大气和废气监测颗粒物大气污染指数

（二）按监测和粒径划分
3、可吸入颗粒物（Inhalable Particulate，IP）
易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子，小于
10微米。
PM10
➢ PM10：空气动力学当量直径小于或等于10微米的 颗粒物；
（二）按监测和粒径划分
➢ P PM10 测定
➢
➢ 利用二段冲击式小流量采样器，在采样器规定流量下 采样，空气中的颗粒物经惯性冲击分离，将空气动力 学当量直径小于10um的颗粒收集于已恒重的滤料上。 取下，称量，根据采样前后滤料的质量差及采样体积 计算空气中可吸入颗粒物的浓度。
Ii
Ci Ci, j Ci, j1 Cij
Ii, j1 Iij Iij
各种污染物的空气污染分指数计算出来后，其中最大者对应的污染物 为该区域的首要污染物，其分指数即为该区域的空气污染指数API
例题：浙江省瑞安市**工业区2008年9月4日空气各种 污染物的污染指数分别为： 二氧化硫66，二氧化氮185，可吸入颗粒145 请你宣读该地区的空气质量报告
✓ 其中，v表示沉降速度；g为重力加速度；d为粒子直径；ρ和ρ0 分别为颗粒及空气的密度；η空气的粘度，以泊(Pa·s)表示。
➢ 结论：粒径和密度愈大，则沉降速率也愈大。
➢ 沉降机制2：另一种是粒径小于0.lµm的颗粒，靠布朗运 动扩散、互相碰撞而凝集成较大的颗粒，通过大气湍 流扩散到地面或碰撞而消除。
颗粒物。
(二)大气颗粒物的汇（汇集——干沉降和湿沉降）
1、干沉降：干沉降是指颗粒物通过重力作用或与 其它物体碰撞后发生沉降。
➢ 沉降机制1：一种通过重力对颗粒物的作用。沉降的速 率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞系数等有关。
➢ 粒子的沉降速度可应用斯托克斯定律求出：
v=(ρ-ρ0)gd2/ 1.8η
可吸入颗粒物对人体的危害
20
健
康 效
15
应
指
数 变
10
化
百
分
率5
哮喘 综合症
进医院 的人数
死亡率
100
200
300
大气中的PM10日浓度变化（ug/m3)
最大空气 吸入量的
降低 400
据英国环境部(1995)统计结果，随着PM10在空气中的含量上升， 哮喘病患病率、住院人数以及死亡人数都会上升。PM10每增加 50μg/m3，那么哮喘病患病率会上升20%，住院人数上升10%，死 亡率增加5%。
（3）对气象和环境的影响 ：
随着气溶胶增加，致使大气能 见度降低；
使空气质量恶化，造成大气污 染，对局部环境的影响很大。
产生酸沉降，对生态环境危害 很大。
气溶胶对大气能见度、大气光化学烟雾 、酸沉降有极大的影响。
250 天数
200
150
203 180
150
100 60 50
0 50年代 70年代 80年代 1994年
空气污染指数范围及相应的空气质量级别
污染指 质量级
数
别
0～50
Ⅰ
51～100
Ⅱ
101～200
Ⅲ
201～300
Ⅳ
≥300
Ⅴ
质量描 述
优
对健康的影响
可正常活动
良
可正常活动
轻污Fra Baidu bibliotek 中污染 重污染
长期接触，易感人群症状有轻度 加剧，健康人群出现刺激症状
一定时间接触后，心脏病和肺病 患者症状显著加剧，运动耐受力
木材燃烧时产生的硅酸盐颗粒，粉煤燃烧时产生的飞 灰等。
4、雾（Fog）
➢ 颗粒直径：2~ 200 μm ； 物态：液体； ➢ 生成、现象：水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶，
水平视程小于1km。
5、霭[ǎi] （Mist）
➢ 颗粒直径：大于10 μm ； 物态：液体； ➢ 生成、现象：与雾相似，气象上规定称轻雾，水平视
用标准大容量颗粒采样器，在滤膜上所收集的颗粒物 的总质量，是大气质量评价中的一个通用的重要污染 指标。
2、飘尘和降尘
长期飘泊在大气中颗粒直径小于l0μm的悬浮物称为飘 尘(Airborne particle)；
大于l0μm的微粒，由于自身的重力作用而很快沉降下 来的这部分微粒称为降尘（Dustfall）。
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分期实施新标准
我国不同地区的空气污染特征、经济发展水平和环境管理要求差异较大， 新增指标监测需要开展仪器设备安装、数据质量控制、专业人员培训等一系列准 备工作。为确保各地有仪器、有人员、有资金，做到测得出、测得准，决定在全
国分期实施新标准。
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2.空气污染指数API（Air Pollution Index）
•
2、 烟(烟气，Fume)
➢ 颗粒直径：0.01~ 1μm ，固体。 ➢ 生成、现象：由升华、蒸馏、熔融及化学反应等产生
的蒸气凝结而成的固体颗粒。 ➢ 如熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车排气、烟草燃
烟、硫酸盐等。
3、灰（Ash）
➢ 颗粒直径：1 ~200 μm；物态：固体； ➢ 生成、现象：燃烧过程中产生的不燃性微粒，如煤、
空气污染指数(API)是一种向社会公众公布的 反映和评价空气质量状况的指标。
它将常规监测的几种主要空气污染物浓度经 过处理简化为单一的数值形式，分级表示空气 质量和污染程度，具有简明、直观和使用方便 的优点。
空气污染指数计算
根据我国城市空气污染的特点，开始是以SO2、NO2 和PM10作为计算API的暂定项目。 我国的大气污染指数是借鉴了美国的污染物标准指 数而提出的。根据我国空气污染的特点和污染防治重 点，目前计入大气污染指数地污染物有SO2、NO2、P M10、CO和O3，其中SO2、NO2、PM10三项以日均值 计，CO和O3两项以1小时均值计。
空气污染指数为185， 空气质量等级为轻度污染， 首要污染物为二氧化氮。
【例题】某城市环境空气质量经监测后综合整理，该城市当日 主要污染物数据如下： CCSN0022＝＝00..220100((mmgg//mm33))，，试C确TS定P ＝该0城.4市53的(m环g境/空m3气),污染指数、 首要污染物和环境空气质量级别。 解：
为使环境空气质量评价结果更加符合实际状况，更加 接近人民群众切身感受，会议同意发布新修订的《环 境空气质量标准》。新标准增加了细颗粒物（PM2.5） 和臭氧（O3）8小时浓度限值监测指标。会议要求 2012年在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直 辖市和省会城市开展细颗粒物与臭氧等项目监测， 2013年在113个环境保护重点城市和国家环境保护模 范城市开展监测，2015年覆盖所有地级以上城市。
焦油状物质及不完全燃烧的灰分所形成的混合物。如 果煤烟中失去了液态颗粒，即成为烟炭。
8、烟雾（Smog）
➢ 0.001~2 μm的固体。
➢ 现泛指各种妨碍视程(能见度低于2km)的大气污染现象。 光化学烟雾产生的颗粒物，粒径常小于0.5 μm使大气呈 淡褐色。
（二）按监测和粒径划分
1、总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulate， TSP)
PM2.5对健康有什么影响？
PM2.5的浓度过高，主要会对呼吸系统和心血管系统造 成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺 功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致 命性的心脏病、心肺病患者的过早死。老人、小孩以及 心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。
如果空气中PM2.5的浓度长期高于10微克/立方米，死亡
气溶胶还可以作为云凝结核，通过改变云的光学 特征和寿命，来间接影响气候；
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（2）对人体健康的危害
颗粒物通过呼吸道进入人体，较大的粒子 可能停留在鼻腔及鼻咽部，很小的颗粒可以进 入并停留在肺部。
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不同粒径的颗粒物可到达呼吸系统的部位
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（2）对人体健康的危害
：
气溶胶对人体健康有很大 的危害，其中有机物是危害 最大的气溶胶组分，它对生 物和人体的危害主要是参与 机体的新陈代谢作用，具有 “致癌、致畸和致基因突变 ”作用。
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二、大气颗粒物的源和汇
（一）大气颗粒物的来源
1、天然来源
1）一次颗粒物
可起因于地面扬尘(风吹灰尘)，与地壳、土壤的成分相似； 海浪溅出的浪沫，火山爆发的喷出物，森林火灾的燃烧物，宇宙
来源的陨星尘，生物界产生的颗粒物如花粉、孢子等。
2）二次颗粒物
➢ 森林中排出的碳氢化合物(主要是萜烯类)进入大气后经光化学反应， 产生的微小颗粒；
（二）按监测和粒径划分
4、可入肺颗粒物（Inhalable Particulate，IP）
易于通过呼吸过程而进入肺部的粒子，小于5微
米。
PM5
➢ PM5：空气动力学当量直径小于或等于5微米的 颗粒物；
（二）按监测和粒径划分
5、细颗粒物（Inhalable Particulate，IP）
PM2.5指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤2.5 um 的颗粒物。大多数PM2.5能进入呼吸道，由于表面积大 ，容易吸附许多空气中的有毒物质。因此，PM2.5对人 体健康的危害非常大，越来越受到人们的重视。美国在 1996年制定了PM2.5颗粒物的环境空气质量标准。
程在1~2km之内，使大气呈灰色。
6、霾[mái] （Haze）
➢ 颗粒直径0.1 μm左右 ，固体。 ➢ 生成、现象：干的尘或盐粒悬浮于大气中形成，使大
气混浊呈浅蓝色或微黄色。水平视程小于2km。
7、烟尘(熏烟，Smoke)
包含0.01~5 μm的固体或液体。 一般为含碳物质，如煤燃烧时产生的固体碳粒、水、
➢ 干沉降对粒径小于1m的颗粒物去除效率较高。
2、湿沉降：指降雨、下雪使颗粒物消除的过程。
➢ 存在雨除和冲刷两种机制； ➢ 对粒径为4m~5 m的颗粒物去除效率较高。
三、颗粒物对环境及人体健康的影响
（1）气溶胶对全球气候的影响：
吸收、散射太阳辐射和地面长波辐射，影响地-气 辐射平衡，从而直接影响全球气候；
降低，健康人群普遍出现症状
健康人明显强烈症状，降低运动 耐受力，提前出现某些疾病
对应空气质量的适 用范围
自然保护区、风景名 胜区和其他需要特殊
保护的地区
为城镇规划中确定的 居住区、商业交通居 民混合区、文化区、
一般工业区和农村
特定工业区
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空气污染指数的确定
①测定空气中各种污染物 ②根据污染物的浓度换算成污染指数 ③选取污染指数最大的为首要污染物 ④首要污染物的指数为该地区的空气污 染指数 ⑤根据空气污染指数确定空气等级
➢ 与自然界硫、氮、碳循环有关的转化产物，如由H2S、SO2氧化生 成的硫酸盐，由NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。
2、人为来源
燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物，如煤烟、飞灰等。 各种工业生产过程中排放的固体微粒，汽车尾气排出
的卤化铅凝聚而形成的颗粒物。 人为排放SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等的二次
风险就开始上升。浓度每增加10微克/立方米，总的死
亡风险就上升4%，得心肺疾病的死亡风险上升6%，得
肺癌的死亡风险上升8%。
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从全社会的角度出发，降低PM2.5这些看似不大的风险， 收益却是很大的。美国环保局在2003年做了一个估算： “如果PM2.5达标，全美国每年可以避免数万人早死、数 万人上医院就诊、上百万次的误工、上百万儿童得呼吸 系统疾病”。相比当前的中国，美国当时的空气质量已 经相当不错，只有很少的地区略微超标。如果中国的 PM2.5能够达标，社会收益无疑将会是巨大的。 上述关于PM2.5死亡风险的数据源自2002年发表于《美 国医学会杂志》的一篇论文。
北京市区全年能见度低于4公里的天数
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知识点5 大气污染物监测
我国空气中的污染物主要是什么？
我国空气中的污染物：二氧化硫、二氧化氮 及可吸入颗粒物
环境空气质量标准新增PM2.5和O3指标
据新华社北京2012年2月29日电国务院总理温家宝29 日主持召开国务院常务会议，同意发布新修订的《环 境空气质量标准》，部署加强大气污染综合防治重点 工作。
得知该城市的API＝212。首要污染物是N02，环境空气质量 的级别为Ⅳ级，属中度污染。
2.空气质量指数AQI（Air Quality Index）
空气质量指数
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AQI的计算与评价方法
第一步：计算各污染物的空气质量分指数IAQI
知识点4 大气颗粒物
大气颗粒物
由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气中形成 的一个庞大的分散体系，称为气溶胶体系。
气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物。
一、大气颗粒物的分类
（一）按粒径、状态及来源划分（8种）
1、粉尘（微尘、Dust）
➢ 颗粒直径：1~100μm，固体。 ➢ 机械粉碎的固体微粒，风吹扬尘，风沙。