核心提示：如果是初次接觸，“PM2.5”這一串字符也許會(huì)讓你看得云里霧里，不知所云。其實(shí)它有一個(gè)容易理解的中文名——細(xì)顆粒物，是對(duì)空氣中直徑小于或等于2.5微米的固體顆粒或液滴的總稱(chēng)。
PM是英文particulate matter（顆粒物）的首字母縮寫(xiě)。
準(zhǔn)確的PM2.5定義要在“直徑”之前加一個(gè)修飾語(yǔ)“空氣動(dòng)力學(xué)”，這可不是故作高深。空氣中的顆粒物并非是規(guī)則的球形，那怎么定義又怎么測(cè)量其直徑呢？在實(shí)際操作中，如果顆粒物在通過(guò)檢測(cè)儀器時(shí)所表現(xiàn)出的空氣動(dòng)力學(xué)特征與直徑小于或等于2.5微米且密度為1克/立方厘米的球形顆粒一致，那就稱(chēng)其為PM2.5。這樣的定義也就決定了在測(cè)定PM2.5時(shí)，需要利用空氣動(dòng)力學(xué)原理把PM2.5與更大的顆粒物分開(kāi)，而不是用孔徑為2.5微米的濾膜來(lái)分離。
知道了PM2.5的定義，就很容易得出PM10的定義了——將定義中的2.5換成10即可，PM10也被稱(chēng)為可吸入顆粒物。在PM10中，直徑在2.5至10微米之間的顆粒物被稱(chēng)為粗顆粒物，與細(xì)顆粒物相對(duì)。
2. PM2.5來(lái)自哪里，都有些什么成分？
雖然自然過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生PM2.5，但其主要來(lái)源還是人為排放。人類(lèi)既直接排放PM2.5，也排放某些氣體污染物，在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5。直接排放主要來(lái)自燃燒過(guò)程，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃燒、生物質(zhì)（秸稈、木柴）的燃燒、垃圾焚燒。在空氣中轉(zhuǎn)化成PM2.5的氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物。其它的人為來(lái)源包括：道路揚(yáng)塵、建筑施工揚(yáng)塵、工業(yè)粉塵、廚房煙氣。自然來(lái)源則包括：風(fēng)揚(yáng)塵土、火山灰、森林火災(zāi)、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細(xì)菌。
PM2.5的來(lái)源復(fù)雜，成分自然也很復(fù)雜。主要成分是元素碳、有機(jī)碳化合物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽。其它的常見(jiàn)的成分包括各種金屬元素，既有鈉、鎂、鈣、鋁、鐵等地殼中含量豐富的元素，也有鉛、鋅、砷、鎘、銅等主要源自人類(lèi)污染的重金屬元素。
2000年有研究人員測(cè)定了北京的PM2.5來(lái)源：塵土占20%；由氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化而來(lái)的硫酸鹽、硝酸鹽、氨鹽各占17%、10%、6%；燒煤產(chǎn)生7%；使用柴油、汽油而排放的廢氣貢獻(xiàn)7%；農(nóng)作物等生物質(zhì)貢獻(xiàn)6%；植物碎屑貢獻(xiàn)1%。有趣的是，吸煙也貢獻(xiàn)了1%，不過(guò)這只是個(gè)粗略的科學(xué)估算，并不一定準(zhǔn)確[1]。該研究中也測(cè)定了北京PM2.5的成分：含碳的顆粒物，硫酸根，硝酸根，銨根加在一起占了重量了69% 。類(lèi)似地，1999年測(cè)定的上海PM2.5中有41.6%是硫酸銨、硝酸銨，41.4%是含碳的物質(zhì)[2]。
3. PM2.5對(duì)健康有什么危害？
PM2.5主要對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、加重哮喘、導(dǎo)致慢性支氣管炎、心律失常、非致命性的心臟病、心肺病患者的過(guò)早死[3]。老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。
污染物傳播途徑
如果空氣中PM2.5的濃度長(zhǎng)期高于10微克/立方米，死亡風(fēng)險(xiǎn)就開(kāi)始上升。濃度每增加10微克/立方米，總的死亡風(fēng)險(xiǎn)就上升4%，得心肺疾病的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升6%，得肺癌的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升8%[4-5]。這意味著多大的風(fēng)險(xiǎn)呢？我們可以拿吸煙做個(gè)比較。吸煙可使男性得肺癌死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升21倍（也就是上升2100%），女性的風(fēng)險(xiǎn)上升11倍（1100%）；使中年人得心臟病死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升2倍（200%）[6]。和吸煙一比，PM2.5的危害就顯得非常小了。如果吸煙都沒(méi)有讓你感到恐懼，那你就不用擔(dān)心眼下PM2.5超標(biāo)對(duì)健康的影響了。
但是，從全社會(huì)的角度出發(fā)，降低這些看似不大的風(fēng)險(xiǎn)，收益卻是很大的。美國(guó)環(huán)保局在2003年做了一個(gè)估算：“如果PM2.5達(dá)標(biāo)，全美國(guó)每年可以避免數(shù)萬(wàn)人早死、數(shù)萬(wàn)人上醫(yī)院就診、上百萬(wàn)次的誤工、上百萬(wàn)兒童得呼吸系統(tǒng)疾病”[7]。相比當(dāng)前的中國(guó)，美國(guó)當(dāng)時(shí)的空氣質(zhì)量已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)，只有很少的地區(qū)存在略微的超標(biāo)[8]。如果中國(guó)的PM2.5能夠達(dá)標(biāo)，社會(huì)收益無(wú)疑將會(huì)是巨大的。
上述關(guān)于PM2.5死亡風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)源自2002年發(fā)表于《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》的一篇論文[4]。這篇論文分析了一項(xiàng)長(zhǎng)期研究中參與者的死亡率和空氣污染之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)死亡率升高與PM2.5和二氧化硫的污染有關(guān)聯(lián)，而與粗顆粒物污染沒(méi)有可靠的關(guān)聯(lián)。該項(xiàng)在美國(guó)進(jìn)行的前瞻性研究始于1982年，當(dāng)時(shí)招募了120萬(wàn)的參與者。論文的結(jié)論是基于長(zhǎng)達(dá)16年的隨訪數(shù)據(jù)，是目前關(guān)于PM2.5污染增加死亡風(fēng)險(xiǎn)最可靠的證據(jù)。
4. 如果沒(méi)有污染，PM的濃度有多高，現(xiàn)在實(shí)際有多高？
即使沒(méi)有人為污染，空氣中也有一定濃度的PM2.5，這個(gè)濃度被稱(chēng)為背景濃度。在美國(guó)和西歐，背景濃度大約為3-5微克/立方米[5]，澳大利亞的背景濃度也在5微克/立方米左右[9]。中國(guó)的背景濃度有多高？目前尚無(wú)公開(kāi)的數(shù)據(jù)，但應(yīng)該不會(huì)和其他國(guó)家相差太大。
中國(guó)尚未開(kāi)展大范圍的PM2.5監(jiān)測(cè)，公開(kāi)的PM2.5數(shù)據(jù)非常有限。位于廣州的環(huán)保部華南環(huán)境科學(xué)研究所從2011年從6月13日開(kāi)始每日發(fā)布PM2.5監(jiān)測(cè)值[10]，截至11月20日，濃度范圍在0.6至99 微克/立方米之間（注：0.6這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是儀器故障所致，正常值不會(huì)這么低），平均值為38微克/立方米，這個(gè)值超過(guò)了擬發(fā)布的年均標(biāo)準(zhǔn)（35微克/立方米）[11]。在這121天中，已經(jīng)有6天超過(guò)了擬發(fā)布的日均標(biāo)準(zhǔn)（75微克/立方米）。從近十幾年來(lái)發(fā)表的科學(xué)論文中，可以查到中國(guó)一些大城市某一區(qū)域某一階段的PM2.5的測(cè)定值。例如，2000年在北京的5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的PM2.5年均值為101微克/立方米[2]；2008北京奧運(yùn)會(huì)的17天中，在北大測(cè)得的PM2.5最低28.2，最高147.4微克/立方米， 平均64.7微克/立方米[12]。1999年，在上海兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)定的PM2.5年均值為57.9和61.4 微克/立方米[2]。這些年均值都遠(yuǎn)高于擬發(fā)布的年均標(biāo)準(zhǔn)（35微克/立方米）。
除了查閱以上這些零星的數(shù)據(jù)，我們還可以根據(jù)PM10的數(shù)據(jù)估算一下PM2.5的濃度。按照中國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，PM10是常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，全國(guó)性監(jiān)測(cè)已開(kāi)展了十幾年。從2001年至2009年，全國(guó)主要城市PM10的平均值從125降到了90微克/立方米[13]。PM2.5和PM10之間的比例通常在0.5-0.8之間，我們?nèi)?.8做一個(gè)極端估算可得：2009年全國(guó)主要城市的PM2.5平均值為72微克/立方米，是即將發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)的2.1倍（35微克/立方米）。和美國(guó)的空氣質(zhì)量相比，這差多少呢？2009年，全美國(guó)年均PM2.5為9.9微克/立方米，在724個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有90%以上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)年均值低于12.6微克/立方米[8]。
全國(guó)的年均值只是用來(lái)反映我國(guó)顆粒物污染的總體現(xiàn)狀，對(duì)于評(píng)價(jià)我們所在城市的空氣質(zhì)量意義并不大。我們更需要關(guān)注的是離我們生活、工作最近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)哪里有呢？如果你生活在北京而且恰好在美國(guó)大使館附近，那你可以參考該館發(fā)布的實(shí)時(shí)PM2.5數(shù)據(jù)。
不過(guò)值得一提的是，雖然美國(guó)大使館的監(jiān)測(cè)儀器是專(zhuān)業(yè)的（見(jiàn)問(wèn)答9），但是大使館畢竟不是環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)，沒(méi)有證據(jù)表明他們的工作人員具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且他們測(cè)出的PM2.5數(shù)值經(jīng)常比環(huán)保部門(mén)以及第三方測(cè)定的PM10還高，這是不正常的。所以，美國(guó)大使館的數(shù)據(jù)也只能“僅供參考”。
然而，我們更多的人并不生活在北京，即使在北京也不在美國(guó)大使館附近，那我們?cè)摽茨睦锏臄?shù)據(jù)呢？全國(guó)主要城市的實(shí)時(shí)PM10數(shù)據(jù)可以在環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的網(wǎng)站上查到，每個(gè)城市都有數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，我們可以選離得最近的那個(gè)點(diǎn)作參考。如果你很樂(lè)觀，那么可以估算PM2.5=PM10 × 0.5，如果你很悲觀，那么就估算PM2.5=PM10 × 0.8。
5. 其他國(guó)家實(shí)施PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)了嗎，標(biāo)準(zhǔn)值是多少？
自從美國(guó)于1997年率先制定PM2.5的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，許多國(guó)家都陸續(xù)跟進(jìn)將PM2.5納入監(jiān)測(cè)指標(biāo)。如果單純從保護(hù)人類(lèi)健康的目的出發(fā)，各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)一樣，因?yàn)橹贫?biāo)準(zhǔn)所依據(jù)的是相同的科學(xué)研究結(jié)果。然而，標(biāo)準(zhǔn)的制定還需考慮各國(guó)的污染現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，在一個(gè)空氣污染嚴(yán)重的發(fā)展中國(guó)家制定極為嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)只能成為一個(gè)華麗的擺設(shè)，沒(méi)有實(shí)際意義。根據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)和哈佛大學(xué)的研究結(jié)果，世界衛(wèi)生組織（WHO）于2005年制定了PM2.5的準(zhǔn)則值。高于這個(gè)值，死亡風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)顯著上升。WHO同時(shí)還設(shè)立了三個(gè)過(guò)渡期目標(biāo)值，為目前還無(wú)法一步到位的地區(qū)提供了階段性目標(biāo)，其中目標(biāo)-1的標(biāo)準(zhǔn)最為寬松，目標(biāo)-3最嚴(yán)格[5]。
下表列舉了WHO以及幾個(gè)有代表性的國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)擬實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)與WHO過(guò)渡期目標(biāo)-1相同。美國(guó)和日本的標(biāo)準(zhǔn)一樣，與目標(biāo)-3基本一致。歐盟的標(biāo)準(zhǔn)略微寬松，與目標(biāo)-2一致，澳大利亞的標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格，年均標(biāo)準(zhǔn)比WHO的準(zhǔn)則值還低。標(biāo)準(zhǔn)的寬嚴(yán)程度基本反映了各國(guó)的空氣質(zhì)量情況，空氣質(zhì)量越好的國(guó)家就越有能力制定和實(shí)施更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。
世界衛(wèi)生組織(WHO)和一些國(guó)家的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)(單位：微克/立方米)
6. 中國(guó)的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)和其他國(guó)家比，很落后嗎？
中國(guó)的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)擬于2016年生效，雖然比美國(guó)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(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值來(lái)看，中國(guó)即將發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與WHO過(guò)渡期目標(biāo)-3一致，雖然落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，但也算是開(kāi)始了三步走的第一步。然而，即使標(biāo)準(zhǔn)值相同，而評(píng)判是否達(dá)標(biāo)的方式不同，約束力是有極大差異的。舉個(gè)例子，中國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定于1996年，其中PM10的日均標(biāo)準(zhǔn)為150微克/立方米，表面上已和美國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)一樣嚴(yán)格。但是，按照美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，平均每年最多只能有1天超標(biāo)，否則就算不達(dá)標(biāo)，超標(biāo)地區(qū)需要提交改進(jìn)方案并加以實(shí)施。而在中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)文件中，沒(méi)有類(lèi)似的規(guī)定。各地區(qū)在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，只是計(jì)算每年的“達(dá)標(biāo)天數(shù)”和“達(dá)標(biāo)率”。PM10的標(biāo)準(zhǔn)至今已經(jīng)執(zhí)行了15年，一個(gè)86.2%的達(dá)標(biāo)率還可以作為正面消息報(bào)道[14]。
在即將發(fā)布的PM2.5新標(biāo)準(zhǔn)中，依然沒(méi)有規(guī)定多高的達(dá)標(biāo)率才是可接受的。WHO和其他國(guó)家是怎么規(guī)定的呢？WHO要求每年最多有3天超標(biāo)（99%的達(dá)標(biāo)率），澳大利亞最多5天，而美國(guó)和日本要求的達(dá)標(biāo)率為98%。中國(guó)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的落后不僅是在標(biāo)準(zhǔn)值，更重要的是在約束力上。
7. 新標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布，為什么要到2016年才實(shí)施？
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)制定者是這樣回答的：“考慮到環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，以及目前全國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)能力現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，為保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可比性，將全國(guó)統(tǒng)一實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間定為2016 年1 月1 日，以便為各地區(qū)預(yù)留足夠的準(zhǔn)備時(shí)間，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的有關(guān)配套工作[15]。”
這么說(shuō)有道理嗎？我們不妨參考一下其他國(guó)家是怎么做的。在美國(guó)和澳大利亞環(huán)保部門(mén)的網(wǎng)站上，對(duì)于PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程有非常詳細(xì)的備忘錄，我們就以這兩個(gè)國(guó)家為例。
美國(guó)早在1994年就宣布要增加PM2.5的指標(biāo)。1994-1996年間，開(kāi)了多次研討會(huì)，在1996年底發(fā)布了征求意見(jiàn)稿。征求意見(jiàn)期間共接了14000個(gè)電話，收到4000封電子郵件、50000份書(shū)面或口頭意見(jiàn)，而且多次通過(guò)聽(tīng)證會(huì)、會(huì)議、電視節(jié)目征求意見(jiàn)。經(jīng)過(guò)這番誠(chéng)意十足的意見(jiàn)征求，終于在1997年9月16日發(fā)布了PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)。但在那時(shí)，尚未展開(kāi)全國(guó)的PM2.5監(jiān)測(cè)，直到1999年各州才陸續(xù)開(kāi)始，2000年P(guān)M2.5監(jiān)測(cè)常規(guī)化[16]。
澳大利亞在2001年開(kāi)始考慮，并在2003年制定了PM2.5的非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。制定該標(biāo)準(zhǔn)的目的是收集數(shù)據(jù)，以便檢討這一標(biāo)準(zhǔn)是否合理，并準(zhǔn)備于2005年開(kāi)始考慮制定強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。在征求意見(jiàn)的過(guò)程中，有反對(duì)者認(rèn)為應(yīng)該直接設(shè)立強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，否則缺乏約束力，意義也就不大。澳大利亞環(huán)保委員會(huì)（NEPC）認(rèn)為當(dāng)時(shí)缺乏足夠的PM2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，沒(méi)法很好地評(píng)估不達(dá)標(biāo)會(huì)帶來(lái)怎樣的影響，堅(jiān)持了原先的做法[9]。直到今年（2011年），澳大利亞的PM2.5仍然不是強(qiáng)制指標(biāo)[17]，不過(guò)這期間一直在做大量的監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)研究工作[18]。
中國(guó)的PM2.5強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)正在征求意見(jiàn)中，并擬于2016年實(shí)施，“實(shí)施”的含義應(yīng)該是指開(kāi)展常規(guī)檢測(cè)并公布結(jié)果。美國(guó)從1997年發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)到2000年全國(guó)監(jiān)測(cè)常規(guī)化花了兩三年的時(shí)間。澳大利亞2003年發(fā)布非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，隨后即開(kāi)展全國(guó)監(jiān)測(cè)。考慮到中國(guó)的國(guó)情，延后幾年“實(shí)施”有其合理性，但是四五年的時(shí)間是否太長(zhǎng)了呢？
8. 怎么測(cè)定PM2.5？
空氣中漂浮著各種大小的顆粒物，PM2.5是其中較細(xì)小的那部分（定義見(jiàn)問(wèn)答1）。不難想到，測(cè)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(cè)定分離出來(lái)的PM2.5的重量。目前，各國(guó)環(huán)保部門(mén)廣泛采用的PM2.5測(cè)定方法有三種：重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這三種方法的第一步是一樣的，區(qū)別在于第二步。
將PM2.5直接截留到濾膜上，然后用天平稱(chēng)重，這就是重量法。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(xì)小的顆粒還是能穿過(guò)濾膜。只要濾膜對(duì)于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率，就算是合格的[19]。損失部分極細(xì)小的顆粒物對(duì)結(jié)果影響并不大，因?yàn)槟遣糠诸w粒對(duì)PM2.5的重量貢獻(xiàn)很小。
測(cè)定PM2.5
重量法是最直接、最可靠的方法，是驗(yàn)證其它方法是否準(zhǔn)確的標(biāo)桿。然而重量法需人工稱(chēng)重，程序繁瑣費(fèi)時(shí)。如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，就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beta射線，射線穿過(guò)濾紙和顆粒物時(shí)由于被散射而衰減，衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據(jù)射線的衰減就可以計(jì)算出PM2.5的重量[20]。美國(guó)大使館那臺(tái)知名度很高的儀器依據(jù)的就是此原理。
微量振蕩天平法：一頭粗一頭細(xì)的空心玻璃管，粗頭固定，細(xì)頭裝有濾芯。空氣從粗頭進(jìn)，細(xì)頭出，PM2.5就被截留在濾芯上。在電場(chǎng)的作用下，細(xì)頭以一定頻率振蕩，該頻率和細(xì)頭重量的平方根成反比。于是，根據(jù)振蕩頻率的變化，就可以算出收集到的PM2.5的重量[20]。
將PM2.5分離出來(lái)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(guò)切割器時(shí)，那些較大的顆粒因?yàn)閼T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(guò)。也許你已經(jīng)覺(jué)察到，這和發(fā)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(xì)顆粒則更容易到達(dá)肺的深處，從而產(chǎn)生更大的健康風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于PM2.5的切割器來(lái)說(shuō)，2.5微米是一個(gè)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(guò)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(guò)。例如，按照《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定 重量法》的要求，3.0微米以上顆粒的通過(guò)率需小于16%，而2.1微米以下顆粒的通過(guò)率要大于84%[21]。
特殊的結(jié)構(gòu)加上特定的空氣流速共同決定了切割器對(duì)顆粒物的分離效果，這兩者稍有變化，就會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生很大影響，而使結(jié)果失去可比性。因此，美國(guó)環(huán)保局在1997年制定世界上第一個(gè)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，一并規(guī)定了切割器的具體結(jié)構(gòu)[16]。于是，雖然 PM2.5的測(cè)定儀器有不少品牌，它們外觀卻極為相似。
9. 市面上有些手機(jī)大小的儀器號(hào)稱(chēng)可以測(cè)PM2.5，靠譜嗎？
和環(huán)保部門(mén)采用的標(biāo)準(zhǔn)方法相比，用非專(zhuān)業(yè)儀器測(cè)PM2.5顯然是不可靠的，但很難說(shuō)到底有多不準(zhǔn)，只有拿來(lái)和標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)比一下才知道。測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)也許能說(shuō)明一點(diǎn)問(wèn)題，比如能分辯出房間里有沒(méi)有人吸煙，是不是剛掃過(guò)地，可是這些你的鼻子也能做到吧。
市面上的非專(zhuān)業(yè)儀器利用光散射的原理測(cè)定顆粒物濃度，這種方法并沒(méi)有被各國(guó)環(huán)保部門(mén)采納為標(biāo)準(zhǔn)方法，但是有依據(jù)此原理制成的專(zhuān)業(yè)儀器，在科研中也有運(yùn)用。空氣中的顆粒物濃度越高，對(duì)光的散射就越強(qiáng)。光的散射相對(duì)容易測(cè)，把它測(cè)出來(lái)，理論上就可以算出顆粒物濃度了。但在實(shí)際運(yùn)用中，事情并沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。光的散射與顆粒物濃度之間的關(guān)系是很不確定的，受到諸多因素的影響，例如顆粒物的化學(xué)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(shí)隨地都可能在變，需要儀器使用者不斷地用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行校正，沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)訓(xùn)練的業(yè)余人士不大可能辦得到。有研究者做過(guò)理論計(jì)算：利用光散射儀測(cè)定PM2.5，至少有30-40%的不確定性[22]。這種不確定性是這類(lèi)儀器固有的，質(zhì)量可靠的專(zhuān)業(yè)儀器尚且如此，更何況市面上儀器的質(zhì)量并不都是理想的呢。
作為普通老百姓，與其把精力和金錢(qián)花在自己監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量上，還不如呼吁環(huán)保部門(mén)早日監(jiān)測(cè)PM2.5并公開(kāi)數(shù)據(jù)。現(xiàn)在新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》正在向公眾征求意見(jiàn)，并擬于2016年實(shí)施[11]，公眾的聲音也許能使這一時(shí)間大大提前。至于有人宣稱(chēng)自己動(dòng)手監(jiān)測(cè)，可以監(jiān)督環(huán)保部門(mén)，防止他們偽造數(shù)據(jù)。這其實(shí)是沒(méi)有道理的。非專(zhuān)業(yè)人士操作非專(zhuān)業(yè)的或質(zhì)量不高的專(zhuān)業(yè)儀器測(cè)得的結(jié)果是不可靠的，沒(méi)有能力去挑戰(zhàn)環(huán)保部門(mén)的結(jié)果，這種監(jiān)督可以說(shuō)是無(wú)效的。
10. 灰霾天是PM2.5引起的嗎？
雖然肉眼看不見(jiàn)空氣中的顆粒物，但是顆粒物卻能降低空氣的能見(jiàn)度，使藍(lán)天消失，天空變成灰蒙蒙的一片，這種天氣就是灰霾天。根據(jù)《2010年灰霾試點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)告》，在灰霾天，PM2.5的濃度明顯比平時(shí)高，PM2.5的濃度越高，能見(jiàn)度就越低[23]。
雖然空氣中不同大小的顆粒物均能降低能見(jiàn)度，不過(guò)相比于粗顆粒物，更為細(xì)小的PM2.5降低能見(jiàn)度的能力更強(qiáng)。能見(jiàn)度的降低其本質(zhì)上是可見(jiàn)光的傳播受到阻礙。當(dāng)顆粒物的直徑和可見(jiàn)光的波長(zhǎng)接近的時(shí)候，顆粒對(duì)光的散射消光能力最強(qiáng)。可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在0.4-0.7微米之間，而粒徑在這個(gè)尺寸附近的顆粒物正是PM2.5的主要組成部分。理論計(jì)算的數(shù)據(jù)也清楚地表明這一點(diǎn)：粗顆粒的消光系數(shù)約為0.6平方米/克，而PM2.5的消光系數(shù)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(jī)顆粒物的消光系數(shù)都在3左右，是粗顆粒的5倍[24]。所以，PM2.5是灰霾天能見(jiàn)度降低的主要原因。
值得一提的是，灰霾天是顆粒物污染導(dǎo)致的，而霧天則是自然的天氣現(xiàn)象，和人為污染沒(méi)有必然聯(lián)系。兩者的主要區(qū)別在于空氣濕度，通常在濕度大于90%時(shí)稱(chēng)之為霧，而濕度小于80%時(shí)稱(chēng)之為霾，濕度在80-90%之間則為霧霾的混合體[25]。
1. PM2.5是什么？
如果是初次接觸，“PM2.5”這一串字符也許會(huì)讓你看得云里霧里，不知所云。其實(shí)它有一個(gè)容易理解的中文名——細(xì)顆粒物，是對(duì)空氣中直徑小于或等于2.5微米的固體顆粒或液滴的總稱(chēng)。這些顆粒如此細(xì)小，肉眼是看不到的，它們可以在空氣中漂浮數(shù)天。人類(lèi)纖細(xì)的頭發(fā)直徑大約是70微米，這就比最大的PM2.5還大了近三十倍。
PM是英文particulate matter（顆粒物）的首字母縮寫(xiě)。
準(zhǔn)確的PM2.5定義要在“直徑”之前加一個(gè)修飾語(yǔ)“空氣動(dòng)力學(xué)”，這可不是故作高深。空氣中的顆粒物并非是規(guī)則的球形，那怎么定義又怎么測(cè)量其直徑呢？在實(shí)際操作中，如果顆粒物在通過(guò)檢測(cè)儀器時(shí)所表現(xiàn)出的空氣動(dòng)力學(xué)特征與直徑小于或等于2.5微米且密度為1克/立方厘米的球形顆粒一致，那就稱(chēng)其為PM2.5。這樣的定義也就決定了在測(cè)定PM2.5時(shí)，需要利用空氣動(dòng)力學(xué)原理把PM2.5與更大的顆粒物分開(kāi)，而不是用孔徑為2.5微米的濾膜來(lái)分離。
知道了PM2.5的定義，就很容易得出PM10的定義了——將定義中的2.5換成10即可，PM10也被稱(chēng)為可吸入顆粒物。在PM10中，直徑在2.5至10微米之間的顆粒物被稱(chēng)為粗顆粒物，與細(xì)顆粒物相對(duì)。
2. PM2.5來(lái)自哪里，都有些什么成分？
雖然自然過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生PM2.5，但其主要來(lái)源還是人為排放。人類(lèi)既直接排放PM2.5，也排放某些氣體污染物，在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5。直接排放主要來(lái)自燃燒過(guò)程，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃燒、生物質(zhì)（秸稈、木柴）的燃燒、垃圾焚燒。在空氣中轉(zhuǎn)化成PM2.5的氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物。其它的人為來(lái)源包括：道路揚(yáng)塵、建筑施工揚(yáng)塵、工業(yè)粉塵、廚房煙氣。自然來(lái)源則包括：風(fēng)揚(yáng)塵土、火山灰、森林火災(zāi)、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細(xì)菌。
PM2.5的來(lái)源復(fù)雜，成分自然也很復(fù)雜。主要成分是元素碳、有機(jī)碳化合物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽。其它的常見(jiàn)的成分包括各種金屬元素，既有鈉、鎂、鈣、鋁、鐵等地殼中含量豐富的元素，也有鉛、鋅、砷、鎘、銅等主要源自人類(lèi)污染的重金屬元素。
2000年有研究人員測(cè)定了北京的PM2.5來(lái)源：塵土占20%；由氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化而來(lái)的硫酸鹽、硝酸鹽、氨鹽各占17%、10%、6%；燒煤產(chǎn)生7%；使用柴油、汽油而排放的廢氣貢獻(xiàn)7%；農(nóng)作物等生物質(zhì)貢獻(xiàn)6%；植物碎屑貢獻(xiàn)1%。有趣的是，吸煙也貢獻(xiàn)了1%，不過(guò)這只是個(gè)粗略的科學(xué)估算，并不一定準(zhǔn)確[1]。該研究中也測(cè)定了北京PM2.5的成分：含碳的顆粒物，硫酸根，硝酸根，銨根加在一起占了重量了69% 。類(lèi)似地，1999年測(cè)定的上海PM2.5中有41.6%是硫酸銨、硝酸銨，41.4%是含碳的物質(zhì)[2]。
3. PM2.5對(duì)健康有什么危害？
PM2.5主要對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、加重哮喘、導(dǎo)致慢性支氣管炎、心律失常、非致命性的心臟病、心肺病患者的過(guò)早死[3]。老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。
污染物傳播途徑
如果空氣中PM2.5的濃度長(zhǎng)期高于10微克/立方米，死亡風(fēng)險(xiǎn)就開(kāi)始上升。濃度每增加10微克/立方米，總的死亡風(fēng)險(xiǎn)就上升4%，得心肺疾病的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升6%，得肺癌的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升8%[4-5]。這意味著多大的風(fēng)險(xiǎn)呢？我們可以拿吸煙做個(gè)比較。吸煙可使男性得肺癌死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升21倍（也就是上升2100%），女性的風(fēng)險(xiǎn)上升11倍（1100%）；使中年人得心臟病死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升2倍（200%）[6]。和吸煙一比，PM2.5的危害就顯得非常小了。如果吸煙都沒(méi)有讓你感到恐懼，那你就不用擔(dān)心眼下PM2.5超標(biāo)對(duì)健康的影響了。
但是，從全社會(huì)的角度出發(fā)，降低這些看似不大的風(fēng)險(xiǎn)，收益卻是很大的。美國(guó)環(huán)保局在2003年做了一個(gè)估算：“如果PM2.5達(dá)標(biāo)，全美國(guó)每年可以避免數(shù)萬(wàn)人早死、數(shù)萬(wàn)人上醫(yī)院就診、上百萬(wàn)次的誤工、上百萬(wàn)兒童得呼吸系統(tǒng)疾病”[7]。相比當(dāng)前的中國(guó)，美國(guó)當(dāng)時(shí)的空氣質(zhì)量已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)，只有很少的地區(qū)存在略微的超標(biāo)[8]。如果中國(guó)的PM2.5能夠達(dá)標(biāo)，社會(huì)收益無(wú)疑將會(huì)是巨大的。
上述關(guān)于PM2.5死亡風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)源自2002年發(fā)表于《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》的一篇論文[4]。這篇論文分析了一項(xiàng)長(zhǎng)期研究中參與者的死亡率和空氣污染之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)死亡率升高與PM2.5和二氧化硫的污染有關(guān)聯(lián)，而與粗顆粒物污染沒(méi)有可靠的關(guān)聯(lián)。該項(xiàng)在美國(guó)進(jìn)行的前瞻性研究始于1982年，當(dāng)時(shí)招募了120萬(wàn)的參與者。論文的結(jié)論是基于長(zhǎng)達(dá)16年的隨訪數(shù)據(jù)，是目前關(guān)于PM2.5污染增加死亡風(fēng)險(xiǎn)最可靠的證據(jù)。
4. 如果沒(méi)有污染，PM的濃度有多高，現(xiàn)在實(shí)際有多高？
即使沒(méi)有人為污染，空氣中也有一定濃度的PM2.5，這個(gè)濃度被稱(chēng)為背景濃度。在美國(guó)和西歐，背景濃度大約為3-5微克/立方米[5]，澳大利亞的背景濃度也在5微克/立方米左右[9]。中國(guó)的背景濃度有多高？目前尚無(wú)公開(kāi)的數(shù)據(jù)，但應(yīng)該不會(huì)和其他國(guó)家相差太大。
中國(guó)尚未開(kāi)展大范圍的PM2.5監(jiān)測(cè)，公開(kāi)的PM2.5數(shù)據(jù)非常有限。位于廣州的環(huán)保部華南環(huán)境科學(xué)研究所從2011年從6月13日開(kāi)始每日發(fā)布PM2.5監(jiān)測(cè)值[10]，截至11月20日，濃度范圍在0.6至99 微克/立方米之間（注：0.6這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是儀器故障所致，正常值不會(huì)這么低），平均值為38微克/立方米，這個(gè)值超過(guò)了擬發(fā)布的年均標(biāo)準(zhǔn)（35微克/立方米）[11]。在這121天中，已經(jīng)有6天超過(guò)了擬發(fā)布的日均標(biāo)準(zhǔn)（75微克/立方米）。從近十幾年來(lái)發(fā)表的科學(xué)論文中，可以查到中國(guó)一些大城市某一區(qū)域某一階段的PM2.5的測(cè)定值。例如，2000年在北京的5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的PM2.5年均值為101微克/立方米[2]；2008北京奧運(yùn)會(huì)的17天中，在北大測(cè)得的PM2.5最低28.2，最高147.4微克/立方米， 平均64.7微克/立方米[12]。1999年，在上海兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)定的PM2.5年均值為57.9和61.4 微克/立方米[2]。這些年均值都遠(yuǎn)高于擬發(fā)布的年均標(biāo)準(zhǔn)（35微克/立方米）。
除了查閱以上這些零星的數(shù)據(jù)，我們還可以根據(jù)PM10的數(shù)據(jù)估算一下PM2.5的濃度。按照中國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，PM10是常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，全國(guó)性監(jiān)測(cè)已開(kāi)展了十幾年。從2001年至2009年，全國(guó)主要城市PM10的平均值從125降到了90微克/立方米[13]。PM2.5和PM10之間的比例通常在0.5-0.8之間，我們?nèi)?.8做一個(gè)極端估算可得：2009年全國(guó)主要城市的PM2.5平均值為72微克/立方米，是即將發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)的2.1倍（35微克/立方米）。和美國(guó)的空氣質(zhì)量相比，這差多少呢？2009年，全美國(guó)年均PM2.5為9.9微克/立方米，在724個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有90%以上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)年均值低于12.6微克/立方米[8]。
全國(guó)的年均值只是用來(lái)反映我國(guó)顆粒物污染的總體現(xiàn)狀，對(duì)于評(píng)價(jià)我們所在城市的空氣質(zhì)量意義并不大。我們更需要關(guān)注的是離我們生活、工作最近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)哪里有呢？如果你生活在北京而且恰好在美國(guó)大使館附近，那你可以參考該館發(fā)布的實(shí)時(shí)PM2.5數(shù)據(jù)。
不過(guò)值得一提的是，雖然美國(guó)大使館的監(jiān)測(cè)儀器是專(zhuān)業(yè)的（見(jiàn)問(wèn)答9），但是大使館畢竟不是環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)，沒(méi)有證據(jù)表明他們的工作人員具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且他們測(cè)出的PM2.5數(shù)值經(jīng)常比環(huán)保部門(mén)以及第三方測(cè)定的PM10還高，這是不正常的。所以，美國(guó)大使館的數(shù)據(jù)也只能“僅供參考”。
然而，我們更多的人并不生活在北京，即使在北京也不在美國(guó)大使館附近，那我們?cè)摽茨睦锏臄?shù)據(jù)呢？全國(guó)主要城市的實(shí)時(shí)PM10數(shù)據(jù)可以在環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的網(wǎng)站上查到，每個(gè)城市都有數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，我們可以選離得最近的那個(gè)點(diǎn)作參考。如果你很樂(lè)觀，那么可以估算PM2.5=PM10 × 0.5，如果你很悲觀，那么就估算PM2.5=PM10 × 0.8。
5. 其他國(guó)家實(shí)施PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)了嗎，標(biāo)準(zhǔn)值是多少？
自從美國(guó)于1997年率先制定PM2.5的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，許多國(guó)家都陸續(xù)跟進(jìn)將PM2.5納入監(jiān)測(cè)指標(biāo)。如果單純從保護(hù)人類(lèi)健康的目的出發(fā)，各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)一樣，因?yàn)橹贫?biāo)準(zhǔn)所依據(jù)的是相同的科學(xué)研究結(jié)果。然而，標(biāo)準(zhǔn)的制定還需考慮各國(guó)的污染現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，在一個(gè)空氣污染嚴(yán)重的發(fā)展中國(guó)家制定極為嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)只能成為一個(gè)華麗的擺設(shè)，沒(méi)有實(shí)際意義。根據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)和哈佛大學(xué)的研究結(jié)果，世界衛(wèi)生組織（WHO）于2005年制定了PM2.5的準(zhǔn)則值。高于這個(gè)值，死亡風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)顯著上升。WHO同時(shí)還設(shè)立了三個(gè)過(guò)渡期目標(biāo)值，為目前還無(wú)法一步到位的地區(qū)提供了階段性目標(biāo)，其中目標(biāo)-1的標(biāo)準(zhǔn)最為寬松，目標(biāo)-3最嚴(yán)格[5]。
下表列舉了WHO以及幾個(gè)有代表性的國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)擬實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)與WHO過(guò)渡期目標(biāo)-1相同。美國(guó)和日本的標(biāo)準(zhǔn)一樣，與目標(biāo)-3基本一致。歐盟的標(biāo)準(zhǔn)略微寬松，與目標(biāo)-2一致，澳大利亞的標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格，年均標(biāo)準(zhǔn)比WHO的準(zhǔn)則值還低。標(biāo)準(zhǔn)的寬嚴(yán)程度基本反映了各國(guó)的空氣質(zhì)量情況，空氣質(zhì)量越好的國(guó)家就越有能力制定和實(shí)施更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。
世界衛(wèi)生組織(WHO)和一些國(guó)家的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)(單位：微克/立方米)
6. 中國(guó)的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)和其他國(guó)家比，很落后嗎？
中國(guó)的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)擬于2016年生效，雖然比美國(guó)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(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值來(lái)看，中國(guó)即將發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與WHO過(guò)渡期目標(biāo)-3一致，雖然落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，但也算是開(kāi)始了三步走的第一步。然而，即使標(biāo)準(zhǔn)值相同，而評(píng)判是否達(dá)標(biāo)的方式不同，約束力是有極大差異的。舉個(gè)例子，中國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定于1996年，其中PM10的日均標(biāo)準(zhǔn)為150微克/立方米，表面上已和美國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)一樣嚴(yán)格。但是，按照美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，平均每年最多只能有1天超標(biāo)，否則就算不達(dá)標(biāo)，超標(biāo)地區(qū)需要提交改進(jìn)方案并加以實(shí)施。而在中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)文件中，沒(méi)有類(lèi)似的規(guī)定。各地區(qū)在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，只是計(jì)算每年的“達(dá)標(biāo)天數(shù)”和“達(dá)標(biāo)率”。PM10的標(biāo)準(zhǔn)至今已經(jīng)執(zhí)行了15年，一個(gè)86.2%的達(dá)標(biāo)率還可以作為正面消息報(bào)道[14]。
在即將發(fā)布的PM2.5新標(biāo)準(zhǔn)中，依然沒(méi)有規(guī)定多高的達(dá)標(biāo)率才是可接受的。WHO和其他國(guó)家是怎么規(guī)定的呢？WHO要求每年最多有3天超標(biāo)（99%的達(dá)標(biāo)率），澳大利亞最多5天，而美國(guó)和日本要求的達(dá)標(biāo)率為98%。中國(guó)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的落后不僅是在標(biāo)準(zhǔn)值，更重要的是在約束力上。
7. 新標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布，為什么要到2016年才實(shí)施？
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)制定者是這樣回答的：“考慮到環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，以及目前全國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)能力現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，為保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可比性，將全國(guó)統(tǒng)一實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間定為2016 年1 月1 日，以便為各地區(qū)預(yù)留足夠的準(zhǔn)備時(shí)間，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的有關(guān)配套工作[15]。”
這么說(shuō)有道理嗎？我們不妨參考一下其他國(guó)家是怎么做的。在美國(guó)和澳大利亞環(huán)保部門(mén)的網(wǎng)站上，對(duì)于PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程有非常詳細(xì)的備忘錄，我們就以這兩個(gè)國(guó)家為例。
美國(guó)早在1994年就宣布要增加PM2.5的指標(biāo)。1994-1996年間，開(kāi)了多次研討會(huì)，在1996年底發(fā)布了征求意見(jiàn)稿。征求意見(jiàn)期間共接了14000個(gè)電話，收到4000封電子郵件、50000份書(shū)面或口頭意見(jiàn)，而且多次通過(guò)聽(tīng)證會(huì)、會(huì)議、電視節(jié)目征求意見(jiàn)。經(jīng)過(guò)這番誠(chéng)意十足的意見(jiàn)征求，終于在1997年9月16日發(fā)布了PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)。但在那時(shí)，尚未展開(kāi)全國(guó)的PM2.5監(jiān)測(cè)，直到1999年各州才陸續(xù)開(kāi)始，2000年P(guān)M2.5監(jiān)測(cè)常規(guī)化[16]。
澳大利亞在2001年開(kāi)始考慮，并在2003年制定了PM2.5的非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。制定該標(biāo)準(zhǔn)的目的是收集數(shù)據(jù)，以便檢討這一標(biāo)準(zhǔn)是否合理，并準(zhǔn)備于2005年開(kāi)始考慮制定強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。在征求意見(jiàn)的過(guò)程中，有反對(duì)者認(rèn)為應(yīng)該直接設(shè)立強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，否則缺乏約束力，意義也就不大。澳大利亞環(huán)保委員會(huì)（NEPC）認(rèn)為當(dāng)時(shí)缺乏足夠的PM2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，沒(méi)法很好地評(píng)估不達(dá)標(biāo)會(huì)帶來(lái)怎樣的影響，堅(jiān)持了原先的做法[9]。直到今年（2011年），澳大利亞的PM2.5仍然不是強(qiáng)制指標(biāo)[17]，不過(guò)這期間一直在做大量的監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)研究工作[18]。
中國(guó)的PM2.5強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)正在征求意見(jiàn)中，并擬于2016年實(shí)施，“實(shí)施”的含義應(yīng)該是指開(kāi)展常規(guī)檢測(cè)并公布結(jié)果。美國(guó)從1997年發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)到2000年全國(guó)監(jiān)測(cè)常規(guī)化花了兩三年的時(shí)間。澳大利亞2003年發(fā)布非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，隨后即開(kāi)展全國(guó)監(jiān)測(cè)。考慮到中國(guó)的國(guó)情，延后幾年“實(shí)施”有其合理性，但是四五年的時(shí)間是否太長(zhǎng)了呢？
8. 怎么測(cè)定PM2.5？
空氣中漂浮著各種大小的顆粒物，PM2.5是其中較細(xì)小的那部分（定義見(jiàn)問(wèn)答1）。不難想到，測(cè)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(cè)定分離出來(lái)的PM2.5的重量。目前，各國(guó)環(huán)保部門(mén)廣泛采用的PM2.5測(cè)定方法有三種：重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這三種方法的第一步是一樣的，區(qū)別在于第二步。
將PM2.5直接截留到濾膜上，然后用天平稱(chēng)重，這就是重量法。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(xì)小的顆粒還是能穿過(guò)濾膜。只要濾膜對(duì)于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率，就算是合格的[19]。損失部分極細(xì)小的顆粒物對(duì)結(jié)果影響并不大，因?yàn)槟遣糠诸w粒對(duì)PM2.5的重量貢獻(xiàn)很小。
測(cè)定PM2.5
重量法是最直接、最可靠的方法，是驗(yàn)證其它方法是否準(zhǔn)確的標(biāo)桿。然而重量法需人工稱(chēng)重，程序繁瑣費(fèi)時(shí)。如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，就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beta射線，射線穿過(guò)濾紙和顆粒物時(shí)由于被散射而衰減，衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據(jù)射線的衰減就可以計(jì)算出PM2.5的重量[20]。美國(guó)大使館那臺(tái)知名度很高的儀器依據(jù)的就是此原理。
微量振蕩天平法：一頭粗一頭細(xì)的空心玻璃管，粗頭固定，細(xì)頭裝有濾芯。空氣從粗頭進(jìn)，細(xì)頭出，PM2.5就被截留在濾芯上。在電場(chǎng)的作用下，細(xì)頭以一定頻率振蕩，該頻率和細(xì)頭重量的平方根成反比。于是，根據(jù)振蕩頻率的變化，就可以算出收集到的PM2.5的重量[20]。
將PM2.5分離出來(lái)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(guò)切割器時(shí)，那些較大的顆粒因?yàn)閼T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(guò)。也許你已經(jīng)覺(jué)察到，這和發(fā)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(xì)顆粒則更容易到達(dá)肺的深處，從而產(chǎn)生更大的健康風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于PM2.5的切割器來(lái)說(shuō)，2.5微米是一個(gè)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(guò)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(guò)。例如，按照《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定 重量法》的要求，3.0微米以上顆粒的通過(guò)率需小于16%，而2.1微米以下顆粒的通過(guò)率要大于84%[21]。
特殊的結(jié)構(gòu)加上特定的空氣流速共同決定了切割器對(duì)顆粒物的分離效果，這兩者稍有變化，就會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生很大影響，而使結(jié)果失去可比性。因此，美國(guó)環(huán)保局在1997年制定世界上第一個(gè)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，一并規(guī)定了切割器的具體結(jié)構(gòu)[16]。于是，雖然 PM2.5的測(cè)定儀器有不少品牌，它們外觀卻極為相似。
9. 市面上有些手機(jī)大小的儀器號(hào)稱(chēng)可以測(cè)PM2.5，靠譜嗎？
和環(huán)保部門(mén)采用的標(biāo)準(zhǔn)方法相比，用非專(zhuān)業(yè)儀器測(cè)PM2.5顯然是不可靠的，但很難說(shuō)到底有多不準(zhǔn)，只有拿來(lái)和標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)比一下才知道。測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)也許能說(shuō)明一點(diǎn)問(wèn)題，比如能分辯出房間里有沒(méi)有人吸煙，是不是剛掃過(guò)地，可是這些你的鼻子也能做到吧。
市面上的非專(zhuān)業(yè)儀器利用光散射的原理測(cè)定顆粒物濃度，這種方法并沒(méi)有被各國(guó)環(huán)保部門(mén)采納為標(biāo)準(zhǔn)方法，但是有依據(jù)此原理制成的專(zhuān)業(yè)儀器，在科研中也有運(yùn)用。空氣中的顆粒物濃度越高，對(duì)光的散射就越強(qiáng)。光的散射相對(duì)容易測(cè)，把它測(cè)出來(lái)，理論上就可以算出顆粒物濃度了。但在實(shí)際運(yùn)用中，事情并沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。光的散射與顆粒物濃度之間的關(guān)系是很不確定的，受到諸多因素的影響，例如顆粒物的化學(xué)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(shí)隨地都可能在變，需要儀器使用者不斷地用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行校正，沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)訓(xùn)練的業(yè)余人士不大可能辦得到。有研究者做過(guò)理論計(jì)算：利用光散射儀測(cè)定PM2.5，至少有30-40%的不確定性[22]。這種不確定性是這類(lèi)儀器固有的，質(zhì)量可靠的專(zhuān)業(yè)儀器尚且如此，更何況市面上儀器的質(zhì)量并不都是理想的呢。
作為普通老百姓，與其把精力和金錢(qián)花在自己監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量上，還不如呼吁環(huán)保部門(mén)早日監(jiān)測(cè)PM2.5并公開(kāi)數(shù)據(jù)。現(xiàn)在新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》正在向公眾征求意見(jiàn)，并擬于2016年實(shí)施[11]，公眾的聲音也許能使這一時(shí)間大大提前。至于有人宣稱(chēng)自己動(dòng)手監(jiān)測(cè)，可以監(jiān)督環(huán)保部門(mén)，防止他們偽造數(shù)據(jù)。這其實(shí)是沒(méi)有道理的。非專(zhuān)業(yè)人士操作非專(zhuān)業(yè)的或質(zhì)量不高的專(zhuān)業(yè)儀器測(cè)得的結(jié)果是不可靠的，沒(méi)有能力去挑戰(zhàn)環(huán)保部門(mén)的結(jié)果，這種監(jiān)督可以說(shuō)是無(wú)效的。
10. 灰霾天是PM2.5引起的嗎？
雖然肉眼看不見(jiàn)空氣中的顆粒物，但是顆粒物卻能降低空氣的能見(jiàn)度，使藍(lán)天消失，天空變成灰蒙蒙的一片，這種天氣就是灰霾天。根據(jù)《2010年灰霾試點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)告》，在灰霾天，PM2.5的濃度明顯比平時(shí)高，PM2.5的濃度越高，能見(jiàn)度就越低[23]。
雖然空氣中不同大小的顆粒物均能降低能見(jiàn)度，不過(guò)相比于粗顆粒物，更為細(xì)小的PM2.5降低能見(jiàn)度的能力更強(qiáng)。能見(jiàn)度的降低其本質(zhì)上是可見(jiàn)光的傳播受到阻礙。當(dāng)顆粒物的直徑和可見(jiàn)光的波長(zhǎng)接近的時(shí)候，顆粒對(duì)光的散射消光能力最強(qiáng)。可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在0.4-0.7微米之間，而粒徑在這個(gè)尺寸附近的顆粒物正是PM2.5的主要組成部分。理論計(jì)算的數(shù)據(jù)也清楚地表明這一點(diǎn)：粗顆粒的消光系數(shù)約為0.6平方米/克，而PM2.5的消光系數(shù)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(jī)顆粒物的消光系數(shù)都在3左右，是粗顆粒的5倍[24]。所以，PM2.5是灰霾天能見(jiàn)度降低的主要原因。
值得一提的是，灰霾天是顆粒物污染導(dǎo)致的，而霧天則是自然的天氣現(xiàn)象，和人為污染沒(méi)有必然聯(lián)系。兩者的主要區(qū)別在于空氣濕度，通常在濕度大于90%時(shí)稱(chēng)之為霧，而濕度小于80%時(shí)稱(chēng)之為霾，濕度在80-90%之間則為霧霾的混合體[25]。
