這篇文章有點幹貨,但對大家了解PM2.5與霧霾非常有有用!請大家耐心看完!
什麼是PM2.5?PM2.5這個話題前兩年比較熱門,但随着這兩年空氣質量的轉好,似乎這個話題也慢慢淡出了人們的視線。北京正是PM2.5較為嚴重的城市,冬天的北京經常可以遇到能見度低于100米的情況。北京的冬天因為集中供暖,所以教室很熱,有些時候因為太熱了,同學們會把窗戶打開,這時候你會發現從教室最後一排到講台不到30米的距離,可以明顯感覺到教室裡霧蒙蒙的。
北京由于其特殊的地理環境以及周邊工業情況,導緻其霧霾非常嚴重。簡單地說,北京之所以霧霾會嚴重,主要是因為環北京一圈工業,尤其是煉鋼廠排放的污染物,以及北京燕山山脈附近特殊的地理環境造成。
PM2.5中PM其實是指顆粒物的意思,是Partoculate Matter 的首字母縮寫。而2.5則是指顆粒的空氣動力學直徑,單位是微米。和PM2.5類似的,還有PM10、PM100等。其中PM100又叫總懸浮顆粒物,簡單點說就是能懸浮在空氣中的顆粒物,大多空氣動力學直徑都小于100微米。而小于10微米的顆粒物叫做PM10,PM10又被稱作可吸入顆粒物,它是指可以被人吸入上呼吸道的顆粒物。而如何表征空氣中顆粒物的污染程度,則是使用單位立方米空氣中顆粒物的重量來進行的。舉個例子,比如說PM2.5的值是25就意味着目前空氣中每一立方米空氣中有25微克的PM2.5。
剛剛講到了,PM2.5中的2.5是指空氣動力學直徑小于2.5微米的顆粒物。那什麼是空氣動力學直徑呢?空氣動力學其實是為了簡化整個表征方法來制定的一個概念,具體怎麼回事,大家其實看一下下面的圖就能明白。舉個例子,如果一瓶茅台在空氣中沉降(下落)的速率和直徑20厘米,密度是1g每立方厘米的球一緻,那麼這瓶茅台的空氣動力學直徑就是200000μm(大誤)。由于不同的顆粒物整體外形很不規則,并不是所有的顆粒物都是圓圓的球形,所以在表征顆粒物的直徑時,不能單獨的使用它的幾何直徑,而要使用空氣動力學直徑。
由于不同的顆粒物整體外形很不規則,并不是所有的顆粒物都是圓圓的球形,所以在表征顆粒物的直徑時,不能簡單的使用它的幾何直徑,而要使用空氣動力學直徑。通過空氣動力學直徑,我們就可以将不同密度不同形狀的花粉,海鹽,沙土碳或者其他大氣化學産物,放在同一個尺寸量綱下進行比較。
而PM2.5正是由于它空氣動力學尺寸比較小,所以他的滞空時間比較長,并且可以通過大氣進行長距離傳輸。舉個例子,如果你去海灘吹起一片沙土,可能這些沙土飛不了幾米就全落到地面,但是PM2.5不一樣,它可以通過大氣進行遠距離輸送,可以進行幾百甚至上千公裡的輸送。這也就是為什麼之前新聞上日本和韓國會認為他們自己的霧霾是從中國吹過來的原因。
既然科學家們對不同空氣動力學尺寸的顆粒物進行了分類,那麼說明肯定不同空氣動力學尺寸的顆粒物對人的影響也完全不同。簡單地說,随着顆粒物直徑的不斷減小,對于人體的危害也越來越大。PM10~100之間的顆粒物基本上就是沙土或者揚塵什麼的。就像刮沙塵暴的時候,這時候你會感覺吃了一嘴沙,但其實對人的影響并沒有那麼大,因為這些顆粒物最多進到你鼻子或者口腔裡,并不會吸入到氣管或者肺中。而PM2.5到PM10之間的顆粒物則會進入人的氣管,不過也不用擔心,這些顆粒物大多數時候可以通過氣管粘液的分泌被捕獲,最終變成痰被人吐出來。但PM2.5就不一樣了,這些顆粒物會被人吸進肺裡,甚至直接進入血液,這也就是為什麼大家總能聽到PM2.5對心腦血管疾病的人威脅非常大。
另外再插一嘴,其實PM2.5這個标準制定的并不科學,據傳說當時美國人制定這個規則的時候,政府說我們需要一個指标來衡量污染物,這時候科學家們就拍腦袋想出了2.5這個指标,但更為科學的指标應該是PM1,因為PM1對于人的健康影響更大,而PM1與PM1-PM2.5的形成原理也大不相同,這裡就不展開了。
PM2.5與霧霾
PM2.5和霧霾之間的關系可以理解為霧霾是PM2.5的表現形式,是能被人所能看到的東西。霧和霾其實沒有明确的界限,這就是為什麼天氣預報中老是說霧霾而不單獨是霧或者霾。一般來說,如果空氣濕度在80%以下,那空氣中産生的霧霾就是霾,而空氣濕度大于80%,出現的霧霾則是霧。
霧霾天為什麼是灰白灰白的呢?因為可見光波長一般是在0.4~0.8微米之間,而光具有波的性質,所以它能直接穿過比它波長小的物體。這也是為什麼可見光能夠穿過大氣的原因,因為氮、氧的分子都遠小于可見光的波長。而形成霧霾的PM2.5,它的直徑很多時候都要比可見光的波長要大,所以PM2.5能夠使可見光在霧霾中發生散射,這也是為什麼我們看到霧霾天都是白茫茫一片的原因。
但是除了PM2.5,PM10和PM100尺寸不是更大更能遮光嗎?但是由于他們的空氣動力學尺寸過大,所以他們能在空中停留的時間較短,一般情況下無法像PM2.5這樣能夠遮天蔽日。而且我們看到白茫茫的霧霾,其實并不是霧霾的本色,白茫茫隻是因為顆粒物将可見光中所有波長的光進行了散射,所以我們看到的霧霾是白色或者灰色的。如果将PM2.5放大來看,根據他們形成原理的不同,他們自身的顔色也多種多樣。
如何防範PM2.5
PM2.5的防範分為兩種,這種是針對室外污染源,另外一種則是針對室内污染源。對于室外污染源,如果外面的空氣質量非常糟糕,那要做的一定是關好門窗。如果你家還有空氣淨化器,這時候最好把空氣淨化器打開。如果你家用新風,恭喜你,控制室外污染源對你來說小菜一碟。霧霾天最好呆在家裡,如果說你非要出門呢,一定要帶好口罩。特别是對于老年人,還有一些患有心腦血管疾病的人來說最好不要出門,出門就要帶好口罩。至于口罩的選擇,3M這樣的n95口罩是個不錯的選擇,它可以過濾掉絕大多數的顆粒物。
但是再好的口罩戴不好也是白搭,我見過很多人戴口罩,從來不知道要把口罩上面的金屬鼻夾給調整好。如果你的口罩和臉之間有縫隙,那麼污染空氣肯定會通過阻力最小的途徑,也就是那些你沒帶好口罩漏風的地方被你吸入肺裡。戴口罩一定要注意,好把口罩上的金屬鼻托掰成鼻子輪廓的形狀,這樣才能讓口罩和面部貼緊,盡量讓空氣從口罩經過過濾再被你吸入。
除了室外污染源,很多室内污染源也經常被大家所忽略。PM2.5一大形成源頭是化學反應,簡單的說,空氣動力學直徑在一微米以下的顆粒,你通過研磨法是研不出來的,它們一般都是化學反應的産物。香煙、蚊香以及炒菜做飯都會産生大量的PM2.5,所以盡量避免在室内抽煙,點蚊香,炒菜時一定要做好通風,平時注意打好衛生清潔,這樣才能盡量避免室内的PM2.5污染。
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