颗粒物(Particulate Matter, PM)是指悬浮在空气中的固态和液态微粒的总称。PM后标注的数值(2.5、10)代表颗粒物的空气动力学直径(单位:微米),用于描述其在空气中的运动行为。
PM2.5(细颗粒物):空气动力学直径≤2.5微米的颗粒物,又称可入肺颗粒物,直径不足头发丝粗细的1/20,可长时间悬浮于空气中。
PM10(可吸入颗粒物):空气动力学直径≤10微米的颗粒物,可被人体吸入呼吸道,部分经鼻咽部阻挡后排出。
PM2.5在粒径上属于PM10的细颗粒部分,通常占PM10质量的70%左右。
PM2.5的来源以化石燃料燃烧为主,机动车尾气、燃煤、工业生产过程中排放的燃烧残留物是主要贡献者。PM10除直接排放源(烟囱、车辆、建筑扬尘)外,还包括自然风沙以及大气中硫氧化物、氮氧化物等气态污染物二次转化生成的颗粒物。
车辆排放对PM2.5的贡献机制包括一次排放(直接排出的少量颗粒物)和二次生成(尾气中的氮氧化物、碳氢化合物在大气中经复杂化学反应生成的二次颗粒物)。综合来看,机动车对城市PM2.5的总体贡献可达20%-30%。
2022年全国机动车颗粒物(PM)排放总量为5.3万吨,其中柴油车颗粒物排放量占机动车排放总量的90%以上。在深圳等城市的研究表明,PM2.5主要来源为机动车排放与二次源,而PM10则主要来自扬尘与机动车排放。
颗粒物对人体健康的影响与其粒径大小及所吸附的有害成分(重金属、微生物等)密切相关。
PM2.5的危害:粒径微小,可突破呼吸道屏障进入肺泡并沉积,干扰气体交换,损伤肺泡和粘膜,引发肺组织慢性纤维化、哮喘、慢性支气管炎等病变。同时作为多种污染物的“载体”,可携带重金属进入血液循环,增加心血管疾病和肺癌风险。
PM10的危害:主要沉积于上呼吸道和大气道,部分通过纤毛运动随痰液排出。相比PM2.5危害相对较小,但在浓度较高时仍会诱发呼吸系统疾病。
为削减颗粒物排放,汽油直喷发动机(GDI)和柴油车均需配置后处理装置。汽油机颗粒捕集器(GPF)和柴油机颗粒捕集器(DPF)通过过滤体捕集尾气中的固态微粒,并定期高温再生以维持性能。同时,三元催化转化器可高效转化一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物,减少二次颗粒物生成的前体物。相关尾气治理技术已被列入国家鼓励类产业目录。
排放标准升级:中国已全面实施国六b标准,对颗粒物数量(PN)和实际道路排放(RDE)提出严格限制。国七标准正在制定中,将协同控制污染物与温室气体排放,对颗粒捕集器提出更高要求。
老旧车辆淘汰:通过经济补偿和严格监管,全国已累计淘汰国三及以下排放标准老旧汽车超4000万辆,并推动国四柴油货车提前淘汰,有效削减高排放车辆存量。
柴油车深度治理:针对重型柴油车,推广选择性催化还原(SCR)与DPF技术组合,强化在用车排放检验与维护(I/M)闭环管理,严厉打击篡改OBD系统等违法行为。