燃煤、燃油、挥发性气体排放⋯⋯排向大气中的有毒有害的颗粒物和气体，真是五花八门、种类繁多。在排查大气中各种污染成分给健康造成的危害程度时，PM2.5再次进入了我们的视野。PM2.5里有哪些物质，它们又会对人体造成怎样的危害？
解剖PM2.5
□ 尹京苑、卞骥
今年1月下旬的上海两会期间，上海遭遇了连续多日的重度雾霾天气，整个城市笼罩在一片灰蒙蒙之中。其时我国东部大部地区空气质量监测也“爆表”不断，雾霾自然成了上海两会的焦点话题。
无独有偶，今年3月的全国两会期间，北京也遭遇了重度的雾霾与沙尘天气，陷入“史上最恶劣的开会环境”。为此，有人调侃新北京精神是“厚德载雾，自强不吸，霾头苦干，再创灰黄”。
改革开放以来，伴随着经济的高速成长，雾霾在华夏大地愈演愈烈，已经成为最严重的环境问题之一。复旦大学环境学院庄国顺教授的团队通过研究证明，形成雾霾的主要原因是大气中存在的PM2.5，即直径小于或等于2.5微米（1微米=10-3毫米）的颗粒物。庄教授说，传统意义上的雾，相对湿度要达到400%才能形成，但如果大气中存在PM2.5颗粒，相对湿度一旦饱和，就产生霾，而且霾往往在地面1公里以上也存在。
PM2.5颗粒一遇到水汽，体积就会迅速膨胀，甚至膨胀8倍以上，形成灰蒙蒙一片。
最近，PM2.5和雾霾损害公众健康的事例不断地见诸报道。那么，PM2.5中究竟有哪些成分，它们又会对人体产生怎样的危害呢？
大气中有哪些颗粒物
大气中的污染物可以分为气态污染物（如二氧化硫、一氧化氮）和颗粒污染物两大类。大气颗粒物是悬浮在大气中的固体和液体颗粒，粒径范围从几纳米（1纳米=10-6毫米）到100微米不等。根据粒径大小，人们把大气颗粒物分为TSP、PM10和PM2.5。
TSP（Total Suspended Particulates，总悬浮颗粒物），是分散在大气中的各种粒子的总称。TSP是指空气动力学直径小于或等于100微米颗粒物（多数在10微米以下）的质量浓度，它的来源很复杂，包括燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘，以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。
PM10，也称可吸入颗粒物，是指空气动力学直径小于或等于10微米的颗粒物，通常用质量浓度表示，单位为微克/立方米。由于粒径较小，PM10能被人直接吸入呼吸道并造成健康危害；又由于它能在大气中长期漂浮，易将污染物带到很远的地方，导致污染范围扩大。
PM2.5，也称细颗粒或可入肺颗粒物，是指空气动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物，通常用质量浓度表示，单位为微克/立方米。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长，输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
根据定义，可知TSP包含PM10和PM2.5，PM10包含PM2.5。国家环境质量标准规定，居住区的TSP日平均浓度应低于0.3毫克/立方米，年平均浓度低于0.2毫克/立方米。国内外研究结果表明，TSP中PM10的质量占了60%~80%；在PM10中，PM2.5的质量通常占了50%~80%。
小贴士
空气动力学直径
空气动力学直径，就是将实际的颗粒粒径换算成具有相同空气动力学特性的等效直径。由于通常不能测得实际颗粒的粒径和密度，而空气动力学直径则可直接由动力学的方法测量求得，这样可使不同形状、密度、光学与电学性质的颗粒粒径拥有统一的量度。大气颗粒物（或气溶胶粒子）的直径，均指空气动力学直径。
PM2.5里有哪些东西
颗粒污染物对人体的危害程度，主要决定于自身的粒度大小及化学组成。总悬浮颗粒物（TSP）中粒径大于10微米的物质，几乎都可被鼻腔和咽喉所捕集；而粒径小于10微米的悬浮粒子（即PM10），则属于“可吸入悬浮粒子”，它们能够聚积在肺部，危害人类健康。其中直径小于2.5微米的那部分颗粒，即PM2.5，对人体危害最大，因为它可以直接进入肺泡。PM2.5也是雾霾的主要成因之一。所以，大气中PM2.5的含量越高，就代表空气污染越严重。
那么，PM2.5包含了哪些成分呢？
PM2.5的来源非常复杂，从形成过程上可以分为一次源和二次源。一次源又分为自然源和人为源。自然源在全球范围分布广泛，如火山爆发、森林火灾、飓风、海啸、土壤和岩石的风化及生物腐烂等现象所形成的污染源。人为污染源是指人类生活和生产活动所形成的污染源。根据对大气污染物的分类统计分析，人为大气污染源主要是燃料燃烧、工业生产和交通运输。
二次源是指各污染源排出的气态污染物，经过冷凝或复杂的大气化学反应而生成的二次细颗粒物。二次细颗粒物又可分为二次无机细颗粒和二次有机细颗粒。前者主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐，是由二氧化硫、氮氧化物、氨等无机气态物质经过复杂的大气化学反应过程而形成的；后者含有数千种有机化合物，是由挥发性有机化合物（VOCs）转化而来的。
PM2.5主要由水溶性离子组分、含碳组分，以及其他无机元素及其化合物这三大类物质组成。
水溶性离子组分主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等，一般是二次颗粒物，都可溶于水，在PM2.5中主要以硫酸铵、硝酸铵的形式存在。
含碳组分主要包括有机碳、元素碳和无机碳。有机碳含有数千种有机化合物，既有一次源直接排放的一次颗粒物，又有经VOCs转化形成的二次颗粒物。有机碳按分子结构可分为多环芳烃类、有机酸及其盐类、醛类、酮类、杂环化合物。元素碳通常被称为黑碳，也是复杂的混合物，主要来自燃烧源的直接排放，它既含有纯碳、石墨碳，也含有高分子量的有机物质，如焦油、焦炭等。无机碳主要指碳酸盐，它在PM2.5中的含量通常很低。
无机元素及其化合物主要包括地壳元素和微量元素。地壳元素如硅、钛、铁、钙、镁等及其化合物，主要来自土壤扬尘、道路扬尘等；微量元素如铬、铜、镍、铅、锌、锰、砷、汞等，主要来自化石燃料的燃烧及工业过程。
尽管世界范围内组成PM2.5的化学组分类似，但不同地区PM2.5中各化学组分所占百分比相差很大，特别是有机颗粒物的化学组成差别很大。造成这一差别的最主要原因是各地区排放源的差异，例如城市机动车尾气排放、北方冬季采暖、石油化工集聚区的VOCs排放以及钢铁工业集聚区的颗粒物排放都是影响这种区域PM2.5组成变化的主要因素。例如，与北京相比，上海的PM2.5中水溶性离子（硫酸盐，硝酸盐，铵盐等）比例更高，二次源的比例也更大。上海的二次源比例一般在60%~70%左右，高时可达到80%。
有了以上的解说，你大致能了解PM2.5中有哪些东西了吧。PM2.5的化学成分多达数千种，其中有相当多的成分是有毒有害的。PM2.5中含有多种有毒元素如铅、铬、氟、砷、汞等。调查发现，大气中镉、锌、铅以及铬浓度高的地区，心脏病、动脉硬化、高血压、神经系统疾病以及慢性肾炎等疾病的发病率也高。
PM2.5的有机成分中，以多环芳烃类最引人注目。多环芳烃是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物，是一类典型的持久性有机污染物，通常存在于石化产品、橡胶、润滑油、不完全燃烧的有机化合物等物质中。有一些多环芳烃类有致癌性，苯并芘就是代表。
PM2.5还可吸附细菌、病毒等致病微生物，也可作为其他污染物如二氧化硫、二氧化氮、酸雾和甲醛等物质的载体。这些有害物质都可以吸附在PM2.5上进入肺的深部，加重对肺的损害。
中国的PM2.5浓度有多高
即使没有人为污染，空气中也有一定浓度的PM2.5，这个浓度被称为背景浓度。在欧美国家，这个背景浓度大约为3~5微克/立方米。中国的背景浓度有多高？目前尚无公开的数据，但应该不会和欧美国家相差太大。
然而在城市中由于空气污染的缘故，PM2.5的浓度远高于这个背景浓度。例如2008年北京奥运会的17天中，在北京大学校园内测得的PM2.5最低值为28.2，最高值达147.4微克/立方米。
比较国内外一些城市的PM2.5年均值，可以知道国内各大城市的浓度远高于国外：南京超过了70，苏州和重庆超过50，上海和天津也超过了40微克/立方米；而国外14个城市（地区）不超过20微克/立方米。难怪世界银行在一项研究报告中说，中国5.6亿城市人口中，99%的人呼吸的空气不符合欧洲安全标准。
PM2.5浓度对人体健康有没有安全水平呢？遗憾的是，目前的研究还没有观察到不影响人体健康的、安全的大气PM2.5水平。为了尽可能降低PM2.5对健康的影响，世界卫生组织（WHO）提出了PM2.5年均浓度10微克/立方米、日均浓度限值25微克/立方米的指导值。然而即使实际浓度在这个指导值以下，仍能观察到PM2.5对人群死亡率的短期和长期影响，其中尤以短期影响更为明显。
我国的PM2.5标准拟于2016年实施，设定的年均值为35微克/立方米，日均限值75微克/立方米。目前国内许多城市的浓度值都大大超过了这个标准。
今年年初，受极端不利气象条件影响，我国中东部地区出现长时间、大范围、重污染的雾霾天气，覆盖范围近270万平方公里，影响人口约6亿。雾霾污染最严重时，北京PM2.5小时浓度最大值为680微克/立方米，连续46小时大于300微克/立方米；石家庄市PM2.5小时浓度最大值接近1000微克/立方米，严重影响居民生产、生活和身体健康。专家认为，冬季冷空气活动频繁带来内陆地区的污染气团，同时本地排放源有所增加与不利的扩散条件共同作用，使得冬季的污染物浓度更高。1月16日，受冷空气输送影响，长三角出现区域雾霾污染过程，上海市PM2.5小时浓度高达250微克/立方米，为重度污染。我国空气污染治理真正进入了史无前例的严峻时代。
北京和上海的空气，哪个好一点？
中国PM2.5研究专家庄国顺教授说：我们一般都认为上海的空气质量比北京要好。在PM10的水平可以这么说，但在PM2.5的水平来看，北京年平均PM2.5数值在50~70之间，上海大约在40~70之间，基本上是在同一个水准，也算不上好到哪里去。另外，更值得说明的是，上海的空气污染成分中，来自人为活动的成分占比更高。具体来说，上海的空气中有机物成分在PM2.5中占比非常高，重金属的比例也很高，这两类都是致癌物质。因此，在相同浓度的情况下，上海的空气比北京的空气毒性可能更大。实际上，上海的肺癌发病率很高，就与此相关。
PM2.5对健康有多大危害
PM2.5是产生雾霾的主因，其对于健康的损害已成定论。
中国工程院院士钟南山曾经说过：“北京10年来肺癌患者增加了60%。雾霾天气对呼吸系统有重要影响，因为大气污染跟整个环境（外部环境、内部环境）都是相关的，PM2.5每立方米增加10微克，呼吸系统疾病的住院率会增加3.1%；要是灰霾从25微克增加到200微克，日均病死率可能增加11%。这比‘非典’可怕得多，‘非典’可以隔离，但是大气的污染是任何人都跑不掉的。”
广州市在分析了该市1954~2006年间肺癌致死率与霾的关系后认为，在人群吸烟率多年变化不大的情况下，雾霾天气频发与肺癌发病率飙升的趋势是一致的。针对两者的因果关系，尚需呼吸病学、流行病学、毒理学、生物化学等多学科专家进一步研究。
PM2.5对人体健康影响的机制还不完全清楚。现有的研究认为，PM2.5主要通过以下方式影响人体健康：一是PM2.5进入肺部，会引起局部氧化应激和炎性反应，氧化应激可损害生物膜脂质、蛋白质和DNA，与炎症因子一起作用损伤呼吸道，引起肺功能降低和呼吸系统症状；
二是PM2.5刺激肺部产生的炎症因子以及通过肺毛细血管进入血液循环的PM2.5组分，会改变循环系统的氧化应激状态和炎症水平，引起全身性炎症反应，后者可能对人体组织器官产生不良影响；
三是PM2.5引起的系统氧化应激及炎性反应可进一步导致人体血液的高凝血状态、血管内皮细胞功能紊乱、血管舒缩异常、心血管的神经调节功能紊乱等，造成人体心血管系统的损害；
四是进入系统循环的PM2.5组分，还可对人体的心血管系统、神经系统等产生直接的毒害作用；
五是PM2.5可刺激细胞释放活性氧，氧化损伤人体的组织细胞和遗传物质，引起细胞增殖和分裂紊乱，可能导致细胞癌变。
研究表明，婴幼儿、儿童、老年人、糖尿病人、心血管疾病患者、有慢性肺疾患的病人对PM2.5的危害比较敏感。PM2.5可削弱人体呼吸系统的防御能力，增加人体呼吸道对细菌、病毒等病原体的易感性。最近的研究还显示，肥胖者对PM2.5的健康危害也比较敏感，这类人群在雾霾天最好减少外出活动。
PM2.5浓度极高时，人还容易出现疲惫、情绪低落、烦躁不安、抑郁等情绪问题。而原本就有心理疾病的患者病情容易出现波动，需要用药来控制症状。德国慕尼黑大学流行病学调查也发现，人的情绪与气候变化密切相关。雾霾天气，天空灰暗、空气污浊，容易刺激大脑视觉中枢，让人产生抑郁、悲观情绪，莫名其妙出现头昏头痛者占61%，失眠多梦的占46%，疲乏无力的占42%，处于抑郁状态的占27%。
专家建议，雾霾天要注意调节情绪，尽量打开室内电灯，增强光线；也可听听音乐，舒缓忧郁、烦闷的情绪；多与朋友聊天，宣泄不良情绪。而抑郁症患者则要加强随诊，调整药物。治理PM2.5人人有责PM2.5来源广泛，成因复杂，危害严重，治理困难。据研究分析，PM2.5的大约50%来自燃煤、机动车、扬尘、生物质燃烧等直接排放的一次细颗粒物；约50%是二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等气态污染物，经过复杂化学反应在大气中形成的二次细颗粒物。以京津冀都市经济圈为例，PM2.5来源中燃煤占30%，工业源占25%，机动车占18%，扬尘占17%，生活源占10%。以上海为例，工业源占36%，机动车、船、飞机占25%，扬尘占10%，生活源占5%，秸秆燃烧、化肥使用和畜禽养殖占4%，此外还有20%是从周边地区输送而来的。
从以上两组数据可以看出，PM2.5的污染主要来自人类活动，尤其是工业和机动车。研究人员发现，上海空气污染的颗粒中，可溶性离子在颗粒物中的主要存在形式是硫酸铵、硝酸钙、氯化钙和硫酸，离子浓度在冬天和春天最高。而且上海颗粒物中的硝酸盐对硫酸盐的比值在全国所有城市中最高。
庄国顺教授说：“这说明交通污染已经越来越成为上海大气污染的主要来源。”除了机动车本身排放的PM2.5颗粒物增加以外，交通拥堵更使这一现象进入了恶性循环。因为在交通拥堵的情况下，发动机不能使汽油完全燃烧，所以颗粒物和黑炭的排放量往往会达到汽车正常行驶时排放量的4~6倍。
改革开放以来，我国居民收入水平逐年提高，过去十年我国快步进入了私家车时代。纵观各国人均GDP增长与污染发展的趋势，可知雾霾问题大多在1000美元开始凸显，在3000美元左右集中爆发，并引起社会关注和治理。这种爆发和治理会持续到1万美元左右。等到3万美元左右阶段，传统的大气污染基本得到遏制，进入一个更新更高层次的治理阶段。那么，我国能否借鉴发达国家的经验教训，避免重走他们的先污染、后治理的老路呢？
治理PM2.5，人人有责。雾霾天气来临时，大家都会抱怨政府和企业没有搞好环保，污染治理不当，但很多人“打瓶酱油也开车”，节约用电更不谈，这些行为都会导致污染物排放量增加，每个人因此也成为环境的加害者。面对空气污染，抱怨、急躁是没有用的，我们每个人的点滴行为都关乎环境质量的好坏，每个人都应该树立环保的生活理念。少开一天车，少用一度电⋯⋯这些小小的努力汇聚起来，将节省多少资源，减排多少PM2.5？
降低PM2.5，还要求我们尽快改变我国的能源消费结构。目前我国煤炭总产量的大约一半被用于火力发电，煤炭也是北方地区冬季供暖的主要燃料。煤炭消费是造成我国大气污染的最主要排放源。为此，大力发展水电、核电、风能和太阳能等清洁能源，减少煤炭在一次能源消费中的比重，并对煤炭进行清洁高效利用，是控制PM2.5排放、改善大气环境质量的必经之路。
大气污染集中爆发是特定发展阶段的产物，我们当前需要一手抓污染治理，一手抓经济发展，实现两者的平衡和协调。不能因为要发展就不治理了，也不能因为要治理就放弃发展，因为污染问题的最终解决有赖于经济社会发展的整体能级提升。
印第安人部落领袖西雅图酋长（Chief Seattle）说过一句极富哲理的话：“我们并不是从祖先那里继承了地球，我们是从子孙那里借来的地球。”能否节制欲望、控制污染，关乎我们子孙的存续或灭亡。只有每个人从自己做起，从身边的一点一滴做起，实践低排放的简约生活，我们才能为子孙后代留下一片蓝天绿水和可持续发展的空间。
