PM2.5专题

环境大气中的PM2.5与灰霾1.空气污染是全球特大城市面临的共同问题2.PM2.5逐渐进入环境空气质量标准3.我国大气PM2.5污染特征4.如何防治大气PM2.5污染主要内容颗粒物大小5到10微米的颗粒物可以在咽喉通过物理机制去除。小于5微米的颗粒物会到达支气管。.颗粒物大小影响其在大气和人体中的特性，并决定颗粒物是否会进入肺部，以及其被肺部吸收的潜能。大于10微米的颗粒物可以被鼻子和咽喉截住，而不会进入肺部。直径小于2.5微米的颗粒物会通过呼吸进入肺部最深处，所以从人类健康讲是最受关注的颗粒物种类与颗粒物有关的健康危害•由心脏病和肺病造成的过早死亡•使心脏病和肺病恶化，并和以下疾病有关：–心血管疾病–心律失常–心脏病–呼吸系统疾病：哮喘、支气管炎–以上可导致入院率，急诊病历，病假率和限制活动天数的上升。•儿童和老年人，及有呼吸和心脏问题的人可能会对PM2.5特别敏感吴兑等中国环科院张凯、柴发合等大气能见度下降趋势显著05101520253000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5PM2.5c/mg•m-3能见度/kmRH70%70%RH80%80%RH90%RH90%乘幂(RH70%)乘幂(70%RH80%)乘幂(80%RH90%)乘幂(RH90%)广州y=1.2639x-0.6077R2=0.6591y=0.8072x-0.646R2=0.7102y=0.5548x-0.6324R2=0.6069y=0.2185x-0.7401R2=0.8067能见度与PM2.5呈对数负相关关系,以广州为例当PM2.5每下降10%,能见度可改善6-8%我国大气环境保护的战略目标2050年全国大气环境保护的总体目标：通过大气污染综合防治，大幅度降低环境空气中各种污染物的浓度，城市和重点地区的大气环境质量得到明显改善，全面达到国家空气质量标准，基本实现世界卫生组织(WHO)环境空气质量浓度指导值，满足保护公众健康和生态安全的要求。（希望与世界卫生组织的标准体系接轨。）新时期《环境空气质量标准》的特征针对性：应以保护人体健康为第一目标战略性：为实现环境宏观战略目标服务可比性：与WHO/发达/发展中国家参比（去年11月23日《中国环境报》对话栏目专访：新标准更加关注公众健康）新时期8总悬浮颗粒物飘尘（参考）二氧化硫氮氧化物光化学氧化剂1979年环保法（试行）1982年大气环境质量标准(GB3095-82)1987年大气法1996年环保法1989年2000年环境空气质量标准(GB3095-1996)2012年环境空气质量标准修改单总悬浮颗粒物可吸入颗粒物二氧化硫氮氧化物一氧化碳臭氧铅氟化物二氧化氮苯并[a]芘环境空气质量功能区维持不变取消氮氧化物；放宽二氧化氮和臭氧二级限值与国际接轨，适当增加项目一类区：自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。三类区：特定工业区。一类区：国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等。二类区：城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村等。三类区：大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。1、为适应社会经济发展，环境空气质量标准分功能区制定；2、逐渐缩小三类区，扩大二类区；3、局地污染物，由地方制定标准。中国环境空气质量标准演变过程环境空气质量标准(GB3095-2012)取消第三类功能区增加PM2.5和臭氧8小时平均，收紧PM10和NO2限值，加严数据有效性2012年环境空气质量标准的修订要点PM10：二级标准年平均浓度限值由目前的100μg/m3调整为70μg/m3；PM2.5：二级标准年和24小时平均浓度限值分别为35μg/m3和75μg/m3；O3：增加二级标准8小时平均浓度限值160μg/m3；NO2：二级标准年、24小时和1小时平均浓度限值分别从80μg/m3、120μg/m3和240μg/m3降到40μg/m3、80μg/m3和200μg/m3；2012年环境空气质量标准的修订要点将三类功能区调整并入二类；加严了苯并[a]芘的浓度限值；加严了铅,提出了部分重金属参考浓度限值；提高监测数据统计的有效性要求；第一个经国务院常务会议审议的环境标准；新的《环境空气质量标准》标志我国大气环境管理开始由以污染物减排为目标导向向以环境质量改善为目标导向的战略性转变。PM10(μg/m3)PM2.5(μg/m3)选择浓度的依据过渡时期目标-1(IT-1)7035相对于AQG水平而言，在这些水平的长期暴露会增加大约15%的死亡风险过渡时期目标-2(IT-2)5025除了其它健康利益外，与过渡时期目标-1相比，在这个水平的暴露会降低大约6%[2%～11%]的死亡风险过渡时期目标-3(IT-3)3015除了其它健康利益外，与过渡时期目标-2相比，在这个水平的暴露会降低大约6%[2%～11%]的死亡风险空气质量准则值(AQG)2010对于PM2.5的长期暴露，这是一个最低水平，在这个水平，总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌的死亡率会增加（95%以上可信度）。WHO颗粒物空气质量准则和过渡时期目标：年均值aa应优先选择PM2.5准则值(AQG)PM10(μg/m3)PM2.5(μg/m3)选择浓度的基础过渡时期目标-1(IT-1)15075以已发表的多中心研究和Meta分析中得出的危险度系数为基础（超过AQG值的短期暴露会增加5%的死亡率）过渡时期目标-2(IT-2)10050以已发表的多中心研究和Meta分析中得出的危险度系数为基础（超过AQG值的短期暴露会增加2.5%的死亡率）过渡时期目标-3(IT-3)*7537.5以已发表的多中心研究和Meta分析中得出的危险度系数为基础（超过AQG值的短期暴露会增加1.2%的死亡率）空气质量准则值(AQG)5025建立在24小时和年均暴露的基础上a第99百分位数(3天/年)。*以卫生管理为目的。以年平均浓度准则值为基础；准确数的选择取决于当地日平均浓度频率分布；PM2.5或PM10日平均浓度的分布频率通常接近对数正态分布。WHO对于颗粒物的空气质量准则和过渡时期目标：24小时浓度a新标准推动环境空气质量管理与世界卫生组织接轨以PM2.5为例世界卫生组织目标值及指导值第一过渡阶段第二过渡阶段第三过渡阶段指导值年日均值3525151024小时均值755037.525采用国家及印度欧盟美国加拿大地区墨西哥泰国日本新加坡澳大利亚改善环境空气质量是国家和人民的意志李克强总理在第七次全国环境保护大会强调：“基本的环境质量是一种公共产品，是政府必须确保的公共服务。要努力不欠新账、多还旧账，解决好突出环境问题。环境空气质量新标准的颁布，是全社会对改善环境质量的期待新标准响应了公众对空气质量尤其细颗粒物的关注，因此，新标准体现了国家意志和人民意志，承载了全社会对改善空气质量的新期待。环境空气质量标准带来的挑战：PM10PM10：二级标准年平均浓度限值由100μg/m3调整为70μg/m3南京南宁南昌合肥宁波上海拉萨吉林深圳石家庄贵州苏州福州温州汕头武汉厦门成都哈尔滨西安西宁海口长沙扬州海口长春银川北京济南郑州兰州重庆昆明0.000.020.040.060.080.10PM10(mg/m3)2011年34个大中城市PM10的年均值在旧标准下均达标，而在新标准下仅有9个城市达标。环境空气质量标准带来的挑战：O3O3：增加二级标准8小时平均浓度限值160μg/m3美国臭氧标准变化历程年平均时间ppm19711hour0.08*19791hour0.121993unchanged19978hour0.0820088hour0.075臭氧不达标区域数量年数量标准19901011hour1997261hour20001268hour2010318hour*TotalPhotochemicalOxidants环境空气质量标准带来的挑战：O3O3：增加二级标准8小时平均浓度限值160μg/m311/11/13/15/17/19/111/10.00.10.20.30.40.5密云2009年O3小时浓度分布O3(mg/m3)time密云2008年12月到2009年11月共8305个有效小时均值，其中超过0.2mg/m3的小时数为293，占3.5%，而考虑新标准中增加的8小时滑动平均，超过0.16mg/m3的小时数为532，占6.4%。•霾haze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10.0km的空气普遍混浊现象。霾使远处光亮物体微带黄、红色，使黑暗物体带蓝色。•霾的判识条件–能见度小于10公里，相对湿度小于80%，判识为霾；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。•霾的厚度比较厚，可达1～3km左右，与晴空区之间没有明显的边界，霾粒子的分布比较均匀，因而在霾中能见度非常均匀；•霾粒子的尺度比较小，从0.001μm到10μm，平均直径大约在1～2μm左右,肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。•由灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，易散射波长较长的光，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。由于在城市严重空气污染地区，霾可以频繁出现，又主要呈橙灰色，而且城市污染大气气溶胶中有许多黑碳粒子,因而我们也将其称之为灰霾天气，大气颗粒物的来源大气细颗粒物有天然的和人为活动产生的，目前以后者为主。工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天然源排放的一次粒子和由气体向颗粒物转化而生成的二次粒混合物我国各地的PM2.5占PM10的份额约50-80%影响深圳市环境空气中PM2.5浓度的主要源类依次是：机动车尾气尘，燃油尘，硫酸盐，餐饮油烟尘，建筑水泥尘，煤烟尘，硝酸盐。PM2.5来源也存在明显的季节差异。夏季PM2.5受煤烟尘影响小，冬季PM2.5受煤烟尘影响增大。我国的PM2.5的特点：质量浓度高，二次细颗粒物份额高EC:元素碳POA：一次有机物；SNA：SO42-+NO3-+NH4+；SOA：二次有机物深圳市复合型污染不是简单叠加当前大气污染的特征煤燃烧汽车尾气扬尘等++大气氧化剂(O3,OH)hv二次污染复合污染通量天然源沉降SO2,NOx等HC、NOxPM10、PM2.5细粒子(SO42-,NO3-)复合性大气污染的机制及特征多种污染物多种污染类型叠加多种过程耦合多尺度污染（局地与区域）相互作用多种污染物综合控制上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送更高浓度细粒子,O3输送关键物种PM2.5一次排放的气态污染物SO2，NOx，VOC（挥发性有机物）大气氧化性O3，NOx+VOC（臭氧）•形成灰霾——一、二次粒子的混合物降低能见度•影响人体健康•远距离输送，造成区域性或全球性问题•影响气候变化细颗粒物PM2.5的环境影响1.空气污染是全球特大城市面临的共同问题2.PM2.5逐渐进入环境空气质量标准3.我国大气PM2.5污染特征4.如何防治大气PM2.5污染主要内容PMPM2.5是从哪里来的？VOCsNO2SO2污染源直接向环境中排放颗粒物，和可以通过大气化学反应转化为颗粒物的颗粒物前体（SO2,，NO2，VOCs）氨(NH3)氨(NH3)中国PM2.5/PM10浓度水平100µg/m3PM2.5浓度随地理位置变化较大，通常北方高于南方地区；在各区域冬季浓度通常较高。PM2.5浓度普遍处于较高的水平。在远离人为活动的森林和沿海地区PM2.5浓度相对较低。Samplingdate2000200120022003200420052006200720082009PM2.5(g/m3)050100150200250NanjingSamplingdate199920002001200220032004200520062007PM2.5(g/m3)