2013年一月中旬灰霾笼罩着华北地区，多地出现PM2.5浓度小时均值超过800微克每立方米、空气质量为六级的严重污染。一时间空气污染再度成为人们热议的话题，“爆表”成了微博上最热的词语，PM2.5由一个科学研究的术语再次走向台前成为公众视线的焦点。面对频频发生的“PM2.5事件”，除关注之外，很多担心和疑问也随之而来，什么是PM2.5，为什么它可以带来灰霾，它从何而来，它对于我们的健康有何影响，面对PM2.5我们又可以采取哪些防护措施和治理对策。本文选择了日前常为人提及的十个问题做出解答。 1．什么是PM2.5？
在连续的灰霾天气中，PM2.5, 一个英文与数字的组合而成的学术术语成为人们谈论的焦点。了解PM2.5事件，我们首先要了解大气颗粒物以及什么是PM2.5? PM2.5中的PM是大气颗粒物的英文“Particulate Matter”的缩写，指分散在大气中的各种固体和液体微粒，它并不是某一种化学物质，而是复杂化学物质形成的混合物。这些固体或液体颗粒往往可以在空气中较长时间停留，形成相对稳定的悬浮体系，称为大气气溶胶。大气中颗粒物的形状极其不规则，难以采取几何直径来描述其大小，但可以根据颗粒的质量和惯性，用空气动力学的方式将不同粒径的颗粒物分开，然后计算出颗粒物的空气动力学直径来
描述其大小。
空气动力学直径在10-100微米之间的粒子在空气中停留较短的时间，然后逐渐沉降到地面，故被称为降尘；而直径在10微米以下的颗粒不仅能在大气中悬浮较长的时间，还能进入人体呼吸道，这部分颗粒称为飘尘或可吸入颗粒物；近来最受关注的PM 2.5是空气动力学直径小于2.5微米的颗粒物，我们常把他们叫做细颗粒物（也称细粒子）。
由于粒径细小，PM2.5可以更加深入地进入呼吸系统，沉积在呼吸系统的不同部位，进入肺泡，而粒径小于0.1微米的超细颗粒甚至能透过肺泡膜进入血液，产生更加严重的危害。PM2.5对于可见光有更强的散射作用，往往因此成为大气能见度降低的罪魁祸首。而由于拥有很大的比表面积1温玉理疗床金丝雀定位，PM2.5善于吸附空气中的其他化学物质，包括很多影响人体健康的化合物，另外也为大气中的化学反应提供了活性界面，成为许多污染物转化的“反应器”，有的产物甚至毒性更强。
shlr PM2.5的化学组成复杂，包括硫酸盐、硝酸盐、有机物、铵盐、矿质组分、黒碳和金属组分等。不同来源的PM2.5，其组分相差也很大。可见PM2.5小颗粒里有大问题，难怪它不得不“火”。
注：[1] 表面积与质量之比
2．什么是灰霾，雾和霾有什么关系？
在中国气象局《地面气象观测规范》中，霾天气被定义为“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10千米的空气普遍有混浊现象，使远处光亮物微带黄、红，使黑暗物微带蓝”。这里能见度是反映大气透明度的指标，用具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大距离表示。灰霾对自然能见度产生了影响，通过视觉直观反映了空气质量的好坏。此外，我们还可以通过大气成分的物理、物理化学、化学性质对灰霾等级进行定量表征。
一般来讲，雾和霾的区别主要在于水分含量的大小：能见度小于10公里，相对湿度小于80%，判识为霾，；相对湿度大于95%，判识为雾或轻雾；相对湿度为80-95%，按照地面气象观测规范规定的描述或大气成分指标进一步判识。另外，霾和雾还有一些肉眼看得见的“不一样”：雾的厚度只有几十米至200米，霾则有1千米～3千米；雾的颜是乳白、青白，霾则是黄、橙灰；雾的边界很清晰，过了“雾区”可能就是晴空万里，但是霾则与周围环境边界不明显。
但事实上雾霾二者关系密切，因为本来雾主要是由水滴组成的，而霾主要是由干粒子组成的。不过经常出现的情况是：雾和霾纠缠在一起。在稳定的天气条件下，随着排放的污染物浓度越来越大，霾就会越来越重。由于霾是干的气溶胶粒子，如果水汽增多，就会以霾为凝结核从而凝结变成雾滴，霾就会由一个逐渐的积累过程转化成雾；雾形成了以后，经太阳一晒，即使水滴蒸发了，凝结核还留在空气里，所以雾又会转化成了霾，有时这一转换过程很快。
跑步机控制器3．PM2.5和灰霾之间有什么关系，对能见度有什么影响？
PM2.5与大气灰霾之间有密不可分的联系，大气颗粒物的消光作用是导致能见度下降的灰霾天气的主要原因。
消光作用是光线受地球大气的吸收与散射而造成的强度减弱的效应。消光作用分为吸收和散射两部分：吸收就是指光在空气介质中传播时，空气中的分子与电磁波发生相互作用，使一部分能量转化为分子或原子内部的能量；散射是电磁波通过不均匀媒质时，部分将偏离原来方向而分散传播。北京市的研究表明，气体组分的消光作用仅占7%，而大气颗粒物的消光作用占93%，其中光的吸收作用占22%，光的散射作用占78%。
大气颗粒物的消光作用与颗粒物的浓度、粒径还有成分有关。
图 大气能见度与PM2.5质量浓度之间关系的示意图（邵敏，2012）2
注： [2] 邵敏.灰霾与PM2.5.世界环境[J].2012(1).
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颗粒物的浓度一般用质量浓度表示，即一定体积的大气中含有多少微克的颗粒物。研究表明，大气能见度与PM2.5的浓度之间具有明显的反相关关系，也就是PM2.5浓度越高，大气的能见度越差。但是值得注意的是，两者并不是简单的线性关系，而是呈下图的一个曲线关系。当我们从高颗粒物浓度（如图，80微克每立方米）开始降低50%达到40微克每
立方米，能见度改善的效果可能并不明显，而只有继续坚持PM2.5的治理，直到其浓度低于40微克每立方米之后，能见度改善的效果才比较明显。所以，从PM2.5污染控制到能见度明显好转之间的路可谓任重而道远。
大气颗粒物的消光作用也与其粒径有直接的关系。当颗粒物粒子的大小与光的波长相近的时候，发生米散射。PM2.5中粒径1.0微米以下的颗粒物，与太阳辐射中可见光的波长相近（约为0.4~0.8微米），易于发生米散射，对太阳光的消光作用更强，珠江三角洲的研究显示，90%的消光作用来自于这些1.0微米以下的超细颗粒物。
对于化学组成复杂的PM2.5，不同组分的消光作用是不同的。因此，在认识到消光作用与质量浓度的关系的基础上，还要进一步探究不同组分PM2.5对于大气能见度的影响，才能更加全面地认识二者之间的关系。
4．PM2.5和空气污染指数（API）或空气质量指数（AQI）之间有什么关系？
描述空气中PM2.5的浓度，我们会用到质量浓度，即一定体积的大气中含有多少微克的颗粒物。但单纯的浓度高低，难以直观反映空气质量的好坏。为了对空气质量进行评价和
管理，需要将空气污染物的浓度与空气质量标准进行比较，以判断空气质量的优劣。这种比较的结果，作为某时某地的空气指数表示出来。
去鱼鳞机 现行空气指数有两种：一种是空气污染指数（API），一种是空气质量指数（AQI）
目前我国大部分地区用空气污染指数(API)来评价空气质量，是依据传统的3项污染物,也就是二氧化硫，二氧化氮和PM10来计算的, API分为五级：
1、空气污染指数在0—50之间，级别为一级，对应空气质量的类别为优，表示颜为绿。
2、空气污染指数为51—100之间，级别为二级，对应空气质量类别为良，表示颜为蓝。
3、空气污染指数在101—200之间，级别为三级，对应空气质量类别为轻度污染，表示颜为黄。
4、空气污染指数在200—300之间，级别为四级，对应空气质量类别为中度污染，表示颜为红。
5、空气污染指数高达300以上，级别为五级，对应空气质量类别为重污染，表示颜为黑。
但是，API计算中没有包括对生态系统和人健康影响更为显著的2个污染物,即臭氧和PM2.5。因此，API指数的高低有时与公众实际对大气质量的感官感受存在差异。2012年环保部发布的《环境空气质量标准》（GB 3095—2012），明确将臭氧和PM2.5纳入到控制范围内，并且依据《环境空气质量标准》，制定《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012 ）。新的空气质量指数AQI的计算方法与API相同，但将空气质量划分为六级，增加对臭氧、PM2.5的评价，增加了1小时污染物浓度的监测，对空气质量的反映更为合理。
新标准将于2016年1月1日起在全国施行，而2013年1月1日，全国74个城市率先开始发布新标准计算的空气质量指数。其计算方法如下：
每种大气污染物的空气质量指数50、100、150、200、300、400、500分别对应一个浓度。得到实测浓度后先判断其位于哪个级别区段，以PM2.5为例，假设今日实测浓度为70微克每立方米，位于35~75微克每立方米之间，PM2.5为35微克每立方米对应空气质量指
数50，75微克每立方米对应指数为100，指数级别为二级。然后以实测浓度减去浓度低位值（70-35），除以级别浓度的差（75-35），再乘上对应级别指数之差（100-50），最后加上级别低位值对应的空气质量指数50，得到PM2.5浓度的分指数。
((70-35)μg∙m-3)/((75-35)μg∙m-3)×50+50=94
这样我们就得到了PM2.5的空气质量分指数，最后的空气质量指数将以几种主要污染物中分指数最高的值作为某时某地的空气质量指数，向公众发布。如果PM2.5的分指数最高，发布的空气质量指数就是PM2.5的分指数。
不同国家和地区对于空气质量指数都有一套自己的标准，计算方法和标准值规定往往不同，所以单纯比较空气指数是没有意义的。如果我们要比较两个国家的PM2.5污染状况，还是要以质量浓度为准。
5．大气中的PM2.5如何形成？
大气中的PM2.5一部分来自直接排放产生的“一次颗粒物”，另一部分来自化学转化生成的“二次颗粒物”。
“一次颗粒物”分自然和人为两种来源。自然源，诸如风沙、野火、海浪沫、火山活动以及一些生物过程，会产生细颗粒物进入大气；人类活动，诸如化石燃料燃烧、木材燃烧、烹调、机动车尾气排放、道路扬尘及车辆轮胎磨损等，都会排放颗粒物。
“二次颗粒物”是通过化学反应而生成，进而通过物理碰并等过程而变大。空气中机动车尾气排放挥发性有机物及氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫等首先通过大气中的光化学、多相反应，生成含有硫酸根、硝酸根、二次有机物等物质的二次颗粒物；与此同时，空气中原先存在的细粒子或凝结核通过碰并、凝聚、吸湿增长等物理过程成长为更大的粒子。
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