PM2.5

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  • 作者:IQAir Staff Writers
Hazy skies over city landscape

什麼是 PM2.5?

微粒物質或 PM 是指空氣中的顆粒,包括灰塵、煤灰、污垢、煙和液滴。

PM2.5 顆粒的直徑為 2.5 微米或更小。PM2.5 微粒非常小,只能用電子顯微鏡才能看見。

在所有空氣污染措施中,PM2.5 污染對健康的威脅最大 (1)。由於體積細小,PM2.5 可在空氣中懸浮數天或數週,穿越城市、地區甚至大陸,吸入後可深入血液。

在全球和 IQAir 的 AQI⁺中,PM2.5 和臭氧是最常見的主要空氣污染物。這就是為什麼監測這兩種污染物對人類健康尤為重要的原因。

為什麼 PM2.5 通常是首要污染物?

PM2.5 是空氣品質報告中最常見的一次污染物,因為它特別小、持久且廣泛。它源於幾乎所有的主要污染源 - 汽車、工業排放、野火、農業燃燒和家庭活動,使其成為空氣品質差的普遍標記。

PM2.5 的微小尺寸可穿透建築物,深入肺部和血液,對健康構成即時和長期的風險。因此,它經常作為 「主要污染物 」出現在空氣質量指數報告中,因為它比其他污染物更有可能超過安全臨界值並影響大量人口。

由於PM2.5對於空氣品質的報告和理解非常重要,因此瞭解傳達這些污染水平的空氣品質指數很有幫助。

什麼是 AQI?

空氣質量指數(或 AQI)用於幫助快速傳達空氣質量等級,其類別從 「良好 」到「危險」不等傳統的美國 AQI 計算依賴於污染物(如 PM2.5)的 24 小時平均值。IQAir 的 AQI⁺為使用者提供每小時的空氣品質更新。由於 PM2.5 水準在一天中會快速變化,因此每小時更新可提供更精確、即時的曝露情況。

PM2.5 的污染源是什麼?

微粒物質可由人造或自然來源直接排放,人造來源通常會產生較多的 PM2.5 (2)。

一些最常見的 PM2.5 人為污染源有 (3) (4) (5):

  • 汽車燃燒
  • 發電廠燃燒
  • 工業製程
  • 火爐、壁爐和家庭木材燃燒
  • 煙火產生的煙霧
  • 吸煙

PM2.5 的自然來源包括

  • 灰塵
  • 煙塵
  • 塵土
  • 風吹鹽
  • 植物孢子
  • 花粉
  • 野火產生的煙霧

PM2.5 空氣品質的主要來源會因季節、天氣、氣候、都市化程度、國家和地區而異。

1994 年《大氣環境》(Atmospheric Environment)雜誌的一項研究調查了美國的 PM2.5 來源,確定生物質燃燒是西北部 PM2.5 污染的最大來源,而殘餘石油燃燒則是東北部和主要海港城市的主要來源 (6)。

污染物的來源可能包括鄰近國家的排放。環境科學與技術》(Environmental Science and Technology) 雜誌於 2019 年發表的加拿大污染源貢獻研究發現,加拿大中部 33% 的污染物 PM2.5 來自美國 (7)。

同一項研究發現,住宅燃燒是加拿大中部 PM2.5 的主要來源,而野火則是加拿大北部、大西洋和西部 PM2.5 污染的責任來源。

PM2.5的化學成分是什麼?

PM2.5 可由其他污染物在大氣中發生化學反應而產生。

氣體之間的化學反應可能是 PM2.5 污染物的來源,包括 (8) 之間的反應

  • 二氧化硫
  • 氮氧化物
  • 氨氣
  • 黑碳
  • 礦物粉塵
  • 揮發性有機化合物

PM2.5 污染如何影響我們的健康?

PM2.5 的微小尺寸增加了其深入呼吸道的可能性。2.5 微米的 PM2.5 可進入循環系統,甚至大腦 (9)。

接觸高濃度微粒物質的短期症狀包括刺激喉嚨和呼吸道、咳嗽和呼吸困難 (10)。

更嚴重的長期併發症可能包括

  • 心肺疾病
  • 支氣管炎
  • 肺氣腫
  • 非致命性心臟病發作
  • 心律不整
  • 氣喘和更劇烈的發作
  • 肺功能下降
  • 提早死亡

患有心臟或肺部疾病的人、兒童和老年人最有可能受到微粒污染暴露的影響。

許多研究證實,接觸污染物 PM2.5 會導致許多嚴重的健康併發症。

例如,2011 年發表在《美國呼吸與重症醫學期刊》(The American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine)上的一項研究追蹤了 120 萬名美國人從 1982 年到 2008 年的健康狀況 (11)。PM2.5 濃度每增加 10 微克/立方米,肺癌死亡率就會增加 15-27%。

根據 2020 年發表在《英國醫學期刊》(British Medical Journal) 上的一項研究,PM2.5 污染與丹麥幼童罹患氣喘的風險增加有關(12)。研究人員對 1997 年至 2014 年間出生的所有兒童進行追蹤,以瞭解他們在 1 歲至 15 歲期間是否出現哮喘發病和持續性喘息。研究發現,與未接觸 PM2.5 的兒童相比,接觸較高水平 PM2.5 的兒童更容易出現哮喘和持續性喘息。

PM2.5 和 PM10 有差異嗎?

PM10 和 PM2.5 都是大小不同的污染物形式。PM2.5 顆粒較細,而 PM10 顆粒較大、較粗。PM10 的微粒介於 2.5 和 10 微克之間。

我們的身體可以更容易地通過打噴嚏或咳嗽來抵禦 PM10。這些防禦措施對較小的微粒不起作用 (13)。

PM10 可嵌入肺部,對健康造成不利影響,如肺組織損傷和哮喘。然而,由於 PM2.5 的大小,PM10 不容易進入血液(14)。

PM2.5 空氣品質對環境有何影響?

PM2.5 會以幾種方式造成環境傷害,例如 (15):

  • 損壞材料和建築物
  • 酸沉降
  • 臭氧濃度增加

PM2.5 污染可透過強風長距離傳播,從污染源頭傳播到數十萬英里之外 (16)。PM2.5 可被帶到沿岸水域和河流流域,在那裡它們會改變養分平衡。當微粒污染沉降在農作物和森林上時,會破壞植被。

針對 PM2.5 污染可以做些什麼?

對環境中的 PM2.5 感到擔憂的人們可以提倡清潔空氣立法和設立低排放區。

減少 PM2.5 和 PM10 空氣污染是大多數國家的首要任務。印度於 2019 年加入聯合國氣候與清潔空氣聯盟,目標是在 2024 年前將全國微粒污染降低 20% 至 30%。2019 年,印度啟動了全國清潔空氣 計劃來實現這些目標 (17)。

人們可以在自己的生活中幫助限制微粒物質的排放。可以採取的行動包括 (18):

PM2.5 會影響室內空氣品質嗎?

室外污染源的 PM2.5 可透過窗戶和門上的縫隙以及一般「滲漏」建築物內的空間進入,從而影響室內環境 (19)。

密閉的住宅無法抵擋 PM2.5 的室內污染源,例如 (20):

  • 用木材做飯
  • 蠟燭
  • 香爐
  • 壁爐
  • 火爐
  • 吸煙

即使是家用清潔劑和空氣清新劑也會透過化學反應產生氣態污染物,造成室內 PM2.5 污染。

還有哪些空氣污染物會威脅您的空氣品質?

除了 PM10 和 PM2.5 之外,還有許多形式的污染物。全球常見的污染物包括

美國管制的標準空氣污染物有六種 (21):

  • 一氧化碳
  • 氮氧化物
  • 地面臭氧
  • 微粒物質(包括 PM10 和 PM2.5)
  • 二氧化硫

這些標準是由《清潔空氣法》設定的,並由美國環境保護署確定標準。選擇列出的污染物

部分原因是它們在美國各地普遍存在:

  • 主要: 重點在於人類健康和安全的標準
  • 次級:注重對環境和人類福祉造成間接損害的標準

儘管法規有助於控制空氣污染並改善生活品質,但仍有一些重要的污染物會損害人類的健康和經濟福祉。

文章資源

[1] World Health Organization. (n.d.) Pollutants.

[2] Department for Environment Food & Rural Affairs. (2016). Public health: Sources and effects of PM2.5.

[3] Environmental Protection Agency, Ireland. (2020). What is particulate matter and how does it get into the atmosphere?

[4] Seidel D, et al. (2015). Effects of Independence Day fireworks on atmospheric concentrations of fine particulate matter in the United States. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.05.065

[5] Loffredo C, et al. (2018). PM2.5 as a marker of exposure to tobacco smoke and other sources of particulate matter in Cairo, Egypt. DOI: 10.5588/ijtld.15.0316

[6] Thurston G, et al. (1994). A source apportionment of U.S. fine particulate matter air pollution. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2011.04.070 

[7] Meng J, et al. (2019). Source contributions to ambient fine particulate matter for Canada. DOI: 10.1021/acs.est.9b02461

[8] Giakoumi A, et al. (2009). PM2.5 and volatile organic compounds (VOCs) in ambient air: a focus on the effect of meteorology. DOI: 10.1007/s10661-008-0298-2

[9] Zhang X, et al. (2018). PM2.5 meets blood: In vivo damages and immune defense. DOI: /10.4209/aaqr.2017.05.0167

[10] Government of Canada. (2013). Particulate matter 2.5 and 10.

[11] Turner M, et al. (2011). Long-term ambient fine particulate matter air pollution and lung cancer in a large cohort of never-smokers. DOI: 10.1164/rccm.201106-1011OC

[12] Holst G, et al. (2020). Air pollution and family related determinants of asthma onset and persistent wheezing in children. DOI: 10.1136/bmj.m2791

[13] American Lung Association. (2020). Particle pollution.

[14] Du Y, et. al. (2016). Air particulate matter and cardiovascular disease: the epidemiological, biomedical and clinical evidence. DOI: 10.3978/j.issn.2072-1439.2015.11.37

[15] Environmental Protection Agency. (2020). Health and environmental effects of particulate matter (PM): Health effects.

[16] Aguilera R, et al. (2019). Santa Ana winds of Southern California impact PM2.5 with and without smoke from wildfires. DOI: 10.1029/2019GH000225

[17] Sharma N. (2019). Government launches National Clean Air Programme. The Economic Times.

[18] American Lung Association. (2020). Ventilation: How buildings breathe.

[19] Government of Canada. (2019). Fine particulate matter.

[20] Massachusetts Environmental Public Health Tracking. (2020). Irritant sources.

[21] Idaho Department of Environmental Quality. (2019). Criteria pollutants.

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