PM2.5是什么？有什么危害？（下）

中國的PM2.5標準和其他*的差別

中國的PM2.5標準擬于2016年生效，雖然比美國落后了一二十年，但和歐盟的2015年生效相比，也不算太晚。如果僅從標準的數值來看，中國即將發布的新標準已經與WHO過渡期目標-1一致，雖然落后于發達*，但也算是開始了三步走的*步。然而，即使標準值相同，而評判是否達標的方式不同，約束力是有極大差異的。舉個例子，中國現行的空氣質量標準制定于1996年，其中PM10的日均標準為150微克/立方米，表面上已和美國現行標準一樣嚴格。但是，按照美國的標準，平均每年*多只能有1天超標，否則*算不達標，超標地區需要提交改進方案并加以實施。而在中國的標準文件中，沒有類似的規定。各地區在執行標準時，只是計算每年的“達標天數”和“達標率”。PM10的標準至今已經執行了15年，一個86.2%的達標率還可以作為正面消息報道。

在即將發布的PM2.5新標準中，依然沒有規定多高的達標率才是可接受的。WHO和其他*是怎么規定的呢？WHO要求每年*多有3天超標（99%的達標率），澳大利亞*多5天，而美國和日本要求的達標率為98%。

如何測定PM2.5？

空氣中漂浮著各種大小的顆粒物，PM2.5是其中較細小的那部分。不難想到，測定PM2.5的濃度需要分兩步走：（1）把PM2.5與較大的顆粒物分離；（2）測定分離出來的PM2.5的重量。目前，各國環保部門廣泛采用的PM2.5測定方法有三種：重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這三種方法的*步是一樣的，區別在于第二步。將PM2.5直接截留到濾膜上，然后用天平稱重，這*是重量法。值得一提的是，濾膜并不能把所有的PM2.5都收集到，一些極細小的顆粒還是能穿過濾膜。只要濾膜對于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率，*算是合格的。損失部分極細小的顆粒物對結果影響并不大，因為那部分顆粒對PM2.5的重量貢獻很小。重量法是*直接、*可靠的方法，是驗證其它方法是否準確的*。然而重量法需人工稱重，程序繁瑣費時。如果要實現自動監測，*需要用到另外兩種方法。  

β射線吸收法：將PM2.5收集到濾紙上，然后照射一束β射線，射線穿過濾紙和顆粒物時由于被散射而衰減，衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據射線的衰減*可以計算出PM2.5的重量。

微量振蕩天平法：一頭粗一頭細的空心玻璃管，粗頭固定，細頭裝有濾芯。空氣從粗頭進，細頭出，PM2.5*被截留在濾芯上。在電場的作用下，細頭以一定頻率振蕩，該頻率和細頭重量的平方根成反比。于是，根據振蕩頻率的變化，*可以算出收集到的PM2.5的重量。

將PM2.5分離出來的切割器又是怎么工作的呢？在抽氣泵的作用下，空氣以一定的流速流過切割器時，那些較大的顆粒因為慣性大，一頭撞在涂了油的部件上而被截留，慣性較小的PM2.5則能絕大部分隨著空氣順利通過。也許你已經覺察到，這和發生在我們呼吸道里的情形是非常相似的：大顆粒易被鼻腔、咽喉、氣管截留，而細顆粒則更容易到達肺的深處，從而產生更大的健康風險。

對于PM2.5的切割器來說，2.5微米是一個踩在邊線上的尺寸。直徑恰好為2.5微米的顆粒有50%的概率能通過切割器。大于2.5微米的顆粒并非全被截留，而小于2.5微米的顆粒也不是全都能通過。例如，按照《環境空氣PM10和PM2.5的測定重量法》的要求，3.0微米以上顆粒的通過率需小于16%，而2.1微米以下顆粒的通過率要大于84%。

特殊的結構加上特定的空氣流速共同決定了切割器對顆粒物的分離效果，這兩者稍有變化，*會對測定產生很大影響，而使結果失去可比性。因此，美國環保局在1997年制定上*個PM2.5標準的時候，一并規定了切割器的具體結構。于是，雖然PM2.5的測定儀器有不少品牌，它們外觀卻極為相似。

市面上有些手機大小的儀器號稱可以測定PM2.5，科學嗎？

市面上的非儀器利用光散射的原理測定顆粒物濃度，這種方法并沒有被各國環保部門采納為標準方法，但是有依據此原理制成的儀器，在科研中也有運用。空氣中的顆粒物濃度越高，對光的散射*越強。光的散射相對容易測，把它測出來，理論上*可以算出顆粒物濃度了。但在實際運用中，事情并沒有這么簡單。光的散射與顆粒物濃度之間的關系是很不確定的，受到諸多因素的影響，例如顆粒物的化學組成、形狀、比重、粒徑分布，而這些都取決于污染源的組成。這意味著光散射和顆粒物濃度之間的換算公式隨時隨地都可能在變，需要儀器使用者不斷地用標準方法進行校正，沒有經過科學訓練的業余人士不大可能辦得到。有研究者做過理論計算：利用光散射儀測定PM2.5，至少有30-40%的不確定性。這種不確定性是這類儀器固有的，質量可靠的儀器尚且如此，更何況市面上儀器的質量并不都是理想的呢。

由于我國未將PM2.5、臭氧等污染物納入檢測體系，常常會出現空氣質量指數與公眾觀感相悖的狀況。然而，靠非人員操作非的或質量不高的儀器去監測空氣質量，并不能從根本上解決這個問題。更有效的監督手段，也許是呼吁環保部門早日在更多地點監測PM2.5，并讓全部數據對民眾更為公開、透明。現在新的《環境空氣質量標準》正在向公眾征求意見，并擬于2016年實施，公眾的聲音也許能使這一時間大大提前。

霾是PM2.5引起的嗎？

雖然肉眼看不見空氣中的顆粒物，但是顆粒物卻能降低空氣的能見度，使藍天消失，天空變成灰蒙蒙的一片，這種天氣*是灰霾天。根據《2010年灰霾試點監測報告》，在灰霾天，PM2.5的濃度明顯比平時高，PM2.5的濃度越高，能見度*越低。

雖然空氣中不同大小的顆粒物均能降低能見度，不過相比于粗顆粒物，更為細小的PM2.5降低能見度的能力更強。能見度的降低其本質上是可見光的傳播受到阻礙。當顆粒物的直徑和可見光的波長接近的時候，顆粒對光的散射消光能力*強。可見光的波長在0.4-0.7微米之間，而粒徑在這個尺寸附近的顆粒物正是PM2.5的主要組成部分。理論計算的數據也清楚地表明這一點：粗顆粒的消光系數約為0.6平方米/克，而PM2.5的消光系數則要大得多，在1.25-10平方米/克之間，其中PM2.5的主要成分硫酸銨、硝酸銨和有機顆粒物的消光系數都在3左右，是粗顆粒的5倍。所以，PM2.5是灰霾天能見度降低的主要原因。

值得一提的是，灰霾天是顆粒物污染導致的，而霧天則是自然的天氣現象，和人為污染沒有必然聯系。兩者的主要區別在于空氣濕度，通常在濕度大于90%時稱之為霧，而濕度小于80%時稱之為霾，濕度在80-90%之間則為霧霾的混合體。