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@BeijingAir:北京、PM污染、风

操作Twitter账户@BeijingAir的作者不是一个人,而是一台Met One公司出品的BAM-1020大气颗粒探测器。这台美国环保署赠送的仪器被放置在北京市朝阳区美国大使馆的院子内,每隔一小时发布一次PM2.5指标,直接表征了北京的空气污染状况。美国使馆方面很低调,声称放置这台仪器的主要目的是“为了使馆工作人员的健康”,而且“一个监测站的数据不能代表整个北京的空气质量”。不过上个星期很明显的灰霾天气过程中,北京市环保局却天天报出大气质量良,这就让人困惑了——比如6月27日的数据,美使馆的BAM-1020为Unhealthy,北京市环保局东城区东四测站为良

先解说一下PM10和PM2.5两个指标。PM全称Particulate Matter(悬浮颗粒),在大气环境领域中,指的是悬浮在大气中的液体或固体微粒。这些微粒和大气本身的混合物称为Aerosol(气溶胶)。这些颗粒来源复杂,既有来自火山、沙尘暴、森林草原火灾、海浪等天然污染源,也有来自燃烧化石燃料、化工生产、建筑业、道路和土壤扬尘等人工污染源。人类活动目前制造了全球平均10%的PM,但在城市里,这个比重显然会高得多。直径越小的PM,悬浮时间越长:直径大于10微米的,几小时内就会因为重力降落;直径小于1微米的,能逗留几个星期,直到被降水吸附。

PM的主要危害是引发或加重哮喘、肺功能障碍、肺癌、心脏病、猝死。它的危害和它的直径直接相关:大于10微米的大多数被鼻腔和咽喉阻挡,不会造成麻烦;10微米到2.5微米的颗粒,部分会被肺呼出,部分被支气管和肺部组织吸附;小于2.5微米的微粒,会进入肺部的气体交换区(肺泡),引起血管炎和动脉粥样硬化,进而导致心脏病和其他循环系统疾病;小于0.1微米(100纳米)的微粒,也被称为纳米颗粒,能通过肺泡内的气血屏障进入循环系统,进而影响其他器官,例如损伤大脑,造成老年痴呆。现代柴油机排放的颗粒就是典型的纳米颗粒。PM表面还能吸附致癌物,例如苯芘,造成更大的麻烦。直径小于等于10微米的PM称为PM10;直径小于等于2.5微米的PM称为PM2.5。中国目前的国家标准是只管PM10无视PM2.5的。这里正好有一篇论文“城市大气中PM-2.5污染控制的意义与途径”谈到PM2.5这个问题,我部分引述如下:

……PM2.5气溶胶的复合污染作用往往超过传统的大气污染物,日益成为表征城市大气污染的首要指标(彭应登,1999)……

……PM2.5是导致城市人为能见度下降的祸首……

……美国的大量研究表明,对人体健康危害最大的颗粒物是PM2.5,因为这些细颗粒物可以穿过肺部并存留在肺的深处。PM2.5除了本身对人体呼吸系统具有刺激作用、致敏作用及其它有害作用外,同时它还可能作为携带细菌微生物、病毒和致癌物的载体侵入人体肺部,严重危害人体健康。研究资料表明:北京市城区颗粒物中近90%的有害有机化学成分、近80%的有害无机化学成分分布在径粒小于3微米的细粒中(葛启坛,1993)。可吸入颗粒物已成为大气污染物中对北京市城区居民健康威胁最大污染物(汪晶,1993)。美国自1987年实施PM10标准以来,共有2000多项研究指出:对人体健康危害最大的是PM2.5。所以,美国在1997年7月又颁布了PM2.5标准,以切实保护人体健康……

现在大伙儿知道为啥近些年的心血管病和肺癌的发病率一路往上飙了吧?不要把罪过都推到饮食和吸烟上去,每个机动车主、企业主、电厂……都有责任。

虽然有专业人士说中国目前有能力监测PM10指标,没有能力监测PM2.5。不过这台仪器显然没有被禁运:北京有公司在卖;Met One公司的官网说PM10和PM2.5的测试方法原理相同;BAM-1020的故障排除方法甚至早在2004年的国内期刊上就发表过论文。到底是没能力测,还是不愿意测?是不是因为这个数据实在不好看就装作没看见呢?

好吧,是我不对,又开始诛心了。

其实写这篇blog的动机,除了操练英文之外,主要是因为今早空气太好,很是刺激人。当时猜测到好空气可能是昨晚的大风造成的,所以这里弄了一点数据看着玩玩。风速的数据来自中国气象局,PM2.5数据来自@BeijingAir。污染水平和风速呈现负相关,看来我是没猜错的。当然不是说风速是唯一的因素:如果城市的污染物排放量是一个稳定的值(在工作日,如果没有奥运会这类鸟事要停工停产,每天工厂、建筑工地和机动车都会大致稳定的冒烟),气象条件(包括风、降水、逆温层等等)能决定PM的扩散和沉降速率,对于近地面表层大气的PM浓度会是决定性因素。

那么我们该怎么办?我个人建议是在灰霾天气尽量减少室外活动。北京湿度较低,因此能见度较低的时段几乎统统都是霾而不是雾。而所谓霾,其成分主要就是PM!那时的空气质量基本上是要把人毒倒的。其他建议,要么移民外国,要么隐居山林,成本都稍高,诸君就看着办吧。

31 thoughts on “@BeijingAir:北京、PM污染、风

  1. fivestone says:

    [屏蔽]这天傍晚的天气真好啊,云层中露出一角夕阳,照在建筑物上,配着后面还是密云的背景,华丽丽的反差效果,没有口袋机啊口袋机~

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    • 郭胖达 says:

      55555,从昨晚开始,PM2.5指数终于又稳定在150上下了。。。。
      话说最近的晚霞效果都很诱人。

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    • fivestone says:

      呃,客观地讲沿海和内陆城市还是有一点差别的,回头等北京沙尘暴那天看看pm2.5数值是多少~

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      • 郭胖达 says:

        沙尘暴都是粗颗粒,PM10那档的。PM2.5主要还是人类活动产物。而且我记得沙尘暴好象是能吸附和净化空气的。

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  2. Cafes says:

    这就是胸部不明小阴影的来由吗…

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  3. azor says:

    去买个拉风的防毒面具套着吧。

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    • 郭胖达 says:

      Sydney的空气比NYC差很多哦。NYC的PM2.5长期只有10以下的。
      赶快去查查Brisbane的数据吧,没准儿你也需要配个防毒面具去送pizza,哈哈哈哈

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      • azor says:

        靠,怎么说我这也是强悍的中国肺,澳洲版的浮尘可以直接忽视了

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      • fivestone says:

        话说当年北语-五道口那段早上堵得水泄不通乌烟瘴气的路,我都是戴着N95骑车上班的

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        • 郭胖达 says:

          现在每天过四环……空气也够糟……好吧难道也要N95武装起来?

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  4. 郭胖达 says:

    转发一则这篇文章在光华Geo版的反馈,关于纳米微粒的问题。应该是环境系的兄弟回复的:

    发信人: DOAS (差分光学吸收光谱仪), 信区: Geography
    标 题: Re: 写了一篇PM的summary,请大家拍砖,呵呵
    发信站: 日月光华 (2009年07月02日11:34:04 星期四), 站内信件

    人制造出的纳米颗粒也不是往大气里排放的,就好比人制造了大量的面粉,也没有引起
    面尘暴。人工增雨大概是目前唯一一种故意排放颗粒物的行为。另外人故意制造颗粒物
    的量远比不上机动车排放的量。还有就是颗粒物的成份也不一样,比如人造的TiO2纳米
    粉没什么危害,而机动车排放的颗粒物含有大量的多环芳烃等致癌物。

    测PM2.5没什么技术困难,环境系的某些组天天在测,采样器和PM10一样,就是一个泵,
    只是滤膜不一样。

    【 在 Ed (猪样的年华) 的大作中提到: 】
    : 另外有一个对于纳米颗粒的疑问。
    : 现在的纳米技术,岂不是会大量制造纳米级人工颗粒,恐怕要无孔不入了。
    : 这个会不会很危险??

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  5. 郭胖达 says:

    下面两张图来自《南方周末》旧文“城市灰霾天年夺命三十万,专家吁严防雾都劫难重演”:

    1. 霾的样子。拍摄于广州。遇到这种天气状况最好减少外出了。

    2. 2001-2005年中国灰霾分布形势图,北京貌似还不算最严重的。辽宁、山西、河北南部、河南、湖北西部、安徽北部、江苏、浙江、重庆、江西、珠三角显然更加夸张。

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  6. 郭胖达 says:

    引自《新民周刊》对中国气象局广州热带海洋气象研究所首席研究员吴兑的采访

    ……早期的污染是煤烟型污染,即以粗颗粒物为主,这发生在19世纪工业化开始时;第二期的污染是由于能源革命造成的,即以硫酸盐与二氧化硫为主的污染;而第三阶段是以洛杉矶光化学烟雾为代表的污染,其污染物主要有四类,前体物即氮氧化物与挥发性有机物(VOC),这些气体经过紫外线照射会形成光化学烟雾,届时其标志物臭氧浓度会非常高,最后的产物就是细粒子。

    ……细粒子污染物不是直接排放到空气中的,而是主要来自汽车尾气排放的气体污染物经过一系列光化学反应所形成的二次气溶胶细粒子……

    1952年英国的伦敦烟雾事件……造成约4000余人因烟雾死亡;美国洛杉矶数次发生过光化学烟雾污染事件一周内平均每天有70至300余人死亡……

    ……我国处于复合型压缩性的污染类型,人家长达百年经历的三个阶段,在我国集中地压缩、同时出现了,这形成了我们目前的新型复合型大气污染……(我国)工业完成了三级跳,城市大气污染也在尚未摆脱第一期的煤烟污染阶段时就跑步进入了第二期的污染阶段;在前两期污染还比较严重时,又加速进入了最新的光化学烟雾污染阶段。

    ……可以想象,人暴露在这样的空气中是相当危险的!灰霾天气下,人人都是“吸尘器”。广州市有上千万的人口……相当于有了上千万个“吸尘器”,每天在给这座城市过滤空气……

    ……在中国主要大城市……以汽车尾气为主的交通源在有些城市占到污染源的40%以上,一般而言,也能占据20%以上,氮氧化物的排放是以汽车尾气为主,交通污染源排在城市大气污染源的第一位。

    ……世界各国如果进入发达社会,占第一位的是交通污染源,第二位的污染源是农业畜牧业,第三位才是大工业污染源。我国不存在美国大量农业机械造成的污染源,主要就是交通污染源和工业污染。我国在粗放型的早期发展时期,占第一位的是工业污染,现在我们已经走过了这个阶段了。工业发展成熟以后,交通污染源就成为第一位的污染源。

    中国在三个经济先发区域,京津冀、长三角、珠三角区域的交通污染源已经成为大气污染的首要原因;而其他区域,诸如中国西部大工业城市西安、兰州等,工业污染源还是占第一位的。

    我国环保部门1982年制定、1996年修订的环境空气质量(API指数)体系目前依然适用于全国大部分地区,只是不再适用京津冀、长三角、珠三角这三个经济先发区域了

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  7. spirit says:

    北京基本上是无大风无蓝天。

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  8. lulubear says:

    昨天下午六点从公司对面体育馆打完羽毛球出来,面对着马路上高峰时段的滚滚车流,热风拂面,刹那间感觉空气是多么的清新! 体育馆里不开空调,打一个小时的球快让人窒息。。。看来,活在通风好的地方,已经算是城市人的一大福音!

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    • 郭胖达 says:

      残念。。。rush hour时大街上的空气,未必就比室内的好了。

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  9. 郭胖达 says:

    今天北京整个白天都是极严重的灰霾天气,空气的味道令人作呕,所以PM2.5数据很可怕,一直在极度危险区,浓度是平时的3倍。帝都迟早会重演伦敦烟雾事件。大量死人才会逼当局对机动车下狠手。要不是18点那场雨,下班我真是不敢出门了。

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  10. evan says:

    这段时间北京空气极差,考虑该带N95上下班了。。。

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  11. zx says:

    我一直也在关注这些,非常好。
    我骑车,专门从国外购买了英国的respro防尘口罩。

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  12. noodles says:

    当年就是觉得北京空气太差才逃到上海的。从图上看,上海也好不到哪去。也就是50步笑100步。什么时候才能在自己的国家呼吸新鲜的空气,自在地生活?

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  13. 郭胖达 says:

    参考论文:南京市气溶胶PM2.5一次来源解析

    分析了PM2.5一次来源的成分,以及他们和二次来源之间的逻辑关系。PM2.5是污染物和一次来源细颗粒的混合物。比如沙漠里虽然是PM2.5细颗粒,但是就没那么脏了。以前说PM2.5以尾气颗粒为主还是泛泛了,这个玩意儿是凝结核,尾气之类污染物是之后附着上去的。

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  14. 郭胖达 says:

    绘了一张昨天14点到今天14点PM2.5与风力的关系图。数据来自 @beijingair 和中国气象局。容易得出的结论是PM受风力影响极大,3级以上的风可以有效驱散之。

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  15. 郭胖达 says:

    昨天写的一堆tweet,关于PM2.5的防护用口罩3M 9332:

    前天买的能挡住绝大部分PM2.5颗粒的3M 9332口罩到货。欧盟防护等级FFP3,过滤能力极强(比N95强得多)且不影响呼吸流畅度,能过滤油性粉尘。寿命约40小时,按每天上下班1小时计,能用40天,淘宝卖30元。

    经 @fiddlehan 提醒,3M 9332的正确佩戴方法:在鼻翼两侧按下内嵌的金属条,这样才能密封。按下之后吸气,果然有明显的负压——造型真像猪头啊~~~哈哈

    某人评价9332的过滤能力:

    RT @5ula5: @mranti @guoxintao 崩溃了,北京的空气质量有这么吓人?FFP3什么概念啊…P3实验室才会用吧…P3实验室里是因为要研究结核,炭疽,黄热病病毒,SARS病毒这种才用的啊…北京的空气需要这种面具才能呼吸的话基本上可以算毒气了吧…

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  16. 赵格格她爹 says:

    感谢博主的科普,请问博主,发布的数据比图这条“11-18-2011; 09:00; PM2.5; 78.0; 158; Unhealthy // Ozone; 0.0; 0; No Reading” 其中78.0和158分别表示哪个指数?所谓AQI是指后面一个(158)么?前面的78.0表示什么呢? 麻烦您啦
    谢谢。

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    • 郭胖达 says:

      11-18-2011; 09:00;
      PM2.5; 78.0; 158; Unhealthy
      PM2.5,浓度 78.0,空气质量指数 158,不健康
      Ozone; 0.0; 0; No Reading
      臭氧,浓度0,空气质量指数 0,无读数

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