一、PM2.5的概念

PM2.5中的PM是英文全称particulatematter的缩写，翻译成中文叫做颗粒物质（fineparticle），亦称可入肺颗粒物，是指空气动力学直径小于或等于2.5微米的固体或液体颗粒。这些颗粒非常细小，不足人类头发直径的1/20，富含大量的有毒、有害物质可以在空气中漂浮数天，人的肉眼无法分辨且输送距离远。

虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的部分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。对孕妇、老人小孩等人群的危害更大。

（1）雾和霾介绍

（2）雾与霾（雾霾）的区别

◆肉眼看得见的“不一样”

雾的厚度只有几十米至米，霾则有1千米~3千米；雾的颜色是乳白色、青白色，霾则是黄色、橙灰色；雾的边界很清晰，过了“雾区”可能就是晴空万里，但是霾则与周围环境边界不明显；雾有随着空气湿度的日变化而出现早晚较常见或加浓，白天相对减轻甚至消失的现象；霾则变化不大。

◆形成条件不一样

雾：要具备较高的水汽饱和因素，出现雾时空气相对湿度常达%或接近%。

霾（雾霾）：主要是气象条件和污染排放因素共同作用的结果。

（1）污染排放因素：由于向环境空气排放大量的污染物，导致空气中PM2.5浓度偏高。

（2）气象条件：出现不利于污染物扩散的静稳天气。如水平方向静风现象增多，不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释，容易在城区和近郊区周边积累。

（3）雾霾和PM2.5的关系

很多人会把两者混为一个概念，认为雾霾就是PM2.5，其实PM2.5只是雾霾的其中一种组成部分，两者属于包含关系，并不是对等关系。之所以会有这种概念上的误差，因为PM2.5颗粒物是构成霾的主要成分，对人体的伤害最大，是导致雾霾天气的“罪魁祸首”，所以治理雾霾的关键就是解决PM2.5问题，研究雾霾主要是研究PM2.5。

二、PM2.5的来源及组成

（一）PM2.5的来源

（1）按排放源类型分类

自然源：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。

人为源：目前，导致大气中PM2.5浓度增加的六大重点行业有火电、钢铁、水泥、冶金、石化、化工。

（2）按形成过程分类

一次颗粒物：由人为源、自然源直接以颗粒物形式向大气排放；

二次颗粒物：各种污染源排放的SO2、NOx、VOCs等气态污染物（前体物）间及气态污染物与颗粒物间在空气中通过化学反应转化生成的颗粒物。

（3）PM2.5的来源、二次形成

（二）PM2.5的组成

（1）我国大气PM2.5组成通常包括有机物、黑炭、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和地壳元素等；

（2）PM2.5所含黑炭和地壳元素多来自一次排放；有机物中一部分来自一次排放，另一部分来自污染气体的二次转化；硫酸盐、硝酸盐和铵盐则多为SO2、NOx经过光化学反应的产物。

（3）随着SCR脱硝、湿法烟气脱硫设施的安装运行，不少一次颗粒物含硫酸盐、硝酸盐和铵盐等无机盐颗粒，如石灰石-石膏法脱硫出口颗粒含石膏，氨法脱硫出口颗粒含硫酸、亚硫酸铵等气溶胶颗粒。

（4）中国PM2.5物种形成

有机物是中国PM2.5中的重要化学物种（OC—有机碳，EC—元素碳）；SNA是中国东部地区PM2.5中最主要的化学物种（SNA—二次无机气溶胶）；土壤尘（Crustal—矿物尘）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。

三、大气污染物的分类及来源

（一）颗粒污染物：

进入大气的固体粒子和液体粒子均属于颗粒污染物。对颗粒污染物可作出如下的分类。

（1）尘粒：一般是指粒径大于75μm的颗粒物。这类颗粒物由于粒径较大，在气体分散介质中具有一定的沉降速度，因而易于沉降到地面。

（2）粉尘：在固体物料的输送、粉碎、分级、研磨、装卸等机械过程中产生的颗粒物，或由于岩石、土壤的风化等自然过程中产生的颗粒物，悬浮于大气中称为粉尘，其粒径一般小于75μm。在这类颗粒物中，粒径大于10μm，靠重力作用能在短时间沉降到地面者，称为降尘；粒径小于10μm，不易沉降，能长期在大气中飘浮者，称为飘尘。

（3）烟尘：在燃料的燃烧、高温熔融和化学反应等过程中所形成的颗粒物，飘浮于大气中称为烟尘。烟尘的粒子粒径很小，一般均小于1μm。它包括了因升华、焙烧、氧化等过程所形成的烟气，也包括了燃料不完全燃烧所造成的黑烟以及由于蒸汽的凝结所形成的烟雾。

（4）雾尘：小液体粒子悬浮于大气中的悬浮体的总称。这种小液体粒子一般是由于蒸汽的凝结、液体的喷雾、雾化以及化学反应过程所形成，粒子粒径小于μm。水雾、酸雾、碱雾、油雾等都属于雾尘。

（5）煤尘：燃烧过程中未被燃烧的煤粉尘、大、中型煤码头的煤扬尘以及露天煤矿的煤扬尘等。

（二）气态污染物：

以气体形态进入大气的污染物称为气态污染物。气态污染物种类极多，按其对我国大气环境的危害大小，气态污染物主要有五种类型：

（1）含硫化合物主要指SO2、SO3和H2S等，其中以SO2的数量最大，危害也最大，是影响大气质量的最主要的气态污染物。

（2）含氮化合物含氮化合物种类很多，其中最主要的是NO、NO2、NH3等。（3）碳氧化合物污染大气的碳氧化合物主要是CO和CO2。

（4）碳氢化合物此处主要是指有机废气。有机废气中的许多组分构成了对大气的污染，如烃、醇、酮、酯、胺等。

（5）卤素化合物对大气构成污染的卤素化合物，主要是含氯化合物及含氟化合物，如HCl、HF、SiF4等。

气态污染物从污染源排入大气，可以直接对大气造成污染，同时还可以经过反应形成二次污染物。主要气态污染物和由其所生成的二次污染物种类如下：

（三）二次污染物：

二次污染物中危害最大，也最受到人们普遍重视的是光化学烟雾。光化学烟雾主要有如下类型：

（1）伦敦型烟雾大气中未燃烧的煤尘、SO2，与空气中的水蒸气混合并发生化学反应所形成的烟雾，也称为硫酸烟雾。

（2）洛杉矶型烟雾汽车、工厂等排入大气中的氮氧化物或碳氢化合物，经光化学作用所形成的烟雾，也称为光化学烟雾。

（3）工业型光化学烟雾在我国西固地区，氮肥厂排放的NOx、炼油厂排放的碳氢化合物，经光化学作用所形成的光化学烟雾。

（四）主要大气污染物的来源

◆大气污染物主要的排放源及排放量的情况

◆造成大气污染的污染物，从产生源来看，主要来自以下几个方面：

（1）燃料燃烧：火力发电厂、钢铁厂、炼焦厂等工矿企业的燃料燃烧，各种工业窑炉的燃料燃烧以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气排放出大量污染物。燃烧排气中的污染物组分与能源消费结构有密切关系。发达国家能源以石油为主，大气污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有机化合物。我国能源以煤为主，主要大气污染物是颗粒物和二氧化硫。

（2）工业生产过程：化工厂、石油炼制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种类型的工业企业，在原材料及产品的运输、粉碎以及由各种原料制成成品的过程中，都会有大量的污染物排入大气中，由于工艺、流程、原材料及操作管理条件和水平的不同，所排放污染物的种类、数量、组成、性质等差异很大。这类污染物主要有粉尘、碳氢化合物、含硫化合物、含氮化合物以及卤素化合物等多种污染物。

（3）农业生产过程：农业生产过程对大气的污染主要来自农药和化肥的使用。有些有机氯农药如DDT，施用后在水中能在水面悬浮，并同水分子一起蒸发而进入大气；氮肥在施用后，可直接从土壤表面挥发成气体进入大气；而以有机氮或无机氮进入土壤的氮肥，在土壤微生物作用下可转化为氮氧化物进入大气，从而增加了大气中氮氧化物的含量。此外，稻田释放的甲烷，也会对大气造成污染。

（4）交通运输：各种机动车辆、飞机、轮船等均排放有害废物到大气中。由于交通运输工具主要以燃油为主，因此主要的污染物是碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、含铅污染物、苯并[a]芘等。排放到大气中的这些污染物，在照射下，有些还可经光化学反应，生成光化学烟雾，因此它也是二次污染物的主要来源之一。

四、各种单位之间的换算关系

（一）浓度单位ppm与mg/m3的换算（1mg/m3=0.ppm）

◆气体浓度：对大气中的污染物，常见体积浓度和质量—体积浓度来表示其在大气中的含量。1ppm=1mg/L；1ppm=0ppb；1ppb=0ppt；ppm即：mg/L（毫克/升）；ppb即：ug/L（微克/升）；ppt即：ng/L（纳克/升）。

◆体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm。

常用的表示方法是ppm，即1ppm等于1立方厘米/立方米等于10-6。除ppm外，还有ppb和ppt，他们之间的关系是：1ppm=10-6（一百万分之一），1ppb=10-9（十亿分之一），1ppt=10-12（万亿分之一），1ppm=ppb=ppt。

◆质量浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，即mg/m3。它与ppm的换算关系是：X=M.C/22.4；C=22.4X/M；式中：X—污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值；C—污染物以ppm表示的浓度值；M—污染物的分之子量。

由上式可得：1ppm=M/22.4(mg/m3）=0.m/22.4ug/m3

（二）PPM与百分比换算

百分百换算：1ppm=0.0%，ppm=0.01%，0ppm就是0.1%。

五、PM2.5的适宜值范围参照

（一）我国环境空气中PM2.5标准

目前，我国的PM2.5标准值为24小时平均浓度小于75微克/立方米为达标，然而，这一数值与PM2.5国际标准相比，还相差甚远，仅仅是达到世卫组织设定的最宽标准。世界卫生组织（WHO）认为，PM2.5标准值为小于每立方米10微克/立方米。年均浓度达到每立方米35微克/立方米时，人患病并致死的几率将大大增加。

（二）根据PM2.5检测网的空气质量新标准，24小时平均值标准值分布如下：

世界卫生组织（WHO）5年《空气质量准则》

（三）环境空气质量标准参照

年2月29日我国将PM2.5指标（年平均：35g/m3，24小时平均：75g/m3）纳入新修订的《环境空气质量标准》，年1月1日正式施行。

◆年环境空气质量标准的修订要点

PM10：二级标准年平均浓度限值由ug/m3调整为70ug/m3；

PM2.5：二级标准年和24小时平均浓度限值分别为35ug/m3和75ug/m3；

O3：增加二级标准8小时平均浓度限值ug/m3；

NO2：二级标准年、24小时和1小时平均浓度限值分别从80ug/m3、ug/m3和ug/m3降到40ug/m3、80ug/m3和ug/m3。

六、耕作指导

（一）PM2.5对人体健康的影响

从化学组成决定了其危害性。PM2.5能长期悬浮于大气环境，易于富集多环芳烃、多环苯类、病毒和细菌等有毒物质以及痕量有毒元素，一旦在人体呼吸系统沉积将产生严重的危害，而颗粒物的大小决定了它们最终在呼吸道中的位置。

（1）对呼吸系统的影响

PM2.5进入肺部对局部组织有堵塞作用，可使局部支气管的通气功能下降，细支气管和肺泡的换气功能丧失。吸附着有害气体的PM2.5，可以刺激或腐蚀肺泡壁，长期作用可使呼吸道防御机能受到损害，发生支气管炎、肺气肿和支气管哮喘等。

（2）对心血管系统的影响

PM2.5在进入人体后，通过诱导系统性炎症反应和氧化应激，导致血管收缩，血管内皮细胞功能出现紊乱，大量活性氧自由基释放人血液，进而促进凝血功能，导致血栓形成、血压升高和动脉粥样硬化斑块形成；另一方面，PM2.5还可通过肺部的自主神经反射弧，刺激交感神经和副交感神经中枢，在影响血液系统和血管系统的同时，还可影响心脏的自主神经系统，导致心率变异性降低、心率升高和心律失常。

（3）免疫系统的影响

随着PM2.5的增加，使免疫活性细胞功能及组织体液中的杀菌物质改变，从而降低肺局部特异性淋巴细胞的免疫应答，导致局部免疫力降低。

（4）中枢神经系统

PM2.5被认为是中枢神经系统疾病的危险因素，与其暴露的相关疾病有帕金森症、阿尔茨海默病等。

（5）内分泌系统

PM2.5可扰乱机体雌激素的分泌，而雌激素水平与乳腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌病死率显著相关;还有可能诱发糖尿病类疾病的发生。

（6）对传染病的影响

雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱，使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。另一方面，PM2.5还可成为病毒和细菌的载体，增加呼吸道传染病的风险。

（7）PM2.5的致癌效应

PM2.5中的多个成分有致癌性或促癌性，如多环芳烃，镉、镉、镍等重金属。

（二）PM2.5对环境的危害

大气中的颗粒物对光的散射和吸收，能显著减弱光的信号，因而导致城市人为能见度下降，产生阴“霾”天气，当大量极细微的包括PM2.5在内的颗粒均匀地浮游在空中，造成空气混浊，进而使水平能见度小于10km，并且相对湿度不大于80%，这时呈现的天气现象称之为“霾”天气，“霾”和雾的主要区别在于水汽含量的大小，当水汽含量达到90%以上叫雾，低于或等于80%叫“霾”，两者之间的叫轻雾。“霾”是空气遭受污染的产物，所以“霾”天气比雾天气更危害人体健康。

（三）PM2.5对农作物的危害

影响农作物生长的因素有很多，除去其本身的遗传因素外，大多为环境因素。它涵盖温度供应、水分供应、辐射能、大气组成、土壤结构和土壤组成、生物因素等。PM2.5引起的灰霾天气太多，导致农作物的日照百分比大大减小，从而减弱了农作物的光合作用。并且出现灰霾天气时，空气湿度多在80%~90%之间，这使农作物的蒸腾作用大大降低，进而直接影响到了它们对土壤矿物质的吸收。

PM2.5大部分来源于汽车尾气排放，其过低的排放高度不仅对人体造成危害，同时也影响到了土壤的质量，它改变了土壤的酸碱性，使其含有的重金属，有毒物质增多，不再适应原农作物生长，农作物大多会出现病虫害甚至萎蔫干枯，由此导致的减产高达25%。

七、耕作改善

（一）降低PM2.5的主要措施

（1）控制源头，不能在城市上风向建大气污染重的企业，要淘汰落后的工艺和设备。

（2）对大气污染严重的企业进行治理，做到少排废气;

（3）提倡使用天然气、水电、风能、核能和太阳能等清洁能源，尽量少使用煤炭、重油和废料等污染重的燃料。

（4）发展公共交通，减少车流量，提高机动车辆污染排放标准。

（5）控制生活污染，餐饮油烟机要定时清洗，干洗机要封闭操作，通过洒水作业等方式防止建筑和道路扬尘。

（6）注意农业农村污染，不能露天烧秸秆和垃圾，少用农药和化肥。

（7）增加绿色植被。植物除了绿化观赏性外，它们能够吸收有毒气体如：氮氧化物、甲烷、甲醛、苯类、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、过氧化氯等。如草木本类有月季、玫瑰、芦荟、仙人掌、龙舌兰等。乔木类有垂柳、榆树、国槐等。

（8）健全检测和管理体系。将PM2.5监测、污染源监控、防治对策及效果后评估作为一个工作体系，为区域污染防治提供重要支撑。

（二）PM2.5污染（雾霾）的自我防护措施

（1）做好个人卫生；外出回家后要及时洗脸、漱口、清理鼻腔，去掉身上所附带的污染残留物，以防止PM2.5对人体的危害。

（2）减少户外活动；如果必须外出，佩戴防护用口罩；普通口罩对于PM2.5作用有限，需要医用N95口罩。

（3）尽量不要开窗通风；确实需要开窗透气，应尽量避开早晚雾霾高峰时段。

一般来说PM2.5有明显的季节特征，夏季浓度特别低，秋冬两季浓度比较高。一天中清晨和傍晚室外PM2.5浓度会比较高，这时要尽量避免开窗，减少室外PM2.5对室内环境的影响。虽然关窗法对抵挡室外PM2.5有一定的效果，但门窗一直紧闭，室内活动不断增加，室内PM2.5会逐渐升高，所以最好在午后PM2.5低谷时，打开门窗通风，将室内的PM2.5散出去。

（4）注意室内环境卫生，尽量减少室内空气污染源。

（5）使用空气净化器

空气净化器是去除PM2.5和雾霾最有效的手段，一般0.3个微米的颗粒物都能过滤，个别带有高效HEPA滤网的空气净化器过滤效果能达到90%以上。除此之外，空气净化器还能去除室内的臭味，甲醛等有害气体。

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农卷风编辑：林伟涛