城市空气悬浮颗粒物的理化性质及其健康效应

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1、郭二果等：城市空气悬浮颗粒物的理化性质及其健康效应857城市空气悬浮颗粒物的理化性质及其健康效应郭二果1，2，王成1，2*，彭镇华1，2，房城1，2，31.中国林业科学院林业研究所//国家林业局森林培育重点实验室，北京100091；2.国家林业局城市林业研究中心，北京100091；3.北京林业大学林学院，北京100083摘要：城市空气悬浮颗粒物的理化性质是其他相关研究的理论基础，目前的研究主要集中在分析空气颗粒物的成分组成、来源解析上。空气悬浮颗粒物主要由金属元素、有机化学成分和无机盐类等组成，城市交通、工业等各种源的排放是其主要来源，按照粒径大

2、小不同一般可将其分为总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）等。空气悬浮颗粒物达到一定浓度后，会对环境和人体产生一定的危害，而且颗粒物粒径大小不同，来源和成分组成就有别，其产生的危害程度也不一样。文章从粒径大小、来源、成份以及三者间的相互关系等几个方面详细阐述了城市空气悬浮颗粒物的理化性质，并从其对人体、其他动植物和环境等方面造成的影响综述了空气颗粒物的健康效应及影响因素，最后又提出了今后的研究方向和发展途径。关键词：城市；空气悬浮颗粒物；粒径分布；来源；成分；健康效应中图分类号：X513文献标识码：A文章编号：1

3、672-2175（2008）02-0851-07郭二果等：城市空气悬浮颗粒物的理化性质及其健康效应857空气颗粒物污染是国内外许多城市空气的首要污染物，国内外许多城市空气颗粒物的浓度已超标[1-3]。空气悬浮颗粒物与人体健康的关系已成为世界各地环境、气象和医务工作者极为关注的前沿性课题，其中了解城市空气颗粒物的来源、成份以及对人体健康的影响是首要工作。空气颗粒物的粒径分布、粒子来源和具体化学组成成份之间的关系复杂，不同粒径、来源和成分组成的的空气悬浮颗粒物，对人体健康等造成的危害程度也不同。1城市空气悬浮颗粒物的粒径分布、来源与成份解析1.1城市

4、空气悬浮颗粒物的粒径或谱分布空气颗粒物是悬浮在空气中微小固体和液体小滴的混合物，是雾、烟和空气尘埃的主要成分。颗粒物的物理化学特征包括颗粒物粒径分布、颗粒物来源及化学成分等。空气颗粒物中直径大于100µm的可以较快落到地面（通常叫降尘），直径小于100µm的叫总悬浮颗粒物（TSP），其中直径小于10µm的空气颗粒物又被国际标准化组织称为可吸入颗粒物（PM10），可以几小时甚至几年在空中飘浮。在可吸入颗粒物中，直径大于2.5µm的被美国环保局称为可吸入粗颗粒物，直径小于2.5µm的为细颗粒物（PM2.5），也有人[4]称之为可入肺颗粒物。TSP与P

5、M10、PM10与PM2.5、PM2.5与PM1.0之间均呈线性相关[5]。颗粒物的大小和形状决定颗粒最终进入人体的部位和对人体的危害程度，可吸入颗粒物按粒子大小沉积于呼吸道的不同部位，d>5µm的颗粒物由于惯性力的作用可被鼻毛和呼吸道粘液排除，d<5µm的尘埃能避开上呼吸道的保护组织而进入肺中，其中粒径为0.5~5µm的可以沉积在细支气管中，并且经数小时后可由纤毛作用排除掉，而d<0.5µm的可到达并滞留于肺泡中达数周、数月或数年，甚至可能进入血液通往全身[4]。但另有报道说d>5µm的颗粒物由于惯性力的作用可被鼻毛和呼吸道粘液排除，d<0.5

6、µm的微粒由于气体的扩散作用被黏附于上呼吸道表面而随痰排出，只有直径在0.5~5µm的粒子可以直接进入肺部[2]。1.2城市空气悬浮颗粒物的成分颗粒物由许多成分组成，包括有机化学成分、盐类、金属以及一些过敏性物质（如花粉和霉菌孢子的片断）。一般有机化学成分构成空气颗粒物总重量的10%~30%[2]，其中多环芳烃（PAH）是目前研究的重点之一，1983年根据14个国家测得的PAH环境浓度，提出了以苯并芘（Bap）作为PAH的代表，以空气中Bap浓度10mg/m3作为空气是否被污染的界限[2]。无机化学成分主要是可溶性无机盐和其他元素类，具体成分和含

7、量因不同城市而异。北京市郭二果等：城市空气悬浮颗粒物的理化性质及其健康效应8574个地点11种园林植物叶面附着的大气颗粒物主要元素为C、O、K、Ca、Si、Al、Mg、Na、Fe、S、C1，主要矿物为石英、方解石等[6]；加利福尼亚空气颗粒物有Li、S、Ka等21种元素[7]，澳大利亚东部港市布里斯班空气颗粒物中有Al、Si、S等20多种成分[8]。空气颗粒物的组成成分之间往往具有一定的相关关系，ChanYC等[8]经过对澳大利亚布里斯班颗粒物成分的研究，得出了各种成分之间的简单关系：地壳物质=1.16（1.90Al+2.15Si+1.41Ca+

8、1.67Ti+2.09Fe）；海洋盐=2.54可溶性Na；次生硫酸铵=1.375可溶性硫酸盐=4.125S；有机S=有机C÷0.6386