跨越國境的PM2.5,究竟是什麼?

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日經能源環境網

 

跨越國境的PM2.5,究竟是什麼?

2013/02/21  【日經BP社報導】

近來,一個話題跨洋過海,在日本也被各媒體競相報導,成為人們關注的焦點。

這就是「PM2.5」。

對PM2.5關注的提升給防塵商品帶來商機
圖中是住友3M銷售的防顆粒物口罩,符合美國國家職業安全衛生研究所(NIOSH)的防顆粒物口罩標準「N95」。為抵禦PM2.5,北京日本駐華大使館建議在華日本人出門時佩戴N95標準口罩。

       話題始於2013年1月,設于福岡市等日本西部地區的觀測站觀測到的PM2.5值達到了通常的3倍。大部分觀點認為,隨偏西風從中國飄來的污染物質是導致數值上升的原因。越來越多的日本人開始擔心,中國的空氣污染不僅嚴重困擾北京等城市,還會影響日本。
      

在以往,中國的空氣污染問題也常被日本媒體報導,但在大部分日本人眼中,這只是「對岸的事情」。而此次日本觀測數值的變化引發了日本人的不安。日本環境省公佈空氣污染觀測結果的網網站擊量激增,有時甚至出現無法打開的狀況。
PM2.5究竟為何物?
      

日本環境省于2013年2月表示,要強化日本的「PM2.5」24小時觀測體制,並召集空氣污染領域和健康危害領域的專家召開了會議。數據分析評估等工作將爭取在月內完成。日本外務省也向中方傳達了希望就空氣污染問題展開協商的主張。

不只是中日之間,跨越國境的污染物質飄散在今後還有可能成為全球性的重大課題。

在經濟快速發展的新興市場國家與近鄰的發達國家之間,類似問題的發生恐怕只會越來越多,對於外交政策也難免產生影響,單靠一國加強環境標準根本無法解決。

那麼,「PM2.5」究竟是什麼?

PM2.5並不是一個新詞。

「PM」是英語「Particulate Matter」的縮寫,是「顆粒物」的意思。

PM是以μm為單位的固體和液體微粒,指漂浮在大氣中的顆粒狀物質,是主要的污染源。

PM並非單一化學物質,而是以碳、NOx(氮氧化物)、SOx(硫氧化物)、金屬等為主要成分的多種物質的混合。除了工廠排煙、柴油車廢氣等人類經濟活動之外,火山等自然活動也是顆粒物的發生源。

顆粒物粒徑不僅限於「2.5μm以下」

PM按照物質的粒徑分成幾大類,其中之一便是「PM2.5」,其中的「2.5」代表2.5μm。PM2.5指的是粒徑大致在2.5μm以下的微粒。日本大多稱之為「微小粒子狀物質」。
       但並不是說所有PM2.5微粒的粒徑都在2.5μm以下。顆粒物管理規定中所說的「粒徑」不是用尺子測量的數值,而是一種統計分佈式定義。一般來說,顆粒物的大小和形狀並不規則,採用的是根據粒子在空氣中沉降速度等效而來的「空氣動力學直徑」。具體來說,是根據檢測時捕獲顆粒物的效率定義其粒徑,再將其分類。

       例如,日本空氣污染標準使用的「SPM(Suspended Particle Matter)」被稱為「懸浮顆粒物」,是指粒徑小於10μm的顆粒物。把粒徑大於10μm的顆粒全部剔除後,剩下的部分即被定義為SPM。

       「粒徑小於10μm」的微粒也被定義為「PM10」。按照定義,PM10是指,檢測時捕集粒徑小於10μm的微粒時的效率為50%的顆粒物。也就是說,作為粒徑的統計分佈,PM10也包含大於SPM、粒徑在10μm以上的顆粒。PM2.5的定義與PM10的原理相同,捕集2.5μm粒徑微粒的效率為50%的顆粒物被稱為PM2.5。

粒徑2.5μm是多大?

經常拿來做比較的是人的頭髮和杉樹花粉。

杉樹花粉的直徑大約為30μm左右,頭髮的直徑大約是70μm,

PM2.5 隻是其1/20~1/10左右。

香煙煙霧顆粒物的尺寸比PM2.5還要小一位數,只有幾百nm,病毒直徑則是幾十~幾百nm左右。

日本PM2.5標準的歷史其實不長

順便一提,半導體開發和製造使用的無塵生產線的主要限制對像是比PM2.5還要小的顆粒。

無塵生產線要求1m3空氣中存在的0.1μm以上的顆粒要小於10個。

PM2.5粒徑小,容易隨呼吸進入肺等呼吸器官的深處。

這就是PM2.5被指責可能引發健康危害的原因。

在美國,鋻於PM10達標地區居民健康仍然受到了PM2.5的影響,

該國于1997年設定了PM2.5環境標準。

在美國看來,加強對PM10的限制並不能應對粒徑更小的顆粒。

       日本制定PM2.5環境標準是在2009年,歷史其實並不長。日本的PM2.5標準為,「年平均值低於15μg/m3,且日平均值低於35μg/m3」,與2006年修改的美國標準相同。但在標準制定之前,日本政府和各地方政府從2000年開始就已經在對PM2.5進行檢測,檢測結果基本在標準之下且不斷減少。

       在這樣的背景下,「PM2.5乘風從中國飄來」的話題瞬間成了日本國民關注的焦點。

中國的PM2.5據說主要來源於卡車等柴油車的廢氣、煤炭取暖設備的排煙,以及污染物質含量大的柴油的使用等。

其實,PM2.5等顆粒物的發生源並不只是一開始就存在於引擎廢氣中的顆粒,其中還包括二次顆粒物,也就是排出的NOx和SOx等氣體在大氣中通過光化學反應形成的顆粒。雖然有觀測結果顯示,二次顆粒物佔到了大氣中顆粒物總數的6成左右,但其發生原理還有很多不為人知的地方。這就增加了確定發生源、制定解決對策的難度。
日本空氣凈化器暢銷中國

在中國,PM2.5等空氣污染已經成為了嚴重的社會問題,日本的情況雖然與之有著天差地別,但因為「空氣」關乎身體健康,與每個人都密切相關,所以日本國民的關注度很高。

對於日本製造業而言,在家電產品和環境對策技術等領域,則蘊藏著商機。

       舉例來說,日本企業生產的家用空氣凈化器現在在中國非常暢銷。2013年1月,松下在中國的空氣凈化器銷量增加到了上年同月的2.2倍。過濾PM2.5的功能似乎是受到青睞的理由。 

今後,如果中國政府全面強化對於環境的監管,日本企業擁有的排煙技術、廢氣顆粒物過濾技術或許也將成為有力候選。但最近幾年,一些日資企業在出口工廠排煙凈化技術等環境對策技術時,不幸捲入與中國企業的專利糾紛之中,吃了苦頭。畢竟環境對策是與「國策」密切相關的領域,技術的出口或許也不是一件簡單的事情。

(Tech-On!記者:高橋 史忠,)【日經能源環境網】

 

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■關鍵詞
環保交通/電動汽車 空氣污染/公害防治 中國產業

■日文原文
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