颗粒物
* 绿色：黑色和有机碳
* 红/橙：灰尘
* 白：硫酸盐
* 蓝：海盐
* 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（particulate matter，PM）又称细颗粒物[4]、颗粒物[5]、粒状物，简称颗粒（particulates）或微粒，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；一般是指大气中的颗粒，故又称大气颗粒物（atmospheric particulate matter）。
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、霾；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[6]。
其中，颗粒物空气动力学直径（以下简称粒径）小于或等于 10微米（µm）的颗粒物称为颗粒物（PM10）；粒径小于或等于 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，积聚在气管或肺中，影响身体健康[7]。 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
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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还可以由硫和氮的氧化物转化而成。而这些气体污染物往往是人类对化石燃料（煤、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、焚香及燃烧蚊香。对于人体有害。
对健康的影响
[编辑]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[8]。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）[9]，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和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[10]。
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和黏液过滤，无法通过鼻子和咽喉。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和肺泡。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，较突出的有锌、铅、砷、镉等，而不同地区也有着各自的特点[11]）、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（粒径小于等于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[12]。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。 中国科学院陈竺院士等研究者，于《柳叶刀》杂志上发表的文章中估计中国每年因室外空气污染导致的早死人数在35万-50万人之间。[13]
绿色和平与北京大学公共卫生学院联合发布的报告《危险的呼吸2：大气PM2.5对中国城市公众健康效应研究》指出，全国31座省会城市和直辖市因大气PM2.5污染造成超额死亡率接近千分之一，即每十万人中死亡人数约90人。其中最严重石家庄、济南、长沙、成都、南京、武汉等城市，每十万人中死亡人数超过100人。结论显示，2013年全国31座省会城市和直辖市因大气PM2.5污染导致的超额死亡达25.7万人，即每10万人中死亡人数高达约90人，死亡率达0.9‰。根据中国官方公布的数据，2012年全国平均因吸烟导致的死亡率超0.7‰。而交通事故所致的死亡率为0.09‰。该报告同时还提出，目前全国有21座城市制定了明确的2017年PM2.5改善目标，如果能够达到目标，这些城市因此的超额死亡人数可下降约2.6万人。而在国家环境空气质量二级标准（年均35μg/m3）浓度水平下，除拉萨、海口及福州三座已经达标的城市外，其他28座省会城市及直辖市，相应的超额死亡人数可下降约11.2万人（约45%）[14]。
最小的颗粒物（粒径小于等于100纳米，合0.1微米）带来的危害更为严重[15]。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粒径通常在 100 纳米（合0.1微米）左右。
各国标准
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由于颗粒物对健康影响巨大，各国政府均设立了相关标准。
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》[16]，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 | 无 | 12 µg/m³ |
| 24小时平均值 | 150 µg/m³ | 35 µg/m³ |
美国空气质量指数
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|
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
[编辑]HJ 633-2012《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》[17]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 |
| 空气污染 | 值 | 对有危险个人的健康信息 | 对于一般人群的健康信息 |
|---|---|---|---|
| 低 | 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。 |
| 高 | 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 |
- 官方
中华民国行政院环境保护署于2012年5月14日公告修正空气质量标准，增订PM2.5空气质量标准，并依据其国内健康影响研究结果，以健康影响为优先考量，将“PM2.5”24小时值订为35μg/m3、年平均值订为15μg/m3。中华民国环保署初步订于民国109（2020）年达成全国细颗粒物浓度年平均值15μg/m3的目标，同时将依国际管制趋势发展，逐期检讨其PM2.5空气质量标准，并朝达成WHO提出之空气质量准则値（24小时值订为25μg/m3、年平均值订为10μg/m3）为空气质量改善目标。[18]2014年6月，教育部颁布“空污停课标准”[19][20]。2014年12月，中华民国劳动部发布函释，霾害应视同天然灾害、可比照台风假模式，根据《天然灾害发生事业单位劳工出勤管理及工资给付要点》，地方首长可依权限宣布停班。[21]
| PM10 | PM2.5[18] | |
|---|---|---|
| 年平均浓度限值 | 50 µg/m³ | 15 µg/m3 |
| 24小时平均浓度限值 | 100 µg/m³ | 35 µg/m3 |
- 社区环境研究
中央研究院环境变迁研究中心，分别针对寺庙（焚香与烧纸钱）、餐厅（油烟）、建筑工地（扬尘）等3大社区污染源进行研究，2014年刊登在国际科学期刊《大气环境》上发表所获结果。[22]
参考文献
[编辑]- ^ https://www.termonline.cn/word/109253/1#s1
- ^ 存档副本. [2014-11-27]. （原始内容存档于2021-03-18）.
- ^ 存档副本. [2014-11-27]. （原始内容存档于2021-03-19）.
- ^ https://www.termonline.cn/word/413252/1#s1
- ^ 存档副本. [2022-08-12]. （原始内容存档于2022-08-12）.
- ^ 空气质量改善维护资讯网 （页面存档备份，存于互联网档案馆），2016年11月06日。
- ^ 中日韩将共办PM2.5会议 互联网档案馆的存档，存档日期2013-12-11.，亚太日报，2013年12月11日。
- ^ Lave, Lester B.; Eugene P. Seskin. An Analysis of the Association Between U.S. Mortality and Air Pollution. J. Amer. Statistical Association. 1973, 68: 342.
- ^ Mokdad, Ali H.; et al. Actual Causes of Death in the United States, 2000. J. Amer. Med. Assoc. 2004, 291 (10): 1238–45. PMID 15010446. doi:10.1001/jama.291.10.1238.
- ^ Zhang, Mingyu; Mueller, Noel T.; Wang, Hongjian; Hong, Xiumei; Appel, Lawrence J.; Wang, Xiaobin. Maternal Exposure to Ambient Particulate Matter ≤2.5 µm During Pregnancy and the Risk for High Blood Pressure in Childhood. Hypertension. 2018-07, 72 (1): 194–201 [2019-07-20]. ISSN 0194-911X. PMC 6002908
. PMID 29760154. doi:10.1161/hypertensionaha.117.10944. （原始内容存档于2021-03-18） （英语）.
- ^ 高申, 潘小川, 丽娜•马达尼亚孜, 谢娟, 何雅晖. 中国三城市春季大气可吸入颗粒物和细颗粒物来源调查 - 《中华预防医学杂志》 2013年9期
- ^ Pope, C Arden; et al. Cancer, cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution. J. Amer. Med. Assoc. 2002, 287 (9): 1132–1141. PMID 11879110. doi:10.1001/jama.287.9.1132. （原始内容存档于2010-01-13）.
- ^ Chen, Zhu. China tackles the health effects of air pollution. Lancet 382.9909 Dec 2013
- ^ 中国城市因大气PM2.5而致超额死亡率近千分之一. 绿色和平. 2015-02-04 [2015-12-28]. （原始内容存档于2016-01-07）.
- ^ Bloomberg.com: News Pollution Particles Lead to Higher Heart Attack Risk. [2011-12-09]. （原始内容存档于2011-06-29）.
- ^ 世界卫生组织《关于颗粒物、臭氧、二氧化氮和二氧化硫的空气质量准则》 (PDF). [2011-12-09]. （原始内容存档 (PDF)于2017-03-09）.
- ^ 环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）. 中华人民共和国环境保护部. 2012-03-02 [2013-02-07]. （原始内容存档于2013-04-24） （中文（中国大陆））.
- ^ 18.0 18.1 空气质量标准 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - 行政院环境保护署（繁体中文）
- ^ 霾害影响教部修订空污假标准 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - 中央通讯社，许秩维，台北，2014-06-16（繁体中文）
- ^ 教部公告停课标准/中国霾害波及台湾学生迫放空污假 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - 自由时报，林晓云、黄以敬，台北，2014-06-16（繁体中文）
- ^ PM2.5浓度高 高屏人今明少外出 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - 自由时报，汤佳玲、黄邦平、陈文婵、游旻谕、黄佳琳、罗欣贞，2014-12-15（繁体中文）
- ^ 社区PM2.5污染源，寺庙最严重 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - 自由时报，汤佳玲，台北，2014-08-04（繁体中文）
外部链接
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