PM2.5简介

2024年3月16日发(作者：关于李白的诗句)

简介

概念

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径

还不到人的头发丝粗细的1/20。 有时候，学者也将PM2.5等同于气溶胶，“所谓的气溶胶、

细颗粒物，其实就是指大气中直径小于或等于2.5微米的细颗粒物，简称PM2.5。”

而在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两

种大气污染物。可吸入颗粒物又称为PM10，指直径等于或小于10微米，可以进入人的呼

吸系统的颗粒物；总悬浮颗粒物也称为PM100，即直径小于和等于100微米的颗粒物。

性状

虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要

的影响。与较粗的大气颗粒物相比，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。

大气气溶胶是悬浮于空气中固态和液态质点组成的一种复杂的化学混合物，它们的大小

从只有几纳米的超细颗粒到几个微米直径以上的粗颗粒。在两者之间是被称为细颗粒的气溶

胶，其直径在0.1μm到几个μm，所以大气气溶胶的典型尺度是0.001~10μm，其在大气中

的居留期至少为几小时，平均可达几天、一周到数周，甚至到数年(如平流层气溶胶)。

来源

大气气溶胶可以作为颗粒物(初生源)直接被排放出来，也可以由气态前体物通过化学反

应(如光化反应)间接形成于大气中(次生源)。从排放源分类可分为自然源和人为源两类。气

溶胶PM2.5这些超细粒子的自然来源包括火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤颗粒以及流星

燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等。

PM2.5产生的最主要的来源则是人为，是日常发电、工业生产（煤炭、石油及其他矿物

燃烧产生的工业废气）、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属

等有毒物质，包括散播到空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子，经过一系列

光化学反应形成二次污染物。

PM2.5标准

PM2.5的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益

发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。PM2.5指数已经成为一个重

要的测控空气污染程度的指数。

据了解，到2010年底为止，除美国和欧盟一些国家外，世界上大部分国家都还未开展

对PM2.5的监测，大多通行对PM10进行监测。

全球空气PM2.5颗粒物污染情况

[1]

悬浮颗粒（Particulate）泛指悬浮在气体当中的微细固体或液体。对于环境科学来说，悬浮

粒子特指空气中那些微细污染物，它们是空气污染的一个主要来源。当中小于10微米直径

的悬浮粒子，被定义为可吸入悬浮粒子，它们能够聚积在肺部，危害人类健康。直径小于

2.5微米的颗粒，对人体危害最大，因为它可以直接进入肺泡。科学家用PM2.5表示每立方

米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。

在这张2001-2006年间平均全球空气污染形势图上，全球PM2.5最高的地区在北非和中

国的华北、华东、华中全部。世界卫生组织(WHO)认为，PM2.5小于10是安全值，中国的

这些地区全部高于50接近80，比撒哈拉沙漠还要高很多。

2009年，中国的环保部门曾对灰霾天进行了试点监测，结果显示，当年1月1日至12

月31日，各试点城市发生灰霾的天数在51至211天；其中天津灰霾天达到51天，深圳为

115天，重庆133天，上海134天，苏州169天。而我国细颗粒物污染在全球范围内的横向

对比同样不容乐观。2010年两位加拿大科学家利用卫星测量数据和计算机模拟信息制作的

地图展示了2001年至2006年全球平均PM2.5分布情况，提供了迄今为止最全面的细颗粒

物质分布情况。地图显示，中国人口密集、经济发达的地区，很多都处于细颗粒物浓度最高

的地区。

根据中国人民大学法学院与公众环境研究中心(IPE)于2011年1月发布的城市空气质量

信息公开指数(AQTI)评价报告显示，北京、上海、广州、重庆等20个国内评价城市普遍未

开展细颗粒物监测。值得注意的是，伦敦、巴黎、纽约等对PM2.5进行频密监测和发布的

国际城市，其污染水平也相对较低，与此同时，不少发展中国家的大城市如墨西哥城和新德

里等城市，也早已开展了PM2.5的频密监测和发布。

编辑本段危害

强可吸入性

研究表明，颗粒越小对人体健康的危害越大。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造

成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡

在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可

通过痰液等排出体外，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径

相当于人类头发1/10大小，较小的PM2.5颗粒可以穿透人体呼吸道的防御毛发状结构，也

就是鼻腔中的鼻纤毛，被吸入人体后会进入支气管，，进入人体内部，干扰肺部的气体交换

引发人体整个范围的疾病，包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以

通过支气管进入肺部或进入肺泡，并能进入血液溶解在血液中通往全身，由于其本身的毒性

或携带有毒物质，因而对人体健康会造成极大危害；大气气溶胶中的重金属成分可以危害人

体的多种部位，包括神经、肠胃、心脏、肺、肝、肾、皮肤等；大气气溶胶中的多环芳烃和

亚硝胺等化学物对人体有致癌作用。对人体健康的伤害更大。在欧盟国家中，PM2.5导致人

们的平均寿命减少8.6个月。而PM2.5还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播

推波助澜。中国工程院院士、中国环境监测总站原总工程师魏复盛研究结果还表明，PM2.5

和PM10浓度越高，儿童及其双亲呼吸系统病症的发生率也越高，而PM2.5的影响尤为显著。

《整体环境科学》（Science of Total Environment）上增刊登过北京大学医学部公共卫生学院

教授潘小川及其同事报告了一项新发现：2004年至2006年期间，当北京大学校园观测点的

PM2.5日均浓度增加时，在约4公里以外的北京大学第三医院，心血管病急诊患者数量也有

所增加。虽然PM10和PM2.5都是心血管病发病的危险因素，但PM2.5的影响显然更大。

据美国心脏协会估计，仅在美国，被PM2.5颗粒污染的空气就导致每年约60,000人死亡。

[2]

世界卫生组织在2005年版《空气质量准则》中也指出：当PM2.5年均浓度达到每立方

米35微克时，人的死亡风险比每立方米10微克的情形约增加15％。一份来自联合国环境

规划署的报告称，PM2.5每立方米的浓度上升20毫克，将会导致全球每年约40万人死亡。

空气能见度

在干净的大气中，气溶胶含量极低，大气对光的削弱也较低，在晴朗风力不强的日子里，人

眼可以看到200公里或者更远的景物（由于地表是弯曲的，故而远处景物都是高山），如果

在高原地区，则可以看的更远。

PM2.5有强烈的削光能力，使大气的消光度数倍甚至数十倍的增加，使视野大大缩短，

远处变成一片暗灰色。同时PM2.5的扩散去除比较慢，可以长距离输送，城市、农村、山

林上空都充满了这种颗粒物，使我国中东部大部分地区PM2.5的年平均值达到每立方米80

微克，使能见度下降了90%以上，而且近处能看见的事物也不清晰，故而我国东部地区很难

看到视野壮阔的景观，天空也蓝的不清澈，蓝天白云变成了西部高原地区的特产。严重时，

晴天的能见度甚至不足10公里，则称为灰霾天气，灰霾的频繁出现，标志着空气中PM2.5

污染达到异常严重的程度，我国部分地区一年甚至一半的日子都出现灰霾，其中绝大部分都

并非自然原因导致（沙尘暴等）。我国许多城市近二三十年霾日数不断增加，能见度则明显

降低，目前中国东部大部分地区霾日都超过100天，其中大城市区域超过150天，有些地区

如辽宁中部，霾日长期超过300天。根据深圳气象局统计，深圳市霾日每年平均达160天左

右，平均能见度由80年代初的20公里下降到现在的10公里左右。

[3]

能见度的下降让大自

然的美丽风景变的黯然失色，容易使人的心理健康受到影响；能见度下降的严重时，还可能

导致交通受阻等。

天气气候

PM2.5浓度太高对气候最显著的影响是日照显著减少，全国中东部各大城市，日照时数

普遍明显减少，例如成都的年日照时数从原来的1200小时减少到900小时，厦门从大约2200

小时减少到1600小时；同时日照的质量也下降，太阳辐射强度下降10%-25%不等。

PM2.5同时还改变了气温和降水模式，我国以及亚洲部分地区大气中高浓度的PM2.5

已经覆盖了地球表面很大一部分地区，弥漫着地面到高层3公里的大气，被称为亚洲棕云，

它使到达该地区地面的阳光减少，因此可能使地表的气温有所下降，与温室效应所起的作用

相反。这可能导致了近年来我国的变暖速度减缓，水汽北上我国内陆地区的步伐减慢，同时

抑制了对流，使华北西北地区的降水量增加值减少（注：气候暖化等因素目前已经在使我国

干旱地区的降水有所增加，全球变暖的有利影响甚多，对待事物需要全面看待，目前的报道

显然不全面，需要自己分辨。）对华北，西北地区的生态恢复有不利影响。

PM2.5导致我国“雾”天增多，由于PM2.5吸收反射了部分阳光，使到达地面的阳光变少，

冬季特别明显，地表降温使大气逆温更稳定，雾霾混合，扩散困难。硫酸盐气溶胶还是形成

酸雨的主要原因。

农业和生态系统

大气气溶胶对农业和生态系统的影响也很大，主要是通过由它们造成的到达地面的直接

太阳辐射的减少引起的。在中国稻米和冬小麦生长的主要农业区之一的长江中下游地区，由

于大气气溶胶的散射和吸收作用，可使到达地面的太阳辐射量减少5~30％，近70％的作物

[2]

受此影响至少减产5~30％。光照不足，光合作用下降可能已经导致了我国农作物的增产速

度减慢。同时对其他植物也产生影响，由于植物的叶子表面覆盖了颗粒物，大部分植物的叶

子颜色变灰，其中部分敏感植物的光合作用会进一步下降，呈现不健康的状态。叶子颜色不

鲜艳，加上大部分时间能见度差，因此我们很少见到青山绿水，大部分时间都见到黑郁郁的

景象。

编辑本段现状

中国API

PM2.5的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益

发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。目前在美国等地，已经建立

起了关于细颗粒物的日常监测和公众通报制度。

中国现行的空气质量评价体系（API）指标仅包括二氧化硫、二氧化氮、粒径小于10微

米的可吸入颗粒物（即PM10）的浓度，而并没有将标准细化到目前国际通用的PM2.5，还

没有将PM2.5纳入监测。国内对它的监测基本还是一片空白，其主要原因是我国至今仍未

有法规要求相关部门必须公布相关监测数据。除了缺乏政府引导和扶持，相对复杂的监测要

求，也让许多地区裹足不前。

世界卫生组织2005年最新出版的《空气质量准则》尤其是对大气中可吸入颗粒物的浓

度限值制定了严格的标准。该标准定义如下：年平均浓度超过10微克/立方米(μg/m3)，24

小时平均浓度超过25微克/立方米（μg/m3）即被认定为PM2.5超标。

而NASA此前公布的一张PM2.5世界空气质量地图显示，中国大部分地区PM2.5平均浓

度接近80微克/立方米（μg/m3），甚至超过了非洲撒哈拉沙漠。美国驻华大使馆日前在北

京闹市更是一度监测到557μg/m3的浓度，超过世卫组织安全标准20多倍。

研究进展

两面性——气溶胶同时也可抵消部分温室气体造成的变暖作用。

全球气候变化主要由温室气体浓度的日益增加引起，而空气污染主要由悬浮于空气中的

气溶胶粒子造成，它们都主要由矿物燃料的燃烧排放形成。空气污染和气候变化是相互发生

作用的，一方面，气溶胶造成空气污染，而且还具有明显的气候效应和改变水圈循环的作用；

另一方面，气候变化也可加重和放大空气污染对人体健康、农业生产和生态系统的影响。大

气系统的能量平衡是决定地球气候状态(如地面温度)的驱动力。地气系统收到的太阳短波辐

射必须等于地气系统自身射出的长波或红外辐射，如果使这种平衡发生扰动或破坏，则会引

起地球气候发生变化。度量地气系统的能量收支是否偏离其平衡态的物理量被称为辐射强迫

(RF)。如果RF是正，说明地气系统收到的能量大于损失的能量，地气系统将增温或变暖，

反之将冷却。温室气体产生的温室效应使地气系统向外射出或损失的长波辐射减少，由于入

射的太阳辐射不变，则RF为正，地气系统将增温，从而导致全球变暖。大气气溶胶粒子通

过散射和吸收太阳光，减少了到达地面的太阳辐射，具有降冷作用，可以抵消一部分由温室

气体造成的变暖作用，这是大气气溶胶对地球气候影响最重要的一种作用。平均而言，不论

各种气溶胶的作用有何不同，所有大气气溶胶的总气候效应都是造成地面负的辐射强迫，使

地球温度降低。这种作用与温室气体的增暖作用正好相反，它具有抵消温室效应增暖的作用。

国际上一些大型的大气气溶胶试验也都证明了这一点。

目前国际上已在计算，如不考虑气溶胶冷却的抵消作用，全球将会再增加多大的温度上

升？同时也在研究，在这种情况下，全球的减排责任将会有多大增加？在IPCC(政府间气候

变化专门委员会)第四次评估报告中，对于大气气溶胶的气候效应做了更完整和深入的总结，

并明确指出气候变化与空气质量问题是通过大气气溶胶紧密耦合在一起。同时专门研究了未

来百年温度变化的趋势。如果新的气候模式中去掉大气中所有人为排放的硫化物气溶胶的冷

却作用，结果表明，全球平均温度将上升0.8℃左右。

[2]

治理策略

对空气污染和气候变化需采取统一而不是分离的应对战略。由于空气污染和气候变化在

很大程度上有共因，即主要都是由矿物燃料燃烧的排放造成，因而减轻和控制空气污染与减

少温室气体排放保护气候在行动上应是一致的。有研究指出，大气气溶胶的增加减少了到达

地面的太阳辐射量，与温室气体增暖作用是相反的，互相抵消的。由温室气体造成的地表增

暖的50％可能被气溶胶的冷却作用所抵消，一旦除去气溶胶将会使温室气体产生的增温表

现得更显著，这将进一步增加CO2减排的压力。因而空气质量和气候变化这两个问题不能

孤立地解决，它们是密切耦合在一起的。

必须发展更复杂的地球系统模式和气候与生物地球化学变量的长期监测系统。利用这种

复杂的地球系统模式可以更准确地模拟和预报上述两方面的重要物理、化学和生物过程以及

反馈机制，这是一个重大的挑战性任务。如果试图把全球变暖维持在一规定的阈值的环境战

略中，就不仅要考虑CO2减排，而且也必须同时考虑改善空气质量的措施及其气候后果。

为了从经济上得到最大的节约和获得双赢的效果，应该采取协同应对空气污染和气候变化的

减排战略，即应该采取统一的而不是分离的科学研究和应对战略。尤其将来随着空气污染的

不断治理和改善，可大大降低气溶胶的冷却作用，这将进一步加大未来温室气体的减排量，

否则全球气温将会以更快的速度和量值上升。对于像中国这样经济快速发展的发展中国家，

这种战略尤其重要，因为这两个问题不但同时存在，而且同是因经济增长和能源消耗同时迅

猛增长，益使空气污染严重和温室气体排放快速增加。从同一源头上解决这两个问题不但经

济上更为有效，而且可同时解决大气环境和气候变化问题。

在能源结构和产业结构调整中应同时考虑温室气体和气溶胶排放的综合或集成技术，使

两者排放量都能得到减少和控制；组织各方力量编写第一个比较完整的中国气溶胶排放清单；

进一步改善温室气体和气溶胶的观测网，尤其是气溶胶观测网更需扩大和加密；进行空气污

染和气候变化的气溶胶——云——气候变化相互作用的研究，并发展气候模式(全球和区域模

式)与空气污染模式相互耦合与嵌套的集合模式系统，为建立中国中长期空气污染及其环境

和气候影响的业务预报提供科学基础和支持；建立耦合的空气污染和气候变化风险评估系统，

根据它们之间的相互作用关系以及未来情景预测，提供对社会和经济部门影响的后果和严重

性评估。

[2]