用于測(cè)量空氣中PM2.5(可入肺顆粒物)及PM10(可吸入顆粒物)數(shù)值的檢測(cè)儀器稱(chēng)為pm2.5傳感器。它是在高靈敏度微型激光傳感器技術(shù)基礎(chǔ)上的集空氣動(dòng)力學(xué), 數(shù)字信號(hào)處理, 光機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品. 測(cè)試精度高, 性能穩(wěn)定, 多功能性強(qiáng), 操作簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn),適用于公共場(chǎng)所環(huán)境及大氣環(huán)境的測(cè)定,還可用于空氣凈化器凈化效率的評(píng)價(jià)分析。
PM2.5 激光傳感器
直徑小于或等于2.5微米的顆粒物稱(chēng)為細(xì)顆粒物(PM2.5)。顆粒物能夠在大氣中停留很長(zhǎng)時(shí)間,并可隨呼吸進(jìn)入體內(nèi),積聚在氣管或肺中,影響身體健康。
顆粒物的成分很復(fù)雜,主要取決于其來(lái)源。主要的來(lái)源是從地表?yè)P(yáng)起的塵土,含有氧化物礦物和其他成分。海鹽是顆粒物的第2大來(lái)源,其組成與海水的成分類(lèi)似。一部分顆粒物是自然過(guò)程產(chǎn)生的,源自火山爆發(fā)、沙塵暴、森林火災(zāi)、浪花等。
PM2.5還可以由硫和氮的氧化物轉(zhuǎn)化而成。而這些氣體污染物往往是人類(lèi)對(duì)化石燃料(煤、石油等)和垃圾的燃燒造成的。在發(fā)展中國(guó)家,煤炭燃燒是家庭取暖和能源供應(yīng)的主要方式。沒(méi)有先進(jìn)廢氣處理裝置的柴油汽車(chē)也是顆粒物的來(lái)源。
PM2.5傳感器
在室內(nèi),塵螨、二手煙是顆粒物主要的來(lái)源。顆粒物的來(lái)源是不完全燃燒、因此只要是靠燃燒的煙草產(chǎn)品,都會(huì)產(chǎn)生具有嚴(yán)重危害的顆粒物,使用品質(zhì)較佳的香煙也只是吸煙者的自我安慰(甚至可能因?yàn)槌粑遁^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。
在20世紀(jì)70年代,人們開(kāi)始注意到顆粒物污染與健康問(wèn)題之間的聯(lián)系。在美國(guó),每年由于顆粒物污染造成的死亡人數(shù)約為22000-52000人(2000年數(shù)據(jù)),在歐洲這一數(shù)字則高達(dá)20萬(wàn)。
現(xiàn)在,許多研究已證實(shí)顆粒物會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害,導(dǎo)致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和過(guò)早死亡。
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(huì)被纖毛和黏液過(guò)濾,無(wú)法通過(guò)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(dá)到支氣管和肺泡。而小于2.5微米的顆粒物,細(xì)顆粒物(PM2.5),比表面積大于PM10,更易吸附有毒害的物質(zhì)。如重金屬(在城市中以重金屬元素為嚴(yán)重,較突出的有Zn、Pb、As、Cd等,而不同地區(qū)也有著各自的特點(diǎn))、有毒微生物等。由于體積更小,PM2.5具有更強(qiáng)的穿透力,可能抵達(dá)細(xì)支氣管壁,并干擾肺內(nèi)的氣體交換。更小的微粒(直徑小于等于100納米)會(huì)通過(guò)肺部傳遞影響其他器官。
其中,發(fā)表于《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》的一項(xiàng)研究表明,PM2.5會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈斑塊沉積,引發(fā)血管炎癥和動(dòng)脈粥樣硬化,終導(dǎo)致心臟病或其他心血管問(wèn)題。這項(xiàng)始于1982年的研究證實(shí),當(dāng)空氣中PM2.5的濃度長(zhǎng)期高于10 μg/m3,就會(huì)帶來(lái)死亡風(fēng)險(xiǎn)的上升。濃度每增加10 μg/m3,總的死亡風(fēng)險(xiǎn)會(huì)上升4%,心肺疾病帶來(lái)的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升6%,肺癌帶來(lái)的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升8%。此外,PM2.5極易吸附多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物和重金屬,使致癌、致畸、致突變的機(jī)率明顯升高。 中國(guó)科學(xué)院陳竺院士等研究者,于《柳葉刀》雜志上發(fā)表的文章中估計(jì)中國(guó)每年因室外空氣污染導(dǎo)致的早死人數(shù)在35萬(wàn)-50萬(wàn)人之間。
小的顆粒物(直徑小于等于100納米,合0.1微米)帶來(lái)的危害更為嚴(yán)重。有證據(jù)表明這些顆粒物可以傳過(guò)細(xì)胞膜到達(dá)其他器官,包括大腦。有研究指出,這些微??赡芤l(fā)腦損傷(包括老年癡呆癥)。值得注意的是,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的微粒直徑通常在 100 納米(合0.1微米)左右。
由于開(kāi)展相關(guān)監(jiān)測(cè)和研究起步較晚,大陸從2012年起在各主要城市開(kāi)展PM2.5監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)工作,并定于2016年1月1日起在全區(qū)范圍內(nèi)實(shí)施與世界衛(wèi)生組織“過(guò)渡時(shí)期目標(biāo)-1”等同的GB 3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。
| PM10(一級(jí)/二級(jí)) | PM2.5(一級(jí)/二級(jí)) | |
|---|---|---|
| 年平均濃度限值 | 40 / 70 μg/m3 | 15 / 35 μg/m3 |
| 24小時(shí)平均濃度限值 | 50 / 150 μg/m3 | 35 / 75 μg/m3 |
美國(guó)作為較早研究PM2.5的 國(guó)家,于1997年就發(fā)布包括PM2.5空氣污染物年平均值和24小時(shí)平均值之空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并在2006年接續(xù)發(fā)布更嚴(yán)格PM2.5之24小時(shí)平均 值標(biāo)準(zhǔn);2012年12月14日,美國(guó)環(huán)保署依據(jù)更新近之醫(yī)學(xué)研究結(jié)論,將保護(hù)國(guó)民健康之PM2.5首要年平均值標(biāo)準(zhǔn)再?gòu)拿苛⒎矫?5微克降低至12微 克。美國(guó)通過(guò)《國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(National Ambient Air Quality Standards)對(duì)顆粒物進(jìn)行限制,新標(biāo)準(zhǔn)如下:
| PM10 | PM2.5 | |
|---|---|---|
| 年平均值 | 無(wú) | 12 μg/m3 |
| 24小時(shí)平均值 | 150 μg/m3 | 35 μg/m3 |
為了就減少空氣污染對(duì)健康的影響提供全球性指導(dǎo),世界衛(wèi)生組織于2005年發(fā)布了《空氣質(zhì)量準(zhǔn)則》,其中包括了對(duì)顆粒物濃度的限制:
| PM10 | PM2.5 | 選擇濃度依據(jù) | |
|---|---|---|---|
| 過(guò)渡時(shí)期目標(biāo)-1(IT-1) | 70 μg/m3 | 35 μg/m3 | 相對(duì)于AQG水平而言,在這些水平的長(zhǎng)期暴露會(huì)增加大約15%的死亡風(fēng)險(xiǎn)。 |
| 過(guò)渡時(shí)期目標(biāo)-2(IT-2) | 50 μg/m3 | 25 μg/m3 | 除了其它健康利益外,與過(guò)渡時(shí)期目標(biāo)-1相比,在這個(gè)水平的暴露會(huì)降低大約6% [2%~11%]的死亡風(fēng)險(xiǎn)。 |
| 過(guò)渡時(shí)期目標(biāo)-3(IT-3) | 30 μg/m3 | 15 μg/m3 | 除了其它健康利益外,與過(guò)渡時(shí)期目標(biāo)-2相比,在這個(gè)水平的暴露會(huì)降低大約6% [2%~11%]的死亡風(fēng)險(xiǎn)。 |
| 空氣質(zhì)量準(zhǔn)則值(AQG) | 20 μg/m3 | 10 μg/m3 | 對(duì)于PM2.5的長(zhǎng)期暴露,這是一個(gè)低水平,在這個(gè)水平,總死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌的死亡率會(huì)增加(95%以上可信度)。 |




