PM是英文Particulate Matter(颗粒物)的首字母缩写,大气颗粒物的大小用半径或直径(粒径)来表示,意味着将其视为球体。
实际上,大气中的颗粒物形状极不规则,无法用几何半径或直径确切描述,而是采用当量直径或等效直径来表示,目前普遍采用等效直径法(最常用的是空气动力学直径Da),PMx表示空气动力学等效直径小于或等于x微米的颗粒物。
PM大家族
PM10、PM2.5分别指空气动力学直径小于或等于10微米和2.5微米的颗粒物(PM10包含PM2.5),是表征环境空气质量的两个主要污染物指标,通常用质量浓度即单位体积空气中所含质量的多少来表示,单位为微克每立方米。
在我国环境空气质量标准中,PM10称为可吸入颗粒物,PM2.5称为细颗粒物。
PM10和PM2.5都是化学成分非常复杂的混合物,但其来源、形成机制及其化学组成有着很大的区别。
PM10的主要成分为无机盐,与产生它的矿物、土壤、材料等的成分相近。
PM2.5则主要由硫酸盐、硝酸盐、铵盐、元素碳、重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn等)、有机物(包括烷烃、烯烃、芳香烃、杂环化合物等)及微生物组成,其中可能含有数量可观的有毒有害化学成分。
与PM10相比,PM2.5中许名有毒、有害化学成分(包括致癌、致突变和致畸化合物)的富集度更高,同时由于其比表面积(单位体积的表面积)要大得多,更易成为其他污染物的运载体和反应界面(见下图1)。
图1对颗粒物的认识已从PM10进展至更小粒径
粒径是大气颗粒物的重要特性
大气颗粒物通常根据其大小和化学成分等加以表征,而粒径分布是大气颗粒物的重要特性。
大气颗粒物的来源和形成过程,以及在大气中的迁移转化、输送和清除过程等,均与粒径有直接的关系。
同时,粒径也决定了颗粒物许多重要的物理化学性质及相关环境效应,如大气寿命、云凝结核活性、消光效应和人体健康影响。
其中,PM2.5是美国环境保护署基于粗、细粒子的界限及其健康效应而提出的(基于颗粒物进入呼吸系统某些部位的能力,PM10称为可吸入颗粒物,而PM2.5又称为可入肺颗粒物即能够进入人体肺泡的颗粒)。
细颗粒物与粗颗粒物相比,在大气中滞留的时间更长、传输距离更远,影响范围更大且持续时间更长,因而PM10被认为是局地或城市尺度的污染物,而PM2.5则被认为是地区性甚至是长距离跨区城输送的污染物。
本文节选于《大气细颗粒物污染》,由中国环境科学学会编著。
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