全方位了解PM2.5
2013-02-27 13:58:16PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。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,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年2月,国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。2012年9月9日,北京市环保局监测中心表示,新版空气质量发布平台2013年1月1日上线。2012年10月6日,北京35个PM2.5监测站点试运行数据全部上线发布。
PM2.5对人体的危害
专家家认为,由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物,会被挡在人的鼻子外面;粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物,能够进入上呼吸道,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,对人体健康危害相对较小;而粒径在2.5微米以下的细颗粒物,直径相当于人类头发的1/20大小,不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液,其中的有害气体、重金属等溶解在血液中,对人体健康的伤害更大。在欧盟国家中,PM2.5导致人们的平均寿命减少8.6个月。而PM2.5还可成为病毒和细菌的载体,为呼吸道传染病的传播推波助澜。
中国工程院院士、中国环境监测总站原总工程师魏复盛研究结果还表明,PM2.5和PM10浓度越高,儿童及其双亲呼吸系统病症的发生率也越高,而PM2.5的影响尤为显著。
怎么测定PM2.5
空气中漂浮着各种大小的颗粒物,PM2.5是其中较细小的那部分(定义见问答1)。不难想到,测定PM2.5的浓度需要分两步走:(1)把PM2.5与较大的颗粒物分离;(2)测定分离出来的PM2.5的重量。目前,各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法有三种:重量法、β射线吸收法和微量振荡天平法。这三种方法的第一步是一样的,区别在于第二步。
将PM2.5直接截留到滤膜上,然后用天平称重,这就是重量法。值得一提的是,滤膜并不能把所有的PM2.5都收集到,一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒有大于99%的截留效率,就算是合格的[19]。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大,因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。
重量法是最直接、最可靠的方法,是验证其它方法是否准确的标杆。然而重量法需人工称重,程序繁琐费时。如果要实现自动监测,就需要用到另外两种方法。
β射线吸收法:将PM2.5收集到滤纸上,然后照射一束beta射线,射线穿过滤纸和颗粒物时由于被散射而衰减,衰减的程度和PM2.5的重量成正比。根据射线的衰减就可以计算出PM2.5的重量[20]。美国大使馆那台知名度很高的仪器依据的就是此原理。
微量振荡天平法:一头粗一头细的空心玻璃管,粗头固定,细头装有滤芯。空气从粗头进,细头出,PM2.5就被截留在滤芯上。在电场的作用下,细头以一定频率振荡,该频率和细头重量的平方根成反比。于是,根据振荡频率的变化,就可以算出收集到的PM2.5的重量[20]。
将PM2.5分离出来的切割器又是怎么工作的呢?在抽气泵的作用下,空气以一定的流速流过切割器时,那些较大的颗粒因为惯性大,一头撞在涂了油的部件上而被截留,惯性较小的PM2.5则能绝大部分随着空气顺利通过。也许你已经觉察到,这和发生在我们呼吸道里的情形是非常相似的:大颗粒易被鼻腔、咽喉、气管截留,而细颗粒则更容易到达肺的深处,从而产生更大的健康风险。
对于PM2.5的切割器来说,2.5微米是一个踩在边线上的尺寸。直径恰好为2.5微米的颗粒有50%的概率能通过切割器。大于2.5微米的颗粒并非全被截留,而小于2.5微米的颗粒也不是全都能通过。例如,按照《环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法》的要求,3.0微米以上颗粒的通过率需小于16%,而2.1微米以下颗粒的通过率要大于84%[21]。
特殊的结构加上特定的空气流速共同决定了切割器对颗粒物的分离效果,这两者稍有变化,就会对测定产生很大影响,而使结果失去可比性。因此,美国环保局在1997年制定世界上第一个PM2.5标准的时候,一并规定了切割器的具体结构[16]。于是,虽然 PM2.5的测定仪器有不少品牌,它们外观却极为相似。如何预防PM2.5颗粒
空气中人的肉眼无法看到的只有2.5微米米的浮沉对人体的危害是最大的,他可以进入肺的深部,直接进入肺泡,在血液流经肺部进行气体交换时直接进入血液,众所周知的是普通的空气净化机是无法过滤掉只有几微米的浮沉的,负离子空气净化器则不同,负离子空气净化器采用自然因子负离子主动出击的方式,利用负离子本身具有的除尘降尘、灭菌解毒的特性来对室内空气进行优化,使整个室内充满负离子。(中国空气负离子暨臭氧研究学会)
N95口罩能过滤PM2.5吗
N95是一种标准而不是商品名,而是美国职业安全与卫生研究所(NIOSH)在1995年制定了针对可吸入颗粒物职业安全卫生防护的9种标准之一。由于很多商家在销售的时候用标准名来代替产品名,所以误导了一些消费者。 这些工业级的口罩针对PM2.5所检测的微粒,作用如何还没有科学的测试数据;其次,这些工业级的口罩测试所用的颗粒都是0.3微米,并没有哪一款使用的颗粒是特别的,只是在隔离的效果上有所不同。所以并不能说哪一款就防PM2.5,哪一款就不防。所以这种说法更多的是商家的一种销售手段,缺乏足够的科学依据。
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