PM2.5簡介

2024年3月16日發(作者：關于李白的詩句)

簡介

概念

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑

還不到人的頭發絲粗細的1/20。 有時候，學者也將PM2.5等同于氣溶膠，“所謂的氣溶膠、

細顆粒物，其實就是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的細顆粒物，簡稱PM2.5。”

而在城市空氣質量日報或周報中的可吸入顆粒物和總懸浮顆粒物是人們較為熟悉的兩

種大氣污染物。可吸入顆粒物又稱為PM10，指直徑等于或小于10微米，可以進入人的呼

吸系統的顆粒物；總懸浮顆粒物也稱為PM100，即直徑小于和等于100微米的顆粒物。

性狀

雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要

的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質且在大氣中

的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。

大氣氣溶膠是懸浮于空氣中固態和液態質點組成的一種復雜的化學混合物，它們的大小

從只有幾納米的超細顆粒到幾個微米直徑以上的粗顆粒。在兩者之間是被稱為細顆粒的氣溶

膠，其直徑在0.1μm到幾個μm，所以大氣氣溶膠的典型尺度是0.001~10μm，其在大氣中

的居留期至少為幾小時，平均可達幾天、一周到數周，甚至到數年(如平流層氣溶膠)。

來源

大氣氣溶膠可以作為顆粒物(初生源)直接被排放出來，也可以由氣態前體物通過化學反

應(如光化反應)間接形成于大氣中(次生源)。從排放源分類可分為自然源和人為源兩類。氣

溶膠PM2.5這些超細粒子的自然來源包括火山噴發的煙塵、被風吹起的土壤顆粒以及流星

燃燒所產生的細小微粒和宇宙塵埃等。

PM2.5產生的最主要的來源則是人為，是日常發電、工業生產（煤炭、石油及其他礦物

燃燒產生的工業廢氣）、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬

等有毒物質，包括散播到空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子，經過一系列

光化學反應形成二次污染物。

PM2.5標準

PM2.5的標準，是由美國在1997年提出的，主要是為了更有效地監測隨著工業化日益

發達而出現的、在舊標準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。PM2.5指數已經成為一個重

要的測控空氣污染程度的指數。

據了解，到2010年底為止，除美國和歐盟一些國家外，世界上大部分國家都還未開展

對PM2.5的監測，大多通行對PM10進行監測。

全球空氣PM2.5顆粒物污染情況

[1]

懸浮顆粒（Particulate）泛指懸浮在氣體當中的微細固體或液體。對于環境科學來說，懸浮

粒子特指空氣中那些微細污染物，它們是空氣污染的一個主要來源。當中小于10微米直徑

的懸浮粒子，被定義為可吸入懸浮粒子，它們能夠聚積在肺部，危害人類健康。直徑小于

2.5微米的顆粒，對人體危害最大，因為它可以直接進入肺泡。科學家用PM2.5表示每立方

米空氣中這種顆粒的含量，這個值越高，就代表空氣污染越嚴重。

在這張2001-2006年間平均全球空氣污染形勢圖上，全球PM2.5最高的地區在北非和中

國的華北、華東、華中全部。世界衛生組織(WHO)認為，PM2.5小于10是安全值，中國的

這些地區全部高于50接近80，比撒哈拉沙漠還要高很多。

2009年，中國的環保部門曾對灰霾天進行了試點監測，結果顯示，當年1月1日至12

月31日，各試點城市發生灰霾的天數在51至211天；其中天津灰霾天達到51天，深圳為

115天，重慶133天，上海134天，蘇州169天。而我國細顆粒物污染在全球范圍內的橫向

對比同樣不容樂觀。2010年兩位加拿大科學家利用衛星測量數據和計算機模擬信息制作的

地圖展示了2001年至2006年全球平均PM2.5分布情況，提供了迄今為止最全面的細顆粒

物質分布情況。地圖顯示，中國人口密集、經濟發達的地區，很多都處于細顆粒物濃度最高

的地區。

根據中國人民大學法學院與公眾環境研究中心(IPE)于2011年1月發布的城市空氣質量

信息公開指數(AQTI)評價報告顯示，北京、上海、廣州、重慶等20個國內評價城市普遍未

開展細顆粒物監測。值得注意的是，倫敦、巴黎、紐約等對PM2.5進行頻密監測和發布的

國際城市，其污染水平也相對較低，與此同時，不少發展中國家的大城市如墨西哥城和新德

里等城市，也早已開展了PM2.5的頻密監測和發布。

編輯本段危害

強可吸入性

研究表明，顆粒越小對人體健康的危害越大。氣象專家和醫學專家認為，由細顆粒物造

成的灰霾天氣對人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大。粒徑10微米以上的顆粒物，會被擋

在人的鼻子外面；粒徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物，能夠進入上呼吸道，但部分可

通過痰液等排出體外，對人體健康危害相對較小；而粒徑在2.5微米以下的細顆粒物，直徑

相當于人類頭發1/10大小，較小的PM2.5顆粒可以穿透人體呼吸道的防御毛發狀結構，也

就是鼻腔中的鼻纖毛，被吸入人體后會進入支氣管，，進入人體內部，干擾肺部的氣體交換

引發人體整個范圍的疾病，包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。這些顆粒還可以

通過支氣管進入肺部或進入肺泡，并能進入血液溶解在血液中通往全身，由于其本身的毒性

或攜帶有毒物質，因而對人體健康會造成極大危害；大氣氣溶膠中的重金屬成分可以危害人

體的多種部位，包括神經、腸胃、心臟、肺、肝、腎、皮膚等；大氣氣溶膠中的多環芳烴和

亞硝胺等化學物對人體有致癌作用。對人體健康的傷害更大。在歐盟國家中，PM2.5導致人

們的平均壽命減少8.6個月。而PM2.5還可成為病毒和細菌的載體，為呼吸道傳染病的傳播

推波助瀾。中國工程院院士、中國環境監測總站原總工程師魏復盛研究結果還表明，PM2.5

和PM10濃度越高，兒童及其雙親呼吸系統病癥的發生率也越高，而PM2.5的影響尤為顯著。

《整體環境科學》（Science of Total Environment）上增刊登過北京大學醫學部公共衛生學院

教授潘小川及其同事報告了一項新發現：2004年至2006年期間，當北京大學校園觀測點的

PM2.5日均濃度增加時，在約4公里以外的北京大學第三醫院，心血管病急診患者數量也有

所增加。雖然PM10和PM2.5都是心血管病發病的危險因素，但PM2.5的影響顯然更大。

據美國心臟協會估計，僅在美國，被PM2.5顆粒污染的空氣就導致每年約60,000人死亡。

[2]

世界衛生組織在2005年版《空氣質量準則》中也指出：當PM2.5年均濃度達到每立方

米35微克時，人的死亡風險比每立方米10微克的情形約增加15％。一份來自聯合國環境

規劃署的報告稱，PM2.5每立方米的濃度上升20毫克，將會導致全球每年約40萬人死亡。

空氣能見度

在干凈的大氣中，氣溶膠含量極低，大氣對光的削弱也較低，在晴朗風力不強的日子里，人

眼可以看到200公里或者更遠的景物（由于地表是彎曲的，故而遠處景物都是高山），如果

在高原地區，則可以看的更遠。

PM2.5有強烈的削光能力，使大氣的消光度數倍甚至數十倍的增加，使視野大大縮短，

遠處變成一片暗灰色。同時PM2.5的擴散去除比較慢，可以長距離輸送，城市、農村、山

林上空都充滿了這種顆粒物，使我國中東部大部分地區PM2.5的年平均值達到每立方米80

微克，使能見度下降了90%以上，而且近處能看見的事物也不清晰，故而我國東部地區很難

看到視野壯闊的景觀，天空也藍的不清澈，藍天白云變成了西部高原地區的特產。嚴重時，

晴天的能見度甚至不足10公里，則稱為灰霾天氣，灰霾的頻繁出現，標志著空氣中PM2.5

污染達到異常嚴重的程度，我國部分地區一年甚至一半的日子都出現灰霾，其中絕大部分都

并非自然原因導致（沙塵暴等）。我國許多城市近二三十年霾日數不斷增加，能見度則明顯

降低，目前中國東部大部分地區霾日都超過100天，其中大城市區域超過150天，有些地區

如遼寧中部，霾日長期超過300天。根據深圳氣象局統計，深圳市霾日每年平均達160天左

右，平均能見度由80年代初的20公里下降到現在的10公里左右。

[3]

能見度的下降讓大自

然的美麗風景變的黯然失色，容易使人的心理健康受到影響；能見度下降的嚴重時，還可能

導致交通受阻等。

天氣氣候

PM2.5濃度太高對氣候最顯著的影響是日照顯著減少，全國中東部各大城市，日照時數

普遍明顯減少，例如成都的年日照時數從原來的1200小時減少到900小時，廈門從大約2200

小時減少到1600小時；同時日照的質量也下降，太陽輻射強度下降10%-25%不等。

PM2.5同時還改變了氣溫和降水模式，我國以及亞洲部分地區大氣中高濃度的PM2.5

已經覆蓋了地球表面很大一部分地區，彌漫著地面到高層3公里的大氣，被稱為亞洲棕云，

它使到達該地區地面的陽光減少，因此可能使地表的氣溫有所下降，與溫室效應所起的作用

相反。這可能導致了近年來我國的變暖速度減緩，水汽北上我國內陸地區的步伐減慢，同時

抑制了對流，使華北西北地區的降水量增加值減少（注：氣候暖化等因素目前已經在使我國

干旱地區的降水有所增加，全球變暖的有利影響甚多，對待事物需要全面看待，目前的報道

顯然不全面，需要自己分辨。）對華北，西北地區的生態恢復有不利影響。

PM2.5導致我國“霧”天增多，由于PM2.5吸收反射了部分陽光，使到達地面的陽光變少，

冬季特別明顯，地表降溫使大氣逆溫更穩定，霧霾混合，擴散困難。硫酸鹽氣溶膠還是形成

酸雨的主要原因。

農業和生態系統

大氣氣溶膠對農業和生態系統的影響也很大，主要是通過由它們造成的到達地面的直接

太陽輻射的減少引起的。在中國稻米和冬小麥生長的主要農業區之一的長江中下游地區，由

于大氣氣溶膠的散射和吸收作用，可使到達地面的太陽輻射量減少5~30％，近70％的作物

[2]

受此影響至少減產5~30％。光照不足，光合作用下降可能已經導致了我國農作物的增產速

度減慢。同時對其他植物也產生影響，由于植物的葉子表面覆蓋了顆粒物，大部分植物的葉

子顏色變灰，其中部分敏感植物的光合作用會進一步下降，呈現不健康的狀態。葉子顏色不

鮮艷，加上大部分時間能見度差，因此我們很少見到青山綠水，大部分時間都見到黑郁郁的

景象。

編輯本段現狀

中國API

PM2.5的標準，是由美國在1997年提出的，主要是為了更有效地監測隨著工業化日益

發達而出現的、在舊標準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。目前在美國等地，已經建立

起了關于細顆粒物的日常監測和公眾通報制度。

中國現行的空氣質量評價體系（API）指標僅包括二氧化硫、二氧化氮、粒徑小于10微

米的可吸入顆粒物（即PM10）的濃度，而并沒有將標準細化到目前國際通用的PM2.5，還

沒有將PM2.5納入監測。國內對它的監測基本還是一片空白，其主要原因是我國至今仍未

有法規要求相關部門必須公布相關監測數據。除了缺乏政府引導和扶持，相對復雜的監測要

求，也讓許多地區裹足不前。

世界衛生組織2005年最新出版的《空氣質量準則》尤其是對大氣中可吸入顆粒物的濃

度限值制定了嚴格的標準。該標準定義如下：年平均濃度超過10微克/立方米(μg/m3)，24

小時平均濃度超過25微克/立方米（μg/m3）即被認定為PM2.5超標。

而NASA此前公布的一張PM2.5世界空氣質量地圖顯示，中國大部分地區PM2.5平均濃

度接近80微克/立方米（μg/m3），甚至超過了非洲撒哈拉沙漠。美國駐華大使館日前在北

京鬧市更是一度監測到557μg/m3的濃度，超過世衛組織安全標準20多倍。

研究進展

兩面性——氣溶膠同時也可抵消部分溫室氣體造成的變暖作用。

全球氣候變化主要由溫室氣體濃度的日益增加引起，而空氣污染主要由懸浮于空氣中的

氣溶膠粒子造成，它們都主要由礦物燃料的燃燒排放形成。空氣污染和氣候變化是相互發生

作用的，一方面，氣溶膠造成空氣污染，而且還具有明顯的氣候效應和改變水圈循環的作用；

另一方面，氣候變化也可加重和放大空氣污染對人體健康、農業生產和生態系統的影響。大

氣系統的能量平衡是決定地球氣候狀態(如地面溫度)的驅動力。地氣系統收到的太陽短波輻

射必須等于地氣系統自身射出的長波或紅外輻射，如果使這種平衡發生擾動或破壞，則會引

起地球氣候發生變化。度量地氣系統的能量收支是否偏離其平衡態的物理量被稱為輻射強迫

(RF)。如果RF是正，說明地氣系統收到的能量大于損失的能量，地氣系統將增溫或變暖，

反之將冷卻。溫室氣體產生的溫室效應使地氣系統向外射出或損失的長波輻射減少，由于入

射的太陽輻射不變，則RF為正，地氣系統將增溫，從而導致全球變暖。大氣氣溶膠粒子通

過散射和吸收太陽光，減少了到達地面的太陽輻射，具有降冷作用，可以抵消一部分由溫室

氣體造成的變暖作用，這是大氣氣溶膠對地球氣候影響最重要的一種作用。平均而言，不論

各種氣溶膠的作用有何不同，所有大氣氣溶膠的總氣候效應都是造成地面負的輻射強迫，使

地球溫度降低。這種作用與溫室氣體的增暖作用正好相反，它具有抵消溫室效應增暖的作用。

國際上一些大型的大氣氣溶膠試驗也都證明了這一點。

目前國際上已在計算，如不考慮氣溶膠冷卻的抵消作用，全球將會再增加多大的溫度上

升？同時也在研究，在這種情況下，全球的減排責任將會有多大增加？在IPCC(政府間氣候

變化專門委員會)第四次評估報告中，對于大氣氣溶膠的氣候效應做了更完整和深入的總結，

并明確指出氣候變化與空氣質量問題是通過大氣氣溶膠緊密耦合在一起。同時專門研究了未

來百年溫度變化的趨勢。如果新的氣候模式中去掉大氣中所有人為排放的硫化物氣溶膠的冷

卻作用，結果表明，全球平均溫度將上升0.8℃左右。

[2]

治理策略

對空氣污染和氣候變化需采取統一而不是分離的應對戰略。由于空氣污染和氣候變化在

很大程度上有共因，即主要都是由礦物燃料燃燒的排放造成，因而減輕和控制空氣污染與減

少溫室氣體排放保護氣候在行動上應是一致的。有研究指出，大氣氣溶膠的增加減少了到達

地面的太陽輻射量，與溫室氣體增暖作用是相反的，互相抵消的。由溫室氣體造成的地表增

暖的50％可能被氣溶膠的冷卻作用所抵消，一旦除去氣溶膠將會使溫室氣體產生的增溫表

現得更顯著，這將進一步增加CO2減排的壓力。因而空氣質量和氣候變化這兩個問題不能

孤立地解決，它們是密切耦合在一起的。

必須發展更復雜的地球系統模式和氣候與生物地球化學變量的長期監測系統。利用這種

復雜的地球系統模式可以更準確地模擬和預報上述兩方面的重要物理、化學和生物過程以及

反饋機制，這是一個重大的挑戰性任務。如果試圖把全球變暖維持在一規定的閾值的環境戰

略中，就不僅要考慮CO2減排，而且也必須同時考慮改善空氣質量的措施及其氣候后果。

為了從經濟上得到最大的節約和獲得雙贏的效果，應該采取協同應對空氣污染和氣候變化的

減排戰略，即應該采取統一的而不是分離的科學研究和應對戰略。尤其將來隨著空氣污染的

不斷治理和改善，可大大降低氣溶膠的冷卻作用，這將進一步加大未來溫室氣體的減排量，

否則全球氣溫將會以更快的速度和量值上升。對于像中國這樣經濟快速發展的發展中國家，

這種戰略尤其重要，因為這兩個問題不但同時存在，而且同是因經濟增長和能源消耗同時迅

猛增長，益使空氣污染嚴重和溫室氣體排放快速增加。從同一源頭上解決這兩個問題不但經

濟上更為有效，而且可同時解決大氣環境和氣候變化問題。

在能源結構和產業結構調整中應同時考慮溫室氣體和氣溶膠排放的綜合或集成技術，使

兩者排放量都能得到減少和控制；組織各方力量編寫第一個比較完整的中國氣溶膠排放清單；

進一步改善溫室氣體和氣溶膠的觀測網，尤其是氣溶膠觀測網更需擴大和加密；進行空氣污

染和氣候變化的氣溶膠——云——氣候變化相互作用的研究，并發展氣候模式(全球和區域模

式)與空氣污染模式相互耦合與嵌套的集合模式系統，為建立中國中長期空氣污染及其環境

和氣候影響的業務預報提供科學基礎和支持；建立耦合的空氣污染和氣候變化風險評估系統，

根據它們之間的相互作用關系以及未來情景預測，提供對社會和經濟部門影響的后果和嚴重

性評估。

[2]