燃煤、燃油、揮發性氣體排放??排向大氣中的有毒有害的顆粒物和氣體，真是五花八門、種類繁多。在排查大氣中各種污染成分給健康造成的危害程度時，PM2.5再次進入了我們的視野。PM2.5里有哪些物質，它們又會對人體造成怎樣的危害？
解剖PM2.5
□ 尹京苑、卞驥
今年1月下旬的上海兩會期間，上海遭遇了連續多日的重度霧霾天氣，整個城市籠罩在一片灰蒙蒙之中。其時我國東部大部地區空氣質量監測也“爆表”不斷，霧霾自然成了上海兩會的焦點話題。
無獨有偶，今年3月的全國兩會期間，北京也遭遇了重度的霧霾與沙塵天氣，陷入“史上最惡劣的開會環境”。為此，有人調侃新北京精神是“厚德載霧，自強不吸，霾頭苦干，再創灰黃”。
改革開放以來，伴隨著經濟的高速成長，霧霾在華夏大地愈演愈烈，已經成為最嚴重的環境問題之一。復旦大學環境學院莊國順教授的團隊通過研究證明，形成霧霾的主要原因是大氣中存在的PM2.5，即直徑小于或等于2.5微米（1微米=10-3毫米）的顆粒物。莊教授說，傳統意義上的霧，相對濕度要達到400%才能形成，但如果大氣中存在PM2.5顆粒，相對濕度一旦飽和，就產生霾，而且霾往往在地面1公里以上也存在。
PM2.5顆粒一遇到水汽，體積就會迅速膨脹，甚至膨脹8倍以上，形成灰蒙蒙一片。
最近，PM2.5和霧霾損害公眾健康的事例不斷地見諸報道。那么，PM2.5中究竟有哪些成分，它們又會對人體產生怎樣的危害呢？
大氣中有哪些顆粒物
大氣中的污染物可以分為氣態污染物（如二氧化硫、一氧化氮）和顆粒污染物兩大類。大氣顆粒物是懸浮在大氣中的固體和液體顆粒，粒徑范圍從幾納米（1納米=10-6毫米）到100微米不等。根據粒徑大小，人們把大氣顆粒物分為TSP、PM10和PM2.5。
TSP（Total Suspended Particulates，總懸浮顆粒物），是分散在大氣中的各種粒子的總稱。TSP是指空氣動力學直徑小于或等于100微米顆粒物（多數在10微米以下）的質量濃度，它的來源很復雜，包括燃料燃燒時產生的煙塵、生產加工過程中產生的粉塵、建筑和交通揚塵、風沙揚塵，以及氣態污染物經過復雜物理化學反應在空氣中生成的相應的鹽類顆粒。
PM10，也稱可吸入顆粒物，是指空氣動力學直徑小于或等于10微米的顆粒物，通常用質量濃度表示，單位為微克/立方米。由于粒徑較小，PM10能被人直接吸入呼吸道并造成健康危害；又由于它能在大氣中長期漂浮，易將污染物帶到很遠的地方，導致污染范圍擴大。
PM2.5，也稱細顆粒或可入肺顆粒物，是指空氣動力學直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，通常用質量濃度表示，單位為微克/立方米。PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長，輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。
根據定義，可知TSP包含PM10和PM2.5，PM10包含PM2.5。國家環境質量標準規定，居住區的TSP日平均濃度應低于0.3毫克/立方米，年平均濃度低于0.2毫克/立方米。國內外研究結果表明，TSP中PM10的質量占了60%~80%；在PM10中，PM2.5的質量通常占了50%~80%。
小貼士
空氣動力學直徑
空氣動力學直徑，就是將實際的顆粒粒徑換算成具有相同空氣動力學特性的等效直徑。由于通常不能測得實際顆粒的粒徑和密度，而空氣動力學直徑則可直接由動力學的方法測量求得，這樣可使不同形狀、密度、光學與電學性質的顆粒粒徑擁有統一的量度。大氣顆粒物（或氣溶膠粒子）的直徑，均指空氣動力學直徑。
PM2.5里有哪些東西
顆粒污染物對人體的危害程度，主要決定于自身的粒度大小及化學組成。總懸浮顆粒物（TSP）中粒徑大于10微米的物質，幾乎都可被鼻腔和咽喉所捕集；而粒徑小于10微米的懸浮粒子（即PM10），則屬于“可吸入懸浮粒子”，它們能夠聚積在肺部，危害人類健康。其中直徑小于2.5微米的那部分顆粒，即PM2.5，對人體危害最大，因為它可以直接進入肺泡。PM2.5也是霧霾的主要成因之一。所以，大氣中PM2.5的含量越高，就代表空氣污染越嚴重。
那么，PM2.5包含了哪些成分呢？
PM2.5的來源非常復雜，從形成過程上可以分為一次源和二次源。一次源又分為自然源和人為源。自然源在全球范圍分布廣泛，如火山爆發、森林火災、颶風、海嘯、土壤和巖石的風化及生物腐爛等現象所形成的污染源。人為污染源是指人類生活和生產活動所形成的污染源。根據對大氣污染物的分類統計分析，人為大氣污染源主要是燃料燃燒、工業生產和交通運輸。
二次源是指各污染源排出的氣態污染物，經過冷凝或復雜的大氣化學反應而生成的二次細顆粒物。二次細顆粒物又可分為二次無機細顆粒和二次有機細顆粒。前者主要包括硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽，是由二氧化硫、氮氧化物、氨等無機氣態物質經過復雜的大氣化學反應過程而形成的；后者含有數千種有機化合物，是由揮發性有機化合物（VOCs）轉化而來的。
PM2.5主要由水溶性離子組分、含碳組分，以及其他無機元素及其化合物這三大類物質組成。
水溶性離子組分主要包括硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽等，一般是二次顆粒物，都可溶于水，在PM2.5中主要以硫酸銨、硝酸銨的形式存在。
含碳組分主要包括有機碳、元素碳和無機碳。有機碳含有數千種有機化合物，既有一次源直接排放的一次顆粒物，又有經VOCs轉化形成的二次顆粒物。有機碳按分子結構可分為多環芳烴類、有機酸及其鹽類、醛類、酮類、雜環化合物。元素碳通常被稱為黑碳，也是復雜的混合物，主要來自燃燒源的直接排放，它既含有純碳、石墨碳，也含有高分子量的有機物質，如焦油、焦炭等。無機碳主要指碳酸鹽，它在PM2.5中的含量通常很低。
無機元素及其化合物主要包括地殼元素和微量元素。地殼元素如硅、鈦、鐵、鈣、鎂等及其化合物，主要來自土壤揚塵、道路揚塵等；微量元素如鉻、銅、鎳、鉛、鋅、錳、砷、汞等，主要來自化石燃料的燃燒及工業過程。
盡管世界范圍內組成PM2.5的化學組分類似，但不同地區PM2.5中各化學組分所占百分比相差很大，特別是有機顆粒物的化學組成差別很大。造成這一差別的最主要原因是各地區排放源的差異，例如城市機動車尾氣排放、北方冬季采暖、石油化工集聚區的VOCs排放以及鋼鐵工業集聚區的顆粒物排放都是影響這種區域PM2.5組成變化的主要因素。例如，與北京相比，上海的PM2.5中水溶性離子（硫酸鹽，硝酸鹽，銨鹽等）比例更高，二次源的比例也更大。上海的二次源比例一般在60%~70%左右，高時可達到80%。
有了以上的解說，你大致能了解PM2.5中有哪些東西了吧。PM2.5的化學成分多達數千種，其中有相當多的成分是有毒有害的。PM2.5中含有多種有毒元素如鉛、鉻、氟、砷、汞等。調查發現，大氣中鎘、鋅、鉛以及鉻濃度高的地區，心臟病、動脈硬化、高血壓、神經系統疾病以及慢性腎炎等疾病的發病率也高。
PM2.5的有機成分中，以多環芳烴類最引人注目。多環芳烴是分子中含有兩個以上苯環的碳氫化合物，是一類典型的持久性有機污染物，通常存在于石化產品、橡膠、潤滑油、不完全燃燒的有機化合物等物質中。有一些多環芳烴類有致癌性，苯并芘就是代表。
PM2.5還可吸附細菌、病毒等致病微生物，也可作為其他污染物如二氧化硫、二氧化氮、酸霧和甲醛等物質的載體。這些有害物質都可以吸附在PM2.5上進入肺的深部，加重對肺的損害。
中國的PM2.5濃度有多高
即使沒有人為污染，空氣中也有一定濃度的PM2.5，這個濃度被稱為背景濃度。在歐美國家，這個背景濃度大約為3~5微克/立方米。中國的背景濃度有多高？目前尚無公開的數據，但應該不會和歐美國家相差太大。
然而在城市中由于空氣污染的緣故，PM2.5的濃度遠高于這個背景濃度。例如2008年北京奧運會的17天中，在北京大學校園內測得的PM2.5最低值為28.2，最高值達147.4微克/立方米。
比較國內外一些城市的PM2.5年均值，可以知道國內各大城市的濃度遠高于國外：南京超過了70，蘇州和重慶超過50，上海和天津也超過了40微克/立方米；而國外14個城市（地區）不超過20微克/立方米。難怪世界銀行在一項研究報告中說，中國5.6億城市人口中，99%的人呼吸的空氣不符合歐洲安全標準。
PM2.5濃度對人體健康有沒有安全水平呢？遺憾的是，目前的研究還沒有觀察到不影響人體健康的、安全的大氣PM2.5水平。為了盡可能降低PM2.5對健康的影響，世界衛生組織（WHO）提出了PM2.5年均濃度10微克/立方米、日均濃度限值25微克/立方米的指導值。然而即使實際濃度在這個指導值以下，仍能觀察到PM2.5對人群死亡率的短期和長期影響，其中尤以短期影響更為明顯。
我國的PM2.5標準擬于2016年實施，設定的年均值為35微克/立方米，日均限值75微克/立方米。目前國內許多城市的濃度值都大大超過了這個標準。
今年年初，受極端不利氣象條件影響，我國中東部地區出現長時間、大范圍、重污染的霧霾天氣，覆蓋范圍近270萬平方公里，影響人口約6億。霧霾污染最嚴重時，北京PM2.5小時濃度最大值為680微克/立方米，連續46小時大于300微克/立方米；石家莊市PM2.5小時濃度最大值接近1000微克/立方米，嚴重影響居民生產、生活和身體健康。專家認為，冬季冷空氣活動頻繁帶來內陸地區的污染氣團，同時本地排放源有所增加與不利的擴散條件共同作用，使得冬季的污染物濃度更高。1月16日，受冷空氣輸送影響，長三角出現區域霧霾污染過程，上海市PM2.5小時濃度高達250微克/立方米，為重度污染。我國空氣污染治理真正進入了史無前例的嚴峻時代。
北京和上海的空氣，哪個好一點？
中國PM2.5研究專家莊國順教授說：我們一般都認為上海的空氣質量比北京要好。在PM10的水平可以這么說，但在PM2.5的水平來看，北京年平均PM2.5數值在50~70之間，上海大約在40~70之間，基本上是在同一個水準，也算不上好到哪里去。另外，更值得說明的是，上海的空氣污染成分中，來自人為活動的成分占比更高。具體來說，上海的空氣中有機物成分在PM2.5中占比非常高，重金屬的比例也很高，這兩類都是致癌物質。因此，在相同濃度的情況下，上海的空氣比北京的空氣毒性可能更大。實際上，上海的肺癌發病率很高，就與此相關。
PM2.5對健康有多大危害
PM2.5是產生霧霾的主因，其對于健康的損害已成定論。
中國工程院院士鐘南山曾經說過：“北京10年來肺癌患者增加了60%。霧霾天氣對呼吸系統有重要影響，因為大氣污染跟整個環境（外部環境、內部環境）都是相關的，PM2.5每立方米增加10微克，呼吸系統疾病的住院率會增加3.1%；要是灰霾從25微克增加到200微克，日均病死率可能增加11%。這比‘非典’可怕得多，‘非典’可以隔離，但是大氣的污染是任何人都跑不掉的。”
廣州市在分析了該市1954~2006年間肺癌致死率與霾的關系后認為，在人群吸煙率多年變化不大的情況下，霧霾天氣頻發與肺癌發病率飆升的趨勢是一致的。針對兩者的因果關系，尚需呼吸病學、流行病學、毒理學、生物化學等多學科專家進一步研究。
PM2.5對人體健康影響的機制還不完全清楚。現有的研究認為，PM2.5主要通過以下方式影響人體健康：一是PM2.5進入肺部，會引起局部氧化應激和炎性反應，氧化應激可損害生物膜脂質、蛋白質和DNA，與炎癥因子一起作用損傷呼吸道，引起肺功能降低和呼吸系統癥狀；
二是PM2.5刺激肺部產生的炎癥因子以及通過肺毛細血管進入血液循環的PM2.5組分，會改變循環系統的氧化應激狀態和炎癥水平，引起全身性炎癥反應，后者可能對人體組織器官產生不良影響；
三是PM2.5引起的系統氧化應激及炎性反應可進一步導致人體血液的高凝血狀態、血管內皮細胞功能紊亂、血管舒縮異常、心血管的神經調節功能紊亂等，造成人體心血管系統的損害；
四是進入系統循環的PM2.5組分，還可對人體的心血管系統、神經系統等產生直接的毒害作用；
五是PM2.5可刺激細胞釋放活性氧，氧化損傷人體的組織細胞和遺傳物質，引起細胞增殖和分裂紊亂，可能導致細胞癌變。
研究表明，嬰幼兒、兒童、老年人、糖尿病人、心血管疾病患者、有慢性肺疾患的病人對PM2.5的危害比較敏感。PM2.5可削弱人體呼吸系統的防御能力，增加人體呼吸道對細菌、病毒等病原體的易感性。最近的研究還顯示，肥胖者對PM2.5的健康危害也比較敏感，這類人群在霧霾天最好減少外出活動。
PM2.5濃度極高時，人還容易出現疲憊、情緒低落、煩躁不安、抑郁等情緒問題。而原本就有心理疾病的患者病情容易出現波動，需要用藥來控制癥狀。德國慕尼黑大學流行病學調查也發現，人的情緒與氣候變化密切相關。霧霾天氣，天空灰暗、空氣污濁，容易刺激大腦視覺中樞，讓人產生抑郁、悲觀情緒，莫名其妙出現頭昏頭痛者占61%，失眠多夢的占46%，疲乏無力的占42%，處于抑郁狀態的占27%。
專家建議，霧霾天要注意調節情緒，盡量打開室內電燈，增強光線；也可聽聽音樂，舒緩憂郁、煩悶的情緒；多與朋友聊天，宣泄不良情緒。而抑郁癥患者則要加強隨診，調整藥物。治理PM2.5人人有責PM2.5來源廣泛，成因復雜，危害嚴重，治理困難。據研究分析，PM2.5的大約50%來自燃煤、機動車、揚塵、生物質燃燒等直接排放的一次細顆粒物；約50%是二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物等氣態污染物，經過復雜化學反應在大氣中形成的二次細顆粒物。以京津冀都市經濟圈為例，PM2.5來源中燃煤占30%，工業源占25%，機動車占18%，揚塵占17%，生活源占10%。以上海為例，工業源占36%，機動車、船、飛機占25%，揚塵占10%，生活源占5%，秸稈燃燒、化肥使用和畜禽養殖占4%，此外還有20%是從周邊地區輸送而來的。
從以上兩組數據可以看出，PM2.5的污染主要來自人類活動，尤其是工業和機動車。研究人員發現，上海空氣污染的顆粒中，可溶性離子在顆粒物中的主要存在形式是硫酸銨、硝酸鈣、氯化鈣和硫酸，離子濃度在冬天和春天最高。而且上海顆粒物中的硝酸鹽對硫酸鹽的比值在全國所有城市中最高。
莊國順教授說：“這說明交通污染已經越來越成為上海大氣污染的主要來源。”除了機動車本身排放的PM2.5顆粒物增加以外，交通擁堵更使這一現象進入了惡性循環。因為在交通擁堵的情況下，發動機不能使汽油完全燃燒，所以顆粒物和黑炭的排放量往往會達到汽車正常行駛時排放量的4~6倍。
改革開放以來，我國居民收入水平逐年提高，過去十年我國快步進入了私家車時代。縱觀各國人均GDP增長與污染發展的趨勢，可知霧霾問題大多在1000美元開始凸顯，在3000美元左右集中爆發，并引起社會關注和治理。這種爆發和治理會持續到1萬美元左右。等到3萬美元左右階段，傳統的大氣污染基本得到遏制，進入一個更新更高層次的治理階段。那么，我國能否借鑒發達國家的經驗教訓，避免重走他們的先污染、后治理的老路呢？
治理PM2.5，人人有責。霧霾天氣來臨時，大家都會抱怨政府和企業沒有搞好環保，污染治理不當，但很多人“打瓶醬油也開車”，節約用電更不談，這些行為都會導致污染物排放量增加，每個人因此也成為環境的加害者。面對空氣污染，抱怨、急躁是沒有用的，我們每個人的點滴行為都關乎環境質量的好壞，每個人都應該樹立環保的生活理念。少開一天車，少用一度電??這些小小的努力匯聚起來，將節省多少資源，減排多少PM2.5？
降低PM2.5，還要求我們盡快改變我國的能源消費結構。目前我國煤炭總產量的大約一半被用于火力發電，煤炭也是北方地區冬季供暖的主要燃料。煤炭消費是造成我國大氣污染的最主要排放源。為此，大力發展水電、核電、風能和太陽能等清潔能源，減少煤炭在一次能源消費中的比重，并對煤炭進行清潔高效利用，是控制PM2.5排放、改善大氣環境質量的必經之路。
大氣污染集中爆發是特定發展階段的產物，我們當前需要一手抓污染治理，一手抓經濟發展，實現兩者的平衡和協調。不能因為要發展就不治理了，也不能因為要治理就放棄發展，因為污染問題的最終解決有賴于經濟社會發展的整體能級提升。
印第安人部落領袖西雅圖酋長（Chief Seattle）說過一句極富哲理的話：“我們并不是從祖先那里繼承了地球，我們是從子孫那里借來的地球。”能否節制欲望、控制污染，關乎我們子孫的存續或滅亡。只有每個人從自己做起，從身邊的一點一滴做起，實踐低排放的簡約生活，我們才能為子孫后代留下一片藍天綠水和可持續發展的空間。
