北京空气中PM2.5的检测实验及改善建议

陈奔琦

(北京十一学校，北京海淀100039)

1 引言

PM的英文全称为:particulatematter，指颗粒物，其中包括 PM100、PM10和 PM2.5、PM100:总悬浮物，指直径小于等于100μm的总的悬浮物。人在呼吸时，PM100可被鼻毛和呼吸道绒毛挡在外面，不被吸入，所以对人体伤害不大。PM10:可吸入颗粒物，指直径大于2.5μm小于10μm的颗粒物。PM10鼻毛挡不住可进入呼吸道，对人体有一定的伤害。PM2.5:可入肺颗粒物，直径小于等于 2.5μm 的颗粒物。PM2.5鼻毛和呼吸道的绒毛都挡不住，它会一直随空气被吸入到肺中，对人体伤害很大。

目前中国环保部门对空气中 PM2.5规定为:年平均值每立方米小于35μg，日平均值每立方米小于75μg。世界卫生组织(WHO)认为每立方米空气PM2.5小于 10μg 为安全值。

2 研究方法

2.1 检测仪器

清逸空气检测仪(图1)，此仪器是专门用来测量PM2.5数值的激光粒子计数器，它的测量值显示的是每升空气中含有PM2.5尘埃微粒的数量(个数)。当测量值是250时，相当于每立方米75μg(中国目前的空气日平均值合格标准)。

图1 清逸空气检测仪

2.2 检测地点及时间

检测数据是从2011年7月开始，每个月选6d的时间来测量北京的不同地点、不同时间、不同天气情况时PM2.5的数值，每个地点、每个时间测量3次，取平均值。测量时间:马路主干道测量当天每天测量3次，分别是上午10:30，下午3:00及晚上18:30左右。鲁谷路、远洋沁山水小区内及笔者家中(远洋沁山水8楼)每天每间隔2小时测一次，测量时间为6:00～24:00，利用寒暑假及非寒暑假的周六周日(图2)。

2.3 结果与分析

2.3.1 季节变化与 PM2.5的关系

图2 测量地点

图示说明:二环、三环、四环为北京车流量最大的三条主干道，五环车流量稍小些。天安门为市中心，长安街为东西方向主干道，鸟巢在四环北边，颐和园为五环附近的风景区，车流少。所以选地点为:二环、三环、四环、五环，颐和园、鸟巢、天安门以及远洋沁山水小区，以及小区附近的鲁谷路(非主干道)。

图3为从2011年7月到2012年6月，12个月内测量天气状况为晴天时，上午10点测量:远洋沁山水小区室内、远洋沁山水小区以及鲁谷路(非主干道)3个测量地点PM2.5的测量值曲线。

从图3中看出:①远洋沁山水小区室内测量值的曲线位置在坐标图上最低，远洋沁山水小区的测量值曲线在中间，鲁谷路的测量值曲线最高;②从3条曲线得出共同的规律是一年中11月、12月、1月、2月、3月的 PM2.5数值比较高，4月、5月、6月、7月、8月的PM2.5数值低些。得出结论:①室外的PM2.5污染程度比室内严重;②马路上比小区内PM2.5污染程度要大，说明汽车尾气对PM2.5有严重影响;③冬天和春天 PM2.5的污染程度大于夏天和秋天，因为冬天和春天湿度小，空气中的水份吸收颗粒能力差。

2.3.2 晴天、雨天和雾霾天气 PM2.5的对比

以7月11日晴天、7月13日雨天、7月16日雾霾天气为例，测量地点以非主干道鲁谷路的数据为例(图4)。

图3 季节变化与PM2.5的关系

图4 天气变化与PM2.5的关系

从图4中可以看出:①睛天测出的PM2.5曲线值最低，雨天在中间，雾霾天气最高;②从三条曲线都反映出每天PM2.5的测量值有两个峰值，一个在早上8:00，一个在下午18:00，而这两个时间都是北京上下班高峰期，即车流量高峰期。

得出结论:①每天PM2.5高峰都出现在上下班高峰，说明PM2.5与汽车尾气密切相关;②雾霾天气空气PM2.5浓度最大，所以这种天气不适合户外锻炼，也应尽量减少外出。

2.3.3 室外和室内 PM2.5的对比

以2011年7月11日晴天及2011年7月16日雾霾天气一天中远洋沁山水小区室内和远洋沁山水小区数据为例(图5)。

图5 室外和室内与PM2.5的关系

图5显示:①同样是室外或室内，雾霾天气的PM2.5高于晴天 PM2.5;②同样是晴天和雾霾天气，室外的 PM2.5值都高于室内的 PM2.5值。

得出结论:①室外的 PM2.5污染要比室内的大很多;②雾霾天气的 PM2.5要比晴天的 PM2.5大很多，故雾霾天气应多呆在室内，更不要出去锻炼身体。

2.3.4 北京不同地理位置 PM2.5的数值

测量:二环，三环，四环，五环，天安门，鸟巢及颐和园(图6)。

图6 不同地地理位置与PM2.5的关系

从图6看出:①车流量高峰期17:00～18:30比非高峰期11:00～12:30的 PM2.5要大得多，即车流量最大的二环路PM2.5值最高，车流量次之的三环路 PM2.5仅次之，车流量更小一些的四环路PM2.5值更小一点，车流量不太大的五环路的PM2.5值更小，风景区颐和园没有车流量故 PM2.5最小，所以 PM2.5值的高低与车流量的多少成正相关;②下班高峰期17:00～18:30(车最多)PM2.5的测量值明显高于非高峰期11:00～12:30。

得出结论:①汽车尾气对城市PM2.5的影响很大;②汽车流量越大，PM2.5浓度越高。

图7为西四环四季青桥主干道上离地面分别为0.5m、1.5m 和 6m(天桥上)在一天 4段时间当中PM2.5的数值对比。

从图7中可以看出:4段时间反映的图型都是离地面最低的0.5m(离汽车排气管最近的距离)PM2.5的污染程度最大，人鼻呼吸的1.5m处PM2.5值相对来说也比较大，而6m高空(天桥上)PM2.5的值相对小很多。

图7 不同离地高度与PM2.5的关系

得出结论:①离汽车排气管最近的0.5m处PM2.5的浓度最大;②人呼吸的高度1.5m处 PM2.5也很大;③天桥上6m高度PM2.5减少很多，所以小孩子在马路上应尽量抱起，买房子要买高点的空气好些。汽车尾气对空气质量影响很大。

3 对策与建议

(1)汽车尽量倡导小排量，或多推广电瓶车。

(2)建议人们多乘公交车，地铁，自行车，采用绿色生活。

(3)湿度过小的天气和沙尘天气，应采用人工降雨，增加湿度，增加空气中水份吸附颗粒的能力，降低PM2.5的浓度。

(4)增加城市绿化，加强植物吸附PM2.5颗粒物。

(5)雾霾天气人们应多在家里，避免在雾霾天气出去锻炼。

4 结语

世界卫生组织在2005年版《空气质量准则》中指出:当PM2.5平均浓度达到35μg/m3时，人的死亡风险比10μg/m3的情形约增加15%。联合国环境规划署的报告称，PM2.5的每立方米的浓度上升20μg，中国和印度每年会约有34万人死亡。所以在我国监测和控制PM2.5的浓度，刻不容缓，是当务之急。

［1］ 环保部拟将入肺微粒纳入空气评价指标［N］.京华时报，2011－11－02.