.5的這個檢測標準*早是由美國人提出來的,主要是為了檢驗工業而提出這個數值的,而現在pm2.5指數已經是空氣污染一個重要的參數了,現在PM2.5寫入"國標",納入各省市強制監測范疇,要求隨時對其進行檢測。
隨著現代化社會不斷的發展,pm2.5的標準值是在不斷的提高,在十幾年前的所制定的pm2.5的指數標準是65微克每立方米,在十年后又將標準制定在35微克每立方米,而現在中國的pm2.5指數的標準是在75微克每立方米。這主要是參考國家發展的水平以及技術條件來決定的。[5]
PM2.5遙感監測系統編輯本段
功能說明
基于MODIS原始觀測信號實現近地表大氣顆粒物濃度遙感監測,可避免傳統AOT-PM2.5關系模型中AOT反演過程中的誤差傳播。目前,已實現遙感反演大氣顆粒物濃度多種空間分辨率產品(10KM、1KM、500m、250m)的算法,其中,PM2.5濃度1KM遙感反演系統已在江蘇省環境監測總站業務化運行。
技術指標
1.算法設計
為滿足環保部門業務化運行的需求,PM2.5遙感監測平臺[7]輸入數據為MODIS 1B數據,其技術路線如圖1所示。
圖1 基于DOS-MODIS數據直收系統的大氣顆粒物濃度遙感估算技術流程圖
將經過云處理的MODIS觀測信號通過奇異分解(SVD)的方法獲得協方差矩陣,以之作為輸入數據,考慮衛星-太陽幾何角,以地面觀測的PM2.5數據作為目標數據,同樣將匹配得到的數據集L-M算法優化的人工神經網絡模型進行PM2.5濃度反演模型。在構建模的過程中,發現MODIS的第五通道(1230-1250nm)觀測數據經常會出現條帶,不能直接用于PM2.5的反演計算,如圖2所示。
圖2 2013年1月28日MODIS Channel-5影像
本項目構建了基于LM-BP算法的3層神經元神經網絡,其組成為輸入層、隱藏層和輸出層,每層都可以包含多個節點或神經元。輸入層包括6個節點(輸入參數):MODIS L1B數據的6個波段;輸出層為PM2.5濃度。輸入層與輸出層之間被稱為隱藏層,通過調整訓練過程中的權重減小誤差。神經網絡的節點(神經元)之間通過輸出信號和權重相聯系,輸出信號和權重通過一個正弦激活函數來調整。訓練的過程是將輸入數據反復輸入神經網絡,在數據每次通過時計算輸出數據,并與目標數據相比得到一個誤差,再將這個誤差反饋給網絡,通過網絡的迭代訓練調整權重值直至得到*小方差的**權重,此時訓練完成,所得網絡即可根據新的輸入數據進行估算或者預報。圖3表示的是神經網絡整個訓練的流程圖。
圖3 多層神經網絡模型估算大氣顆粒物濃度流程度
2.算法解讀評價
對于神經網絡的表現使用**誤差百分比(APE)及實際值與估算值之間的相關性分析來衡量。
江蘇省地面PM2.5監測數據(站點分布如圖4所示)用來進行神經網絡的訓練、測試和驗證,將這些數據隨機分配到三個子集,訓練(40%)和測試數據集(20%)和驗證數據集(40%)。訓練數據用于訓練神經網絡中隱含的多層感知器;測試數據用于測試各次迭代訓練后學習過程的表現;驗證數據集則是用來執行*終驗證神經網絡估計得到的大氣顆粒物濃度。
圖4 2013年3月8日MODIS遙感合成影像及江蘇省PM2.5地面監測站點分布
健康損失報告
2010年數據及損失
2010年北京、上海、廣州、西安因PM2.5污染分別造成早死人數為2724、3247、1984、742人,共計8797,分別占當年死亡總人數的比例為2.0%、1.7%、2.3%、1.6%,經濟損失分別為18.6、23.7、13.6、5.8億元,共計61.7億元。
其中上海因PM2.5造成的早死人數*多。“這里面的因素比較復雜,我認為主要有三個因素,一是上海為**人口*多的城市,二是南方人和北方人對環境因素的靈敏性反應程度不同,三是各地PM2.5的成分不同,危害也不同。
與交通死亡比較
值得注意的是,2010年北京、上海兩地因PM2.5污染致死的人數分別為2349人和2980人,而當地當年因交通意外死亡人數分別為974人和 1009人。
產業洞察研究報告指出,若四城市PM2.5濃度無改善,在2012年北京、上海、廣州、西安因PM2.5污染分別造成早死人數會達到2589、3317、1926、739人,共計8572人,經濟損失分別為20.6、26.5、15.3、5.9億元,共計68.3億元。
污染來源編輯本段
顆粒物的成分很復雜,主要取決于其來源。主要有自然源和人為源兩種,但危害較大的是后者。在學術界的分為一次氣溶膠(Primary aerosol)和二次氣溶膠(Secondary aerosol)兩種。
自然源
自然源包括土壤揚塵(含有氧化物礦物和其他成分)海鹽(顆粒物的**大來源,其組成與海水的成分類似)、植物花粉、孢子、**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在室內二手煙是顆粒物*主要的來源。大氣層中。
人為源
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。
PM2.5還可以由硫和氮的氧化物轉化而成。而這些氣體污染物往往是人類對化石燃料煤、石油等和垃圾的燃燒造成的。在發展中國家取暖和能源供應的主要方式。沒有先進廢氣處理裝置的柴油汽車也是顆粒物的來源。
在室內二手煙是顆粒物*主要的來源。顆粒物的來源是不完全燃燒、因此只要是靠燃燒的**產品都會產生具有嚴重危害的顆粒物使用品質較佳的香煙也只是吸煙者的自我安慰甚至可能因為臭味較低而造成更大的危害同理也適用于金紙燃燒、焚香及燃燒蚊香。
灰霾的罪魁禍首
PM2.5除了直接危害人類及動植物健康,PM2.5還能通過對陽光的吸收和散射效應降低能見度,造成灰霾現象。PM2.5降低能見度會影響農作物及其他植物的生長。大氣顆粒物對能見度的影響主要通過對光的吸收和散射。
顆粒物中對光吸收*強的是炭黑。而顆粒物對光的散射作用成為影響能見度、形成灰霾的主要因素。發生光散射(當顆粒物的粒徑與光的波長想當時發生的散射)的粒徑范圍屬于PM2.5,而米散射對光波長不太敏感,所以在霧霾天氣里,天空的顏色呈灰白色。另外,空氣濕度大的時候,顆粒物的含水量高,對光的散射作用就強。此時天空*容易變成霧蒙蒙。[8]
負離子能有效的去除pm2.5編輯本段
負離子對空氣質量的優化,無論從原理、適用范圍還是效果上來看,都遠遠優于傳統的濾網式空氣凈化模式。
美國環保署EPA實驗室研究發現對于空氣凈化(除塵)而言主要有三種**粉塵的方法:
1)布朗運動(Brownian Diffusion)--對越小的粒子,效應越強。 2)濾網攔截(Interception)--對越大的粒子,效果越好。3)負氧離子中和沉降(ion Neutralization)--對越小的粒子,效果越好。
2.聯合國空氣環保領域的眾多專家研究證實,生態級負離子(小粒徑負離子)可以主動出擊捕捉小粒微塵,使其凝聚而沉淀,有效除去空氣2.5微米(PM2.5)及以下的微塵,甚至1微米的微粒,從而減少PM2.5對人體健康的危害,生態級負離子對空氣的凈化作用是源于負離子與空氣中的**、灰塵、煙霧等帶正電的微粒相結合,并聚成球降落而消除PM2.5危害。實驗證明,飄塵直徑越小,越易被負離子沉淀。
3.中國空氣負離子暨臭氧研究學會專家組編寫的《空氣負離子在醫療保健及環保中的應用》一書中也多次講到:空氣中的輕離子(小粒徑負離子)對小至0.01微米、在工業上難以除去的的微粒飄塵,有****的沉降去除效果。
4.中科院專家、清華大學博導、教授林金明先生編著的《環境、健康與負氧離子》一書多次講到:
當室內空氣中負離子的濃度達到每立方厘米2萬個時,空氣中的飄塵量會減少98%以上。對可入肺顆粒物PM2.5效果**。所以在含有高濃度小粒徑負離子的空氣中,PM2.5中危害*大的直徑1微米以下的微塵、**、病毒等幾乎為零。
5.中國**預防控制中心環境與健康相關產品**所檢測報告認定,空氣負離子生成機可以有效消滅可入肺顆粒物的危害,負氧離子生成機不需要濾網不需要風機,而是通過釋放負離子**空氣中的小粒徑微粒,從而顯著減少空氣中對人體有害的PM2.5的數量和顆粒物上所帶有的**及病毒。北美發達國家早運用負離子技術來消除PM2.5帶來的危害,取得了不錯的效果。
6.2011年12月27日日本國家產業技術綜合研究所(AIST)日本東邦醫科大學的淺申蒔博士、日本大學的中川正吉博士等數專家發布研究結果證實:生態級負離子是室內環境應對PM2.5*佳方法。
規范命名
**科技名詞委大氣科學名詞審定委員會主任王存忠表示:PM2.5是個字母詞,在社會使用中應該有一個規范的中文名稱。但目前的實際情況是多種名稱并存,而且處于比較混亂的狀態,因此統一命名非常必要。中國辭書學會顧問周明鑒指出術語的定名必須符合術語學的原則要考慮其科學內涵、系統性、命名原則的統一性以及已有的規范、標準,還要適當地考慮讀者的接受程度。
目前,**科學技術名詞審定委員會召開專家會議規范“PM2.5”中文名,并正式命名為“細顆粒物”,但網友不買賬。網友答案百花齊放有網友建議叫“公霧源”、“塵疾思汗”、“塵世美”或“塵慣吸”此外還有網友建議叫“喂人民服霧”。
指數標準
細顆粒物的標準,是由美國在1997年提出的,主要是為了更有效地監測隨著工業化日益發達而出現的、在舊標準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。細顆粒物指數已經成為一個重要的測控空氣污染程度的指數。
到2010年底為止,除美國和歐盟一些國家將細顆粒物納入國標并進行強制性限制外,世界上大部分國家都還未開展對細顆粒物的監測,大多通行對PM10進行監測。
PM2.5檢測網空氣質量新標準
根據PM2.5檢測網的空氣質量新標準,24小時平均值標準值分布如下:
空氣質量等級 24小時PM2.5平均值標準值
優 0~50
良 50~100
輕度污染 100~150
中度污染 150~200
重度污染 200~300
嚴重污染 大于300及以上
世界衛生組織(WHO)2005年《空氣質量準則》
項目 年均值 日均值
準則值 10 25
過渡期目標1 35 75
過渡期目標2 25 50
過渡期目標3 15 37.5
中國擬于2016年實施《空氣質量準則》(征求意見中)
項目 年均值 日均值
準則值 35 75
健康危害
在20世紀70年代人們開始注意到顆粒物污染與健康問題之間的聯系。在美國每年由于顆粒物污染造成的死亡人數約為22000-52000人2000年數據在歐洲這一數字則高達20萬。PM2.5
現在許多研究已證實顆粒物會對呼吸系統和心血管系統造成傷害導致**、肺癌、心血管**、出生缺陷和過早死亡。
PM2.5確定為致癌物
國際癌癥研究機構(IARC)在里昂的會上,已經把大氣污染確認定為致癌物,這也得到了專家的公認。其實具體細地講就是大氣顆粒物,也就是所謂的PM2.5,是一種確認的人類致癌物,就是這么提的,應該說這是一個得到專家公認的了,那里面確實有很多詳細的科學數據來證實,想這一點也是可以的,是沒問題的。[4]
呼吸系統
顆粒物的大小決定了它們*終在呼吸道中的位置。較大的顆粒物往往會被纖毛和黏液過濾無法通過鼻子和咽喉。然而小于10微米的顆粒物即可吸入顆粒物PM10可以穿透這些屏障達到支氣管和肺泡。而小于2.5微米的顆粒物細顆粒物PM2.5比表面積大于PM10更易吸附有毒害的物質。由于體積更小PM2.5具有更強的穿透力可能抵達細支氣管壁并干擾肺內的氣體交換。更小的微粒直徑小于等于100納米會通過肺部傳遞影響其他器官。
心血管問題
發表于《美國醫學會雜志》的一項研究表明PM2.5會導致動脈斑塊沉積引發血管炎癥和動脈粥樣硬化*終導致心臟病或其他心血管問題。這項始于1982年的研究證實當空氣中PM2.5的濃度長期高于10 μg/m3就會帶來死亡風險的上升。濃度每增加10 μg/m3總的死亡風險會上升4%,心肺**帶來的死亡風險上升6%,肺癌帶來的死亡風險上升8%。此外PM2.5極易吸附多環芳烴等有機污染物和重金屬使致癌、致畸、致突變的機率明顯升高。
*小的顆粒物直徑小于等于100納米帶來的危害更為嚴重。有證據表明這些顆粒物可以傳過細胞膜到達其他器官包括大腦。有研究指出這些微粒可能引發腦損傷包括老年癡呆癥。值得注意的是柴油發動機產生的微粒直徑通常在 100 納米左右。



公安機關備案號:



