摘 要：PM2.5是空氣污染物的最重要的組成部分。它也是國內(nèi)外最密切關(guān)注的焦點(diǎn)之一。基于它的體積小，成分復(fù)雜，和強(qiáng)烈的環(huán)境活動(dòng)，它可以作為一個(gè)載體附著化學(xué)物質(zhì)，重金屬，細(xì)菌，毒素和致癌物進(jìn)入人體。導(dǎo)致的結(jié)果是它會(huì)影響人體健康。重金屬是PM2.5的重要組成部分，在PM2.5中重金屬長期積累對(duì)人類健康和環(huán)境構(gòu)成了巨大的威脅。本文綜述了來源、分配方法、化學(xué)形態(tài)，檢測(cè)方法，處理的方式，PM2.5中重金屬的分布研究。并為今后的深入研究提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：PM2.5；重金屬；分布規(guī)律

一、簡介

PM2.5指的是顆粒物的空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于或等于2.5μm的微小顆粒物（世界衛(wèi)生組織）稱之為顆粒物可直接進(jìn)入肺泡。由于其粒徑小，比PM10（其空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于或等于10微米的顆粒物）和其它大顆粒，其表面積越大，活動(dòng)區(qū)域大環(huán)境能力強(qiáng)。它很容易作為某些化學(xué)物質(zhì)，重金屬，細(xì)菌，有毒物質(zhì)和致癌物的載體。

二、PM2.5中重金屬的影響

A.PM2.5中重金屬對(duì)人體的影響

PM2.5難以被鼻子和喉嚨所截獲，因此可以通過呼吸系統(tǒng)直接進(jìn)入肺泡，甚至可以通過肺進(jìn)入其他器官，引起如哮喘、支氣管炎和心血管疾病。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和流行病學(xué)學(xué)調(diào)查資料顯示，證實(shí)在各方面，PM2.5毒性比PM10更強(qiáng)。對(duì)人體健康有害的重金屬附著在PM2.5上，包括鉛、鋅、鉻、鈦、銅、釩、錳等 。研究認(rèn)為，大約75% ～ 90%重金屬分布在PM10，且粒徑越小，原子質(zhì)量越重的金屬在PM2.5上對(duì)人體的危害更大。

B.環(huán)境中PM2.5的影響

PM2.5會(huì)吸收和散射太陽輻射能量。它改變了云的厚度和反照率，影響了地表大氣系統(tǒng)的能量交換。它直接或間接地影響了全球氣候變化。同時(shí)，可入肺顆粒物重金屬也會(huì)通過空氣冷凝沉降或雨和雪落在地上，它會(huì)對(duì)土壤、建筑等進(jìn)行二次污染。因此，分析PM2.5可入肺顆粒物的成分和重金屬特征迫在眉睫。

三、PM2.5中重金屬的來源

隨著工業(yè)化和城市化的進(jìn)程，大量的人口遷移到城市，城市住房建設(shè)和汽車數(shù)量的不斷增加，市民的消費(fèi)提高保暖和活動(dòng)頻繁，造成大量的煙塵，增加粉煤灰、粉塵、廢氣等，導(dǎo)致在PM2.5中重金屬含量很高。

在大氣顆粒物中重金屬的研究中，有一些重要的國內(nèi)外方法包括化學(xué)質(zhì)量平衡（CMB）、因子分析（FA）、聚類分析（HCA）分析、多元線性回歸（MLR）、富集因子（EF）等聚類分析和富集因子法常見的分析方法。

聚類分析是一種多元統(tǒng)計(jì)方法，也稱為群分析，聚類分析。聚類分析方法是根據(jù)親疏不同樣本之間關(guān)系的觀察量被分為不同的類型，并最終成為有序的分類系統(tǒng)。元春環(huán)等采用富集因子法研究哈爾濱大氣顆粒物重金屬，發(fā)現(xiàn)重金屬如鎘、鉛、鋅、銅、鎳、鉻、釩、等，主要來自于車輛排放等，和重金屬如錳、鐵、鈷，主要來自于自然因素等研究 西安南郊PM2.5中重金屬分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)PM2.5重金屬污染在西安南郊是顯而易見的，Cr、Pb、As和Hg主要來自人類活動(dòng)的污染，其中Cr有一部分來源人類活動(dòng)的，但主要還是來源于自然因素。

四、PM2.5中重金屬的分布

（一）可入肺顆粒物重金屬空間分布特征

在北方城市，冬季取暖煤的燃燒是鉛的重要來源，如天津，鉛在冬季PM10濃度高達(dá)741.3 。研究表明汽油共振后，其他來源的貢獻(xiàn)率也會(huì)上升。因此，減少鉛、工業(yè)廢氣的排放是降低顆粒物鉛含量的重要措施之一。王文全以烏魯木齊市五個(gè)功能區(qū)可入肺顆粒物樣品（農(nóng)業(yè)、工業(yè)區(qū)、交通區(qū)、居住區(qū)、商業(yè)交通混合區(qū)）進(jìn)行分析，并對(duì)Pb、Cu、Cd、Ni、Mn含量等分析。結(jié)果表明，在不同季節(jié)大氣可入肺顆粒物重金屬含量在不同質(zhì)量濃度水平。采暖的重金屬元素（鉛、銅、鎘、錳）的平均質(zhì)量濃度高于非采暖期，采暖期重金屬鎳的平均質(zhì)量濃度也要高于非采暖期。王菁等研究了近地面PM10 可入肺顆粒物和貴陽市重金屬污染。研究發(fā)現(xiàn)，PM10可入肺顆粒物，Pb和Zn的含量最高，其他元素的含量相對(duì)較低。這表明，鉛仍是在表面的顆粒主要的重金屬污染物，以及鉛和釷毒性比其他元素更為嚴(yán)重；重金屬附著在可入肺顆粒物濃度比PM10的高很多，這證明了微小的顆粒，對(duì)人體健康具有更大的潛在危害?？扇敕晤w粒物可以進(jìn)入人體呼吸道，在肺部沉積，甚至通過肺泡進(jìn)入血液流。它對(duì)人體，特別是對(duì)正在生長期兒童的肺功能具有非常嚴(yán)重?fù)p害。

（二）可入肺顆粒物重金屬分布特征

在上海市可入肺顆粒物主要重金屬污染元素的質(zhì)量濃度的情況如下，冬季>春季>夏季；在西安市，長春市，佛山市南郊冬季可入肺顆粒物重金屬含量高，深圳市冬季可入肺顆粒物重金屬含量明顯大于其他季節(jié)。大氣顆粒物中重金屬的時(shí)空分布具有明顯的季節(jié)變化和變化規(guī)律，主要涉及氣象因子和源排放量。志剛對(duì)鞍山市大氣顆粒物中重金屬進(jìn)行的研究。研究發(fā)現(xiàn)大氣顆粒物中重金屬含量與季節(jié)變化密切相關(guān)，冬季顆粒物中重金屬含量比其他三個(gè)季節(jié)變化更高。這一現(xiàn)象的原因可能是逆溫天氣出現(xiàn)在中國北方城市有相關(guān)。同時(shí)，它可以要求冬季供暖的人有關(guān)，結(jié)果在一個(gè)很大的增長大部分地區(qū)的煤炭燃燒，與空氣污染加重。最終，它使金屬在冬季顆粒物質(zhì)含量高于其他三季。劉教授等對(duì)圖們、吉林大氣顆粒物中重金屬進(jìn)行了的研究圖們、吉林。研究發(fā)現(xiàn)，不僅不同季節(jié)的重金屬含量不同，而且重金屬含量在白天也有變化。冬季重金屬含量較其他季節(jié)高。在上午的重金屬高于下午和晚上，它可以通過大量的冬季燃煤引起，在早上出現(xiàn)溫度反演。Mmunirh、Shah等研究了重金屬含量在伊斯蘭堡，巴基斯坦大氣顆粒物。研究表明，冬季大氣顆粒物中重金屬含量明顯高于夏季，且有明顯的季節(jié)變化。Zhang等對(duì)北京大氣顆粒物的研究發(fā)現(xiàn)，由于彈簧的灰塵影響重金屬的研究，在春季沙塵天氣可入肺顆粒物重金屬元素的平均含量約為非沙塵天氣的四倍，而且由于冬季相對(duì)較高的污染比其他三個(gè)季節(jié)，在冬天在可入肺顆粒物重金屬元素的平均含量高于夏季 。

（三）在可入肺顆粒物重金屬化學(xué)形態(tài)分析

近年來，國內(nèi)外學(xué)者熱衷于與形式的可入肺顆粒物重金屬的量的研究，通過對(duì)總結(jié)果的研究，分析了重金屬的效果，在一定程度上空氣污染?；诓煌幕瘜W(xué)形態(tài)、生物有效性、毒性和在可入肺顆粒物重金屬環(huán)境活性并不相同，因此分析方法及在可入肺顆粒物描述重金屬化學(xué)形態(tài)是不同的。

最廣泛使用的分析方法中重金屬化學(xué)形態(tài)可入肺顆粒物是Tessier等，它采用多級(jí)連續(xù)提取（萃取，SEP）。這種方法是將不同的金屬元素中的吸附在不同的基板成各種化學(xué)形式，如交換態(tài)，碳酸鹽有界形式，鐵錳氧化態(tài)，有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘留狀態(tài)。它使用的選擇性和活性增加萃取劑的特異性不同金屬的物理和化學(xué)形態(tài)分布特征，研究各種有效的狀態(tài)一步一步。這種方法使用幾種典型的萃取劑，以取代在自然界中的化合物的數(shù)目，并模擬在自然條件下，金屬和周圍環(huán)境的各種反應(yīng)。它將簡化復(fù)雜的問題。因此，它被廣泛應(yīng)用于諸如環(huán)境各個(gè)領(lǐng)域；張美秀等[利用tseeier連續(xù)提取法測(cè)定Cu、Zn、Gd、長春市大氣可入肺顆粒物鉛，并分析了在酸溶態(tài)各元素的分布特點(diǎn)、鐵錳氧化物結(jié)合模式、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)。結(jié)果表明，四種元素的質(zhì)量濃度被布置為鋅>鉛>鎘>銅。銅、鋅主要分布于酸溶態(tài)，鎘主要分布于酸溶態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)，鉛主要分布于酸溶態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)。有人用SMT（歐洲共同體的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量型砂試驗(yàn)程序）的分類方法，把現(xiàn)有研究重金屬為七種形式，如水溶態(tài)、可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合模式、有機(jī)物、硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)；馮素萍等對(duì)濟(jì)南研究TSP提取不同樣品中的研究。結(jié)果表明，這些提取物可分為水溶態(tài)（B0），醋酸提取態(tài)（B1），還原態(tài)（B2），氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)（B3）（B4）；李現(xiàn)房等用連續(xù)提取法將鉛總量為3種形式，如環(huán)境遷移狀態(tài)，碳酸鹽和物質(zhì)的氧化態(tài)、有機(jī)物和殘?jiān)鼞B(tài)；馮continuousextraction黔單等方法將重金屬微粒進(jìn)入F1（可溶性和可交換態(tài)）、F2（碳酸鹽態(tài)、氧化態(tài)、reductionstate）、F3（有機(jī)物、氧化物和硫化物結(jié)合態(tài)）、F4（殘余形式）；F1形成的重金屬主要是吸附在蘇在一個(gè)相對(duì)較弱的靜電相互作用的微粒物質(zhì)的晶格面。這是很容易通過離子交換作用進(jìn)入環(huán)境才能被植物吸收和人體；F2和F3形成重金屬相對(duì)穩(wěn)定。

但是，當(dāng)外部條件發(fā)生變化時(shí)，（如pH值較低的氧化還原條件的變化），F(xiàn)2和F3形成重金屬容易變換，其活性增加，從而增加了重金屬的生物有效性；F4形成重金屬很穩(wěn)定，不易發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化沉淀到表面后，不影響周圍的空氣。戴個(gè)聯(lián)用化學(xué)連續(xù)浸提取法分析。研究表明，鉛元素主要存在于殘余形式和鐵mncombination狀態(tài)。水溶態(tài)，在礦物質(zhì)的形式存在，可交換態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)。研究表明，重金屬的粒徑越小，環(huán)境活性越大。

（四）在可入肺顆粒物重金屬的生物效應(yīng)

在可入肺顆粒物重金屬的生物效應(yīng)是指度被吸收的重金屬積累和毒性。化學(xué)形態(tài)和粒徑是影響重金屬生物效應(yīng)的重要因素。在化學(xué)組成、重金屬inpm2.5的生物學(xué)效應(yīng)主要是由兩種形式的影響，一個(gè)是F1（水溶態(tài)和交換態(tài)）和其他F2（碳酸鹽態(tài)、氧化態(tài)、還原態(tài)）。通常情況下，其效果可以通過計(jì)算生物有效性系數(shù)來評(píng)價(jià)。這樣，馮小丹等[ 3 ]發(fā)現(xiàn)廣州空氣中可入肺顆粒物中重金屬的生物有效性為：鎘鋅鉛銅>錳鉬鎳鈷>鋁鐵。在這，我們可以得出結(jié)論，Cd、Zn、Pb等元素，都可以使用生物而Mn、Cu、Mo、Co、Ni、Cr元素的潛在生物有效Fe、Al元素生物無效。Hu等有注意到在對(duì)南京地區(qū)空氣中可入肺顆粒物重金屬的溶解度進(jìn)行對(duì)比表面積的方法可入肺顆粒物空氣中重金屬的生物效應(yīng)的研究。研究結(jié)果表明，南京市的鋅、錳、鉛具有較高的生物效應(yīng)。對(duì)生物影響的粒徑在可入肺顆粒物重金屬、牛等進(jìn)行了研究生物效應(yīng)的渥太華納米細(xì)微量元素顯示區(qū)域的微量元素的生物效應(yīng)隨粒徑減小而高生物效應(yīng)的納米顆粒有Mn、Cu顆粒，鋅有較小的變化趨勢(shì)。毒理學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，重金屬在環(huán)境和生物中的溶解和吸收很大程度上取決于它的生物效應(yīng)，主要依賴于其溶解性（尤其是其在水中的溶解度）。研究人員通常對(duì)土壤中重金屬的生物效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其可交換形態(tài)、碳酸鹽有界形態(tài)和全量之比。

五、總結(jié)

可入肺顆粒物在大氣顆粒物已成為一個(gè)熱點(diǎn)問題，與世界各國對(duì)人類和環(huán)境的可入肺顆粒物重金屬的影響和困難尤其令人擔(dān)憂。

1）鼓勵(lì)植樹造林，綠色出行，促進(jìn)無污染或少污染運(yùn)輸?shù)氖褂?。促進(jìn)步行，騎自行車，公共汽車等。

2）處理施工現(xiàn)場(chǎng)所產(chǎn)生的粉塵，并積極使用符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的材料。及時(shí)清理道路上的灰塵，并在恐懼中噴霧，以風(fēng)的大規(guī)模污染。利用現(xiàn)代電子設(shè)備，為了及時(shí)獲得污染信息減少時(shí)間暴露于環(huán)境污染。

3）減少污染源。促進(jìn)環(huán)境友好產(chǎn)品的使用。利用政府補(bǔ)貼的形式促進(jìn)和鼓勵(lì)環(huán)保產(chǎn)品的使用。團(tuán)結(jié)政府和人民，互相監(jiān)督、互相鼓勵(lì)，共同發(fā)展。

4）政府部門應(yīng)結(jié)合懲賞，好的公司誰不符合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，減少高能耗和變換的高污染的行業(yè)，如水泥、制造業(yè)、鋼鐵等行業(yè)。定期培養(yǎng)人學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，走出這個(gè)國家。制定總體規(guī)劃，綜合考慮科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面的因素，提高員工的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。加強(qiáng)改善汽車尾氣排放的能力。試著提高油的純度。監(jiān)督環(huán)境，鼓勵(lì)企業(yè)采取綠色生產(chǎn)。大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新型環(huán)保產(chǎn)業(yè)，給一些企業(yè)和個(gè)人貢獻(xiàn)一些獎(jiǎng)項(xiàng)。

5）地方政府著力轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)排放源的治理。同時(shí)，完善國家法律和政策，加強(qiáng)剛性約束，切實(shí)到位相關(guān)規(guī)劃，建立和完善責(zé)任制。各級(jí)政府的支持和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門合作，建立在可入肺顆粒物重金屬監(jiān)測(cè)，維護(hù)和加強(qiáng)把可入肺顆粒物評(píng)估結(jié)果為黨領(lǐng)導(dǎo)的績效評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過現(xiàn)代技術(shù)的通信設(shè)備的可入肺顆粒物重金屬控制公眾的現(xiàn)狀與評(píng)價(jià)結(jié)果建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，努力實(shí)現(xiàn)一個(gè)美好的明天，與政府和群眾之間的良好互動(dòng)，公開披露的信息，互相鼓勵(lì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 1690-2010 Rubber vulcanized or thermoplastic-resistance test method of liquid[S].

[2] Zhu Gao，Xinbiao Guo.Comparison of the health effects of PM10 and PM2.5 in air[J].Chinese Sanitary Engineering，2006，5（1）：52-55.

[3] Yanping Guo .aerosol and human health [J]. Journal of Zhoukou Normal University， 2006，23（5）：97-100.

作者簡介：

蔡慶用（1983-）男，漢族，浙江平陽人，在職研究生，研究方向：煤化工。