顆粒物

顆粒物，又稱塵。大氣中的固體或液體顆粒狀物質(zhì)。顆粒物可分為一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物，例如土壤粒子、海鹽粒子、燃燒煙塵等等。二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分（如二氧化硫、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏龋┲g，或這些組分與大氣中的正常組分（如氧氣）之間通過光化學(xué)氧化反應(yīng)、催化氧化反應(yīng)或其他化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成的顆粒物，例如二氧化硫轉(zhuǎn)化生成硫酸鹽。

產(chǎn)生來源

煤和石油燃燒產(chǎn)生的一次顆粒物及其轉(zhuǎn)化生成的二次顆粒物曾在世界上造成多次污染事件。

一次顆粒物的天然源產(chǎn)生量每天約4.41×10^6 噸,人為源每天約0.3×10^6 噸。二次顆粒物的天然源產(chǎn)生量每天約.6×10^6噸,人為源每天約0.37×10^6噸。就總量來說，一次顆粒物和二次顆粒物約各占一半。顆粒物大部分是天然源產(chǎn)生的，但局部地區(qū)，如人口集中的大城市和工礦區(qū)，人為源產(chǎn)生的數(shù)量可能較多。從18世紀(jì)末期開始，煤的用量不斷增多。20世紀(jì)50年代以后，工業(yè)、交通迅猛發(fā)展，人口益發(fā)集中，城市更加擴(kuò)大，燃料消耗量急劇增加，人為原因造成的顆粒物污染日趨嚴(yán)重。

分類

顆粒物分為兩類：PM2.5和PM10,前者直徑不超過2.5微米，是人類頭發(fā)直徑的1/30，后者則較粗大，當(dāng)前的歐盟空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限定，一個人每年吸入的PM2.5最多為每立方米40微克，PM10為每立方米25微克。聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織的指導(dǎo)原則建議：PM2.5和PM10的年接觸量分別為每立方米20微克和每立方米10微克。

對顆粒物尚無統(tǒng)一的分類方法，按塵在重力作用下的沉降特性可分為飄塵和降塵。習(xí)慣上分為：

塵粒：較粗的顆粒，粒徑大于75微米。

粉塵：粒徑為1～75微米的顆粒,一般是由工業(yè)生產(chǎn)上的破碎和運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)所產(chǎn)生。

亞微粉塵：粒徑小于1微米的粉塵。

炱：燃燒、升華、冷凝等過程形成的固體顆粒，粒徑一般小于1微米。

霧塵：工業(yè)生產(chǎn)中的過飽和蒸汽凝結(jié)和凝聚、化學(xué)反應(yīng)和液體噴霧所形成的液滴。粒徑一般小于 10微米。由過飽和蒸汽凝結(jié)和凝聚而成的液霧也稱霾。

煙：由固體微粒和液滴所組成的非均勻系，包括霧塵和炱，粒徑為0.01～1微米。

化學(xué)煙霧：分為硫酸煙霧和光化學(xué)煙霧兩種。硫酸煙霧是二氧化硫或其他硫化物、未燃燒的煤塵和高濃度的霧塵混合后起化學(xué)作用所產(chǎn)生，也稱倫敦型煙霧。光化學(xué)煙霧是汽車廢氣中的碳?xì)浠衔锖偷趸锿ㄟ^光化學(xué)反應(yīng)所形成，光化學(xué)煙霧也稱洛杉磯型煙霧。

煤煙：煤不完全燃燒產(chǎn)生的炭粒或燃燒過程中產(chǎn)生的飛灰，粒徑為0.01～1微米。

煤塵：煙道氣所帶出的未燃燒煤粒。

粉塵由于粒徑不同，在重力作用下，沉降特性也不同，如粒徑小于10微米的顆粒可以長期飄浮在空中，稱為飄塵，其中10～0.25微米的又稱為云塵,小于0.1微米的稱為浮塵。而粒徑大于10微米的顆粒，則能較快地沉降，因此稱為降塵。

危害

顆粒物中1微米以下的微粒沉降速度慢，在大氣中存留時間久，在大氣動力作用下能夠吹送到很遠(yuǎn)的地方。所以顆粒物的污染往往波及很大區(qū)域，甚至成為全球性的問題。粒徑在0.1～1微米的顆粒物，與可見光的波長相近，對可見光有很強(qiáng)的散射作用。這是造成大氣能見度降低的主要原因。由二氧化硫和氮氧化物化學(xué)轉(zhuǎn)化生成的硫酸和硝酸微粒是造成酸雨的主要原因。大量的顆粒物落在植物葉子上影響植物生長，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蝕作用。粒徑在 3.5微米以下的顆粒物，能被吸入人的支氣管和肺泡中并沉積下來，引起或加重呼吸系統(tǒng)的疾病。大氣中大量的顆粒物，干擾太陽和地面的輻射，從而對地區(qū)性甚至全球性的氣候發(fā)生影響。

來自歐洲的一項(xiàng)研究稱，長期接觸空氣中的污染顆粒會增加患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)，即使顆粒濃度低于法律上限也是如此。另一項(xiàng)報(bào)告稱，這些顆粒或其他空氣污染物短期內(nèi)還會濃度上升，還會增加患心臟病的風(fēng)險(xiǎn)。歐洲流行病學(xué)家發(fā)現(xiàn)，肺癌與局部地區(qū)的空氣污染顆粒有明顯的關(guān)聯(lián)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，即使污染水平短暫升高——類似城市發(fā)出霧霾警告的同時，也會使心力衰竭住院或死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升2%—3%。這項(xiàng)研究將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于美國，發(fā)現(xiàn)如果每立方米空氣中的PM2.5減少3.9微克，每年就可以避免近8000 例心力衰竭導(dǎo)致的住院治療。

清除

大氣中的顆粒物可以通過以下三種途徑得到自然清除：

① 雨除（作為凝結(jié)核形成雨滴而降落）和降水沖刷。這是最有效的清除途徑。

②在大氣動力作用下由于撞擊而被捕獲在地面、植物或其他物體表面上。

③由于本身重量而自然沉降。