PM2.5是指大氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等有重要的影響。PM2.5粒徑小,富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn),因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。
一、 PM2.5對(duì)人體的危害
1、呼吸系統(tǒng)
眾所周知,PM2.5對(duì)人體最直接、影響最大的莫過(guò)于對(duì)呼吸系統(tǒng)造成的傷害。PM2.5以下的細(xì)微顆粒物,人體的鼻腔、咽喉已經(jīng)擋不住,它們可以一路下行,進(jìn)入細(xì)支氣管、肺泡,再通過(guò)肺泡壁進(jìn)入毛細(xì)血管,再進(jìn)入整個(gè)血液循環(huán)系統(tǒng)。
PM2.5像是一個(gè)載體,攜帶了許多有害物質(zhì),如細(xì)菌、致癌物多環(huán)芳烴、重金屬等。大量的顆粒物進(jìn)入肺部對(duì)局部組織有堵塞作用,可使局部支氣管的通氣作用下降。呼吸系統(tǒng)的深處,是一個(gè)敏感的環(huán)境,細(xì)顆粒物作為異物長(zhǎng)期停留在呼吸系統(tǒng)內(nèi),會(huì)讓呼吸系統(tǒng)發(fā)炎,造成咳嗽、呼吸困難、鼻炎咽炎、加重哮喘、導(dǎo)致慢性支氣管炎等。
2、心血管疾病
PM2.5通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入肺部,肺部被PM2.5顆粒堵住,與肺毛細(xì)血管交換氧氣的功能下降,血氧交換就不足。而血液中氧氣的減少又會(huì)引發(fā)人體產(chǎn)生一系列的適應(yīng)性變化。比較突出的兩點(diǎn),一是為了保證人體的供氧量,血流在血管中速度會(huì)變快;二是血管膜會(huì)變厚,血管腔從而會(huì)變得狹窄,血栓的發(fā)生危險(xiǎn)也會(huì)加大。
除了使血管膜發(fā)生變化外,PM2.5攜帶的眾多有害物質(zhì),吸入后直接進(jìn)入血液,會(huì)直接損傷血管內(nèi)膜,從而使血管內(nèi)膜加厚,發(fā)生狹窄,血壓增高等,加大引發(fā)血栓的可能。甚至引起充血性心力衰竭和冠狀動(dòng)脈等心臟疾病。
3、對(duì)新生兒的影響
據(jù)調(diào)查顯示,高濃度的細(xì)顆粒污染物可能會(huì)影響胎兒的發(fā)育。PM2.5上附著很多重金屬及多環(huán)芳烴等有害物質(zhì),造成孕婦胎盤血毒性,易導(dǎo)致胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩和低出生體重,以及先天性功能缺陷,毒物還可通過(guò)胎盤,直接毒害胎兒,造成早產(chǎn)兒、新生兒死亡率的上升,特別是妊娠早期尤其要注意。
二、 測(cè)量方法
PM2.5的測(cè)量方法主要有以下三種:
1、重量法
重量法就是將PM2.5直接截留到濾膜上,然后用天平稱重。因?yàn)闉V膜并不能把所有的PM2.5都收集到,一些極細(xì)小的顆粒還是能穿過(guò)濾膜,所以只要濾膜對(duì)于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率,就算是合格的。損失部分極細(xì)小的顆粒物對(duì)結(jié)果影響并不大,因?yàn)槟遣糠诸w粒對(duì)PM2.5的重量貢獻(xiàn)很小。
重量法是最直接、最可靠的方法,是驗(yàn)證其它方法是否準(zhǔn)確的標(biāo)桿。然而重量法需人工稱重,程序繁瑣費(fèi)時(shí),自動(dòng)化程度低,不適合進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)。如果要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè),就需要用到另外兩種方法。
2、β射線吸收法
將PM2.5收集到濾紙上,然后照射一束beta射線,射線穿過(guò)濾紙和顆粒物時(shí)由于被散射而衰減,衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據(jù)射線的衰減就可以計(jì)算出PM2.5的重量。
β射線吸收原理自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀適用范圍較廣,在24小時(shí)空氣質(zhì)量連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛。在污染較重或地理位置重要的地方,測(cè)量時(shí)可每小時(shí)自動(dòng)得出一個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)反映空氣中PM2.5濃度的變化情況,并可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,有利于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制,為環(huán)保部門進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)估和政府決策提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。并極大的減少了人工工作量,不過(guò)其缺點(diǎn)是相對(duì)成本較高。
3、微量振蕩天平法
一頭粗一頭細(xì)的空心玻璃管,粗頭固定,細(xì)頭裝有濾芯??諝鈴拇诸^進(jìn),細(xì)頭出,PM2.5就被截留在濾芯上。在電場(chǎng)的作用下,細(xì)頭以一定頻率振蕩,該頻率和細(xì)頭重量的平方根成反比。于是,根據(jù)振蕩頻率的變化,就可以算出收集到的PM2.5的重量。
微量振蕩天平法的PM2.5監(jiān)測(cè)儀外形類似微波爐,方方正正,上面則是一個(gè)電子顯示屏,所監(jiān)測(cè)的六項(xiàng)指標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在屏幕上跳躍。跟β射線吸收法一樣,振蕩天平監(jiān)測(cè)法能實(shí)時(shí)捕抓空氣中的PM2.5微粒,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按半小時(shí)、1小時(shí)、8小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)的目錄在顯示屏上顯示。而且,監(jiān)測(cè)設(shè)備24小時(shí)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)儲(chǔ)存?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)。
三、PM2.5檢測(cè)儀
日常生活中,我們通常會(huì)使用PM2.5檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)空氣質(zhì)量,其基本原理是激光經(jīng)過(guò)散射后,對(duì)所設(shè)置的光學(xué)傳感器上面輸出的信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)字處理,然后測(cè)量其參數(shù)設(shè)定。主要運(yùn)用了以下四種技術(shù):
摩擦靜電技術(shù):將探針插入煙氣管道,利用其可測(cè)量顆粒攜帶電荷的變化從而記錄顆粒存在。但該技術(shù)只能測(cè)量碰撞的或是非??拷筋^的粉塵,因而測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性易受影響。
阻光度技術(shù):利用光傳輸作為一種手段來(lái)測(cè)量顆粒密度,利用穿過(guò)煙氣管道的窄光束測(cè)量光吸收。
光散射技術(shù):利用氣流中的顆粒反射出的閃光頻率及持續(xù)時(shí)間來(lái)測(cè)量顆粒的含量。相較于其他技術(shù),光散射技術(shù)可將氣流濕度導(dǎo)致的誤差降至極低。
光吸收技術(shù):光吸收型粉塵濃度傳感器以朗伯一比爾定律為基礎(chǔ),通過(guò)測(cè)量入射光強(qiáng)與出射光強(qiáng),經(jīng)過(guò)計(jì)算得到粉塵濃度,該法具有在高粉塵濃度情況下測(cè)量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
截至目前,由于任何測(cè)量都有誤差,所以實(shí)際上沒(méi)有一種儀器設(shè)備能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地測(cè)定大氣中的PM2.5質(zhì)量濃度。像震蕩天平法、β射線法和大流量或是中流量濾膜法都只能有條件地用于大氣PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測(cè),因此在儀器方面還需要多加改進(jìn)。
四、 如何有效去除pm2.5
去除pm2.5最有效、最實(shí)際的方法就是在家里安裝新風(fēng)系統(tǒng)。氧風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)配置的四重過(guò)濾裝置:初效濾網(wǎng)、中效活性炭濾網(wǎng)、高效H13HEPA濾網(wǎng)以及UV殺菌燈,對(duì)PM2.5等有害氣體的凈化效果可達(dá)到99.7%,對(duì)引進(jìn)室內(nèi)的室外新鮮空氣做到層層過(guò)濾,高效凈化。氧風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)不斷的送風(fēng)、回風(fēng),可以把室內(nèi)的PM2.5不斷排出去,把室外空氣經(jīng)過(guò)清潔處理后源源不斷送入室內(nèi),不停循環(huán)運(yùn)行,給室內(nèi)帶來(lái)源源不斷地新鮮空氣,增加室內(nèi)氧含量。