大气可吸入颗粒物的研究进展.doc

1、大气可吸入颗粒物的研究进展大气中的悬浮颗粒物(SPM)因会对人体健康产生负面影响而倍受人们关注。一般根据粒径大小可将SPM分为降尘和飘尘。飘尘是指空气动力学直径小于或等于10m的悬浮颗粒物，由于它易被人们吸人呼吸道内，因而也称为可吸入粒子。随着研究工作的深入，人们逐渐认识到，导致城区人群患病率和死亡率增加的主要因素是飘尘(或)的浓度而不是悬浮颗粒物总量。因此，美国国家环保局于1985年将原来的颗粒物质指标TSP项目修改为空气动力学直径小于或等于10m的大气颗粒物，即PMl0。近年来，人们进一步认识到飘尘中空气动力学直径小于或等于25m的细粒子(PM25)易于富集空气中的有毒重金属、酸性氧化物、

2、有机污染物、细菌和病毒等，其对人体健康的危害远比空气动力学直径在25m一10m之间的粒子大。因此，美国环保局于1997年再一次修改了大气质量标准，并规定了PM25的最高限值，以保护人体健康。据研究，PM25在大气中的停留时间为730天，这种颗料物可随气流被输送到几百公里甚至上千公里以外的地方，造成大范围的污染危害。可吸人颗粒物对人体健康的危害主要表现在“三致”作用方面：致癌、致畸、致突变。很多研究揭示：在一定颗粒物浓度下暴露的时间长短与多种健康指示密切相关，如空气PM10每增加10gm3，到医院门诊等各类病人比例增加；PM10。污染对感冒时咳嗽、支气管炎的影响均呈显著性正相关；近年来各城市市区

3、肺癌死亡率与大气总悬浮颗粒物呈正相关关系；我国某电厂烟囱主风向下风侧居民区新生儿的先天畸形发病率明显高于洁净区，并且距电厂越近，畸形发病率越高，其中排放的颗粒物起到主要的毒害作用。国外许多学者根据近年的死亡率研究，说明细颗粒物与呼吸道和心血管疾病的死亡率有直接的关系；在人口统计基础上的健康影响研究也说明可吸入颗粒物浓度直接影响长期和短期死亡率。可吸入颗粒物对大气能见度也产生较大的影响。北京市全年能见度低于4km的天数由20世纪50年代的60d增至80年代的180d，1994年达到203d，目前能见度随空气污染加重呈明显下降的趋势。大气能见度主要由大气气溶胶对光的散射和吸收效应决定。20世纪70

4、年代以来，大气颗粒物对能见度的影响一直是环保部门极为关注的问题之一。由于以上原因，近年来人们越来越重视对PMl0和PM25环境行为的研究。我国也开始开展了这项研究工作。本文就当前国际上一些重要研究成果作一简要介绍1 可吸入颗粒物的来源可吸人颗粒物的来源可分为天然源和人为源。天然源包括地面扬尘、海浪溅出的浪沫和盐粒、火山爆发所释放出来的火山灰、森林火灾的燃烧物、宇宙陨星尘以及植物的花粉、孢子等。人为源主要是燃料燃烧过程中形成的烟尘、飞灰等，各种工业生产所散发出来的原料或产品微粒、汽车排放出来的含铅化合物以及矿物燃料燃烧所排放出来的S02在一定的条件下转化成的硫酸盐粒子等。大气颗粒物的来源和发生量

5、会因不同国家和地区的经济发展、能源结构、工艺方法以及管理水平等的不同而存在很大的差别2可吸入颗粒物的理化性质与21颗粒物直径的大小颗粒物直径的大小决定颗粒物最终进入人体的部位。大于10m的颗粒由于惯性作用，被鼻与呼吸道粘液排除暖圳。粗粒子一般沉积在支气管部位，而细粒子更易于沉积在细支气管和肺泡，并可能进入血液循环，导致与心和肺的功能障碍有关的疾病。但小于01m的颗粒由于扩散作用和布朗运动被粘附在上呼吸道表面上，而随痰排出。颗粒的这种沉积模式与个体年龄无关，而随个体呼吸速率和肺功能的差异而有所变化，对于妇女以及慢性肺病患者则更易表现出这种沉积模式22粒径分布粒径分布指某一粒子群中不同粒径的粒子所

6、占总量的比例。事实上颗粒物所有的理化性质都与粒径有关，所以大气颗粒物粒度的时空分布规律一直是人们关注的焦点之一。研究结果表明。不同地区和不同季节以及不同时间，其粒度分布规律各异，同时其PM25在PMl0中所占的比例也不同。例如，E1ered，RA等对美国1993年的空气质量研究表明，美国西部PM25占PMl0的12，东部为23，并且东部PM25的浓度远高于西部。NehzatMotallebi发现PMlO和PM25的浓度化趋势为冬季高，夏季低，且在低温、低风速、低逆温层和相对湿度较大时，PM的浓度更高。然而，Parkhurst，WJ等的结论则相反，他们在对美国东南部一些城市大气颗粒物研究中得出，

7、PMlO、PM25在夏季高、冬季低，最高为8月，最低为2月，其PM25PMl0平均为6723化学性质可吸入颗粒物的化学成分非常复杂，不同粒径大小的粒子，其化学成分也有很大差异。一般来讲，粗粒子主要是土壤及污染源排放出来的尘粒，大多是一次颗粒物。这种粗粒子主要由Si、Fe、Cl、a、Ca、Mg等30余种元素组成。细粒子主要是硫酸盐、硝酸盐、铵盐、痕量金属和炭黑等。有机颗粒物己检测到的主要有烷烃、烯烃、芳烃和多环芳烃等烃类，另外还有少量的亚硝胺、杂氮环化物、醌类、酚类和有机酸等。有机颗粒物的粒径一般都较小，多数分布在015m的范围内，其中有5570的粒子集中于粒径Dp2m范围。从化学组成来看，有许

8、多对人体有致癌、危害的物质，如多环芳烃和亚硝胺类化合物等，它们的70一90是分布在Dp35m的范围内，脂肪烃和羧酸等也有8090分布在D。3m的范围内。3研究趋势目前国外虽然已建立一些模型用来描述燃煤锅炉形成飞灰的粒径布，对痕量元素和细微粒子的关系也开展了一定的工作，但这些模型大多需要煤的矿物学数据作为输入参数，这些数据目前报导的不多；另外由于国外煤种和我国煤种的成份区别较大，导致燃烧过程、除尘设备等形成飞灰的粒径分布、痕量元素在燃烧过程中的行为等均有所不同，因此，这些模型不能很好地说明国内燃煤产生可吸入颗粒物的物理化学特征。国内研究目前主要集中于燃煤锅炉电除尘器底灰、飞灰的粒度分布特性、锅炉

9、内物料和飞灰的粒径分布以及痕量元素在不同燃烧产物和不同分级飞灰中的分布，但大多采用除尘器不同底灰的混合样进行分析，对燃煤锅炉产生的可吸入颗粒物的粒径分布以及痕量元素在细微颗粒上富集规律动态描述的研究相当缺乏，对不同条件下形成的可吸入颗粒物也尚未进行系统的研究，因此，有必要研究不同煤种、不同燃烧方式、不同除尘设备形成的可吸入颗粒物的物理微观显微结构、质量、数量、粒径分布及化学特征，为进一步研究煤燃烧过程可吸人颗粒物的形成机理和控制技术提供科学依据。另外，对于燃烧固定源的源采样和稀释处理采样，目前国内外尚没有相应标准，如何获得有代表性的可吸人颗粒物的样品也是需要解决的问题。参考文献：1.燃烧源可吸

10、入颗粒物的研究进展苏国平(云南省特种设备安全检测研究院，云南昆明650228)2.大气可吸入颗粒物的研究进展蒋红梅王定勇(西南农业大学资源环境学院，重庆400716)3.都市大气环境中可吸入颗粒物的研究邵龙义时宗波(中国矿业大学)黄勤(国家建设部信息中心)4.广州地区大气可吸人颗粒物的化学特征及来源解析崔明明王雪松 苏杭张远航北京大学环境科学与工程学院，5.信阳市冬季大气可吸入颗粒物中化学元素组成特征及来源解析(赵承美，施新程1，余国忠1，张海震2，贾昌虎2，窦利军2)6.郑州市大气可吸入颗粒物单颗粒污染特征分析(杨书申1，一，邵龙义2，李凤菊2，李金娟2)姓名：郭威班级：B080702学号：B08070212