2015年重点城市PM2.5空气污染统计分析
这几年空气污染越来越引起人们的关注，但由于没有可以量化的数据，很多感受都只能停留在感官体验上，并不是十分准确，所以一直想做一件事情，能够对空气污染的状况以及历史数据的变化进行记录分析统计，这样就能够掌握所在城市空气污染状况的变化，而不只是仅仅停留在媒体公布的某种无法感知的结论。
这里首先普及下关于空气污染指标的基础知识，目前公布的空气污染指标有两个，一个是空气污染指数API，是将几种常见的空气污染物浓度按照某种算法折合成一种指数，中国目前参与计算的空气污染物包括二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物（主要是PM10颗粒物）；另外一种指标就是PM2.5细颗粒物，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于
2.5微米的颗粒物浓度。在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。
API考虑因素过多，其公布的指数往往和大家直接感受到的空气质量情况不相符合，并且很难验证，而PM2.5指数单一，且容易验证，更能反映空气污染的实际状况，与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。因此在对空气污染数据进行记录时，采用的是每天公布的PM2.5指数，而不采用公布的API污染指数。
为了便于比较，选取了国内5个城市进行数据统计，分别是北京、海口、成都、武汉和杭州。覆盖中国南北方和东西部，这样也便于了解全国空气污染的总体情况。统计的数据全部来源于网络上公布的各城市PM2.5指数，本文不能保证数据来源的准确性，但可以确认统计结果的准确性。
首先公布5个重点城市2015年年均PM2.5数据统计图如下：
从统计数据可以看到，5个城市中，北京毫无意外地年均指数最高，海口年均最低，武汉排名第二也在情理之中，但没有想到成都的年均指数高于杭州。在我的想象中，杭州位列东部工业发达地区，按道理污染情况应该严重，成都山清水秀应该是宜居城市，污染状况应该比较低，但没有想到事与愿违，原因无法分析，只好暂时接受这个事实了。
这里再普及下PM2.5指数的分类，按照中国的国家标准，按照PM2.5的数值，将空气污染状况分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染，其中0-35为优，35-75为良，75-115轻度污染，115-150中度污染，150-250重度污染，大于250严重污染。按此标准，北京属于轻度污染，武汉、成都、杭州属于良，海口属于优。总体而言，北方空气污染比南方重，西部比东部重，之所以选取海口，也是树立一个空气优良的标杆，便于进行数据比较。
下面再公布5个重点城市2015年每月PM2.5数据的统计图：
从图中可以看到，虽然各个城市的PM2.5数据不同，但每年数据的变化规律还是有共同之处的，就是“两头高，中间低”，海口略有不同，一年中比较平稳，变化不大。其他4个城市都是12月、1月、2月污染最严重，6月、7月、8月、9月污染最轻。可以概括为全国各个城市空气污染冬季最严重，夏季最轻，呈现出明显的季节性特征。
当前对于各个城市大气污染源的争论始终未有定论，一般认为大气污染源包括：工业污染、汽车尾气排放、生活污染、燃煤排放污染以及外来污染。从实际感受分析，工业污染、汽车尾气排放以及生活污染在一年中基本是稳定的，不会出现高低起伏的变化，所以月均曲线的起伏应该主要是由于燃煤排放污染和外来污染的变化造成的，并且从季节上可以看出，这里的燃煤排放主要增加是在冬季，应该主要是冬季取暖燃煤排放，而外来污染的增加应该也是随着燃煤增加的。以北京为例，北京9月份的污染指数为47.7，而12月份上升为147.5，上升了3倍，可见燃煤排放污染占整个大气污染的比例，个人感觉目前有些报道强调汽车尾气排放污染有点言过其实，并且出台的在重污染天对汽车进行单双号限行的政策也有点小题大做了。要想尽快降低大气污染指标，应该在减少取缔燃煤锅炉上下功夫，大力推广使用天然气等清洁能源；另一个因素在城市周边的农村冬季没有集中供暖，都是家家户户烧煤，并且出于经济上的原因，烧的都是价廉的劣质煤，污染情况会进一步加剧。包括中南地区的成都和武汉在冬季的污染指数甚至超过了北京（可能因为北京城区的供暖已经集中，并且全部实现了天然气化）。因此在大中城市周边密集乡镇推行优惠电价政策，鼓励农民采用电取暖将会大大降低冬季的污染源。
除了从污染源的角度考虑，造成PM2.5月均曲线变化应该还有一个因素，就是对PM2.5颗粒物的吸收。个人认为绿色植物的作用功不可没，这里并不是指树木对颗粒物的阻挡过滤，而是指对PM2.5污染颗粒物的吸收，因为植物光合作用的第一个过程就是固碳，将大气中的碳吸收固定在叶片中进行碳水化合物的转换。夏季是植物生长最茂盛的时候，这时有最大的固碳量，而冬季尤其是北方植物落叶后基本丧失光合作用的功能，从而也没有了固碳的作用，这时PM2.5颗粒物没有被吸收的途径，这也是冬季大气污染指数高的一个原因。因此在城市周边大力植树造林，在城市不同区域规划大面积绿地都会对大气污染的治理起到积极的作用。
从月均曲线中还可以看到一个具有共性的现象：所统计的5个城市的曲线在10月份都出现了一个拐点，PM2.5大气污染指数有一个突然的上升，除北京在11月份继续上涨外，其他城市在11月份均有不同程度的下降。这个上升是可以被解释的，应该和秋天农村焚烧秸秆造成的污染有关。我曾经在10月份在河南见到田地里焚烧秸秆的景象，由于秸秆不能充分燃烧，形成的烟雾遮天蔽日，污染十分严重。原来以为这只是部分省份的现象，但从数据可以看出，居然连海口市的数据在10月份也出现了这样的拐点，说明秋季农作物焚烧是个全国性的问题，如果能够有效处理这个问题，也能够使全国的空气污染状况得到明显的改变。
下面再以9月统计数据为例，公布各大城市9月大气污染指数的日曲线统计图：
可以看出除北京外，其他4个城市日污染指数波动平缓，但是北京的日污染指数确是大起大落，最低时甚至低于海口的PM2.5指数，但最大值也是非常的高。实际上每个月日曲线的变化情况都和9月份相似，根据2015年统计数据时的切身感受，北京的大气污染状况有一个极为特殊的情况，就是风的影响。北京出现冷空气活动时，会有西北风能将北京城的PM2.5颗粒物吹出城区，这时的空气质量极佳。但冷空气活动减弱时，北京会出现静稳天气，这时PM2.5颗粒物会迅速堆积，指数会迅速升高，因此北京大气污染的状况和风向休戚相关，目前北京大气环境的改善风的作用功不可没，但即使在这种自然条件下，北京的PM2.5年均指标依然达到轻度污染的级别，可以想象如果北京处于缺风的情况下，大气污染状况还会进一步的恶化，是非常严峻的！
换一种思路，如果排除风对降低空气污染指数的影响，静稳天气下的PM2.5指数则更能反映城市大气污染的实际状况，而每月PM2.5指数的最大值就是在静稳天气下获得的，因此取每月PM2.5指数5个最大值的平均数作为月最大值，经计算得到如下曲线：
月最大值的变化规律和月均值基本相同，但北京月最大值和月均值的数据相差一倍以上，可见目前在降低大气污染的因素中，风的作用占有相当大的比重。如果没有风的作用，北京的平均PM2.5指数将达到中重度污染的水平。
为了加深对PM2.5污染状况的感性了解，公布一幅美国NASA宇航局绘制的全球PM2.5指数分布图：
从这张图上可以看到中国的PM2.5大气污染是相当严重的，这和上面分析的数据一致，大部分地区都在50甚至80以上，而让人吃惊的是全球大气状况良好的地区PM2.5指数在10甚至5以下。上面选取的最好的城市海口在这张图上也仅仅是一般水平，根本说不上良好。
在网上查询到国际上对于PM2.5指数的标准，规定如下：
世界卫生组织（WHO）2005年《空气质量准则》
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10μg/m³
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25μg/m³
过渡期目标1
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35μg/m³
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75μg/m³
过渡期目标2
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25μg/m³
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50μg/m³
过渡期目标3
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15μg/m³
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37.5μg/m³
也就是说，PM2.5年均值在10以下、日均值在25以下才达标，所以按照这个标准，国内所有的城市都不达标。在不达标的过渡阶段，世界卫生组织允许各国按照3个过渡期的规定制定相应的标准，中国目前拟在2016年执行过渡期目标1即最低的过渡等级，即使按照这个等级，也只有海口可以达标，其他大部分城市不仅没有达标，而且是差距甚远！
日，《京津冀协同发展生态环境保护规划》出台，提出到2017年，京津冀地区PM2.5年均浓度应控制在73微克/立方米左右；到2020年控制在64微克/立方米左右。
北京市市委常委会审议通过了《关于全面提升生态文明水平促进国际一流和谐宜居之都建设的实施意见》提出，北京2020年的PM2.5控制目标是：到2020年，北京的PM2.5浓度要比2015年下降15%左右。
市环保局最新通报显示，2015年，北京市PM2.5年均浓度80.6微克/立方米，较2014年下降6.2%。如果在此基础上5年内再下降15%，那么意味着到2020年，北京的PM2.5年均浓度在68微克/立方米左右。
参照国际标准，就可以发现国内制定的大气污染规划实在是太低了！5年后如果这个规划能够实现，意味着我们还在世界卫生组织允许的最差的过渡期目标的达标线2倍以下！并且没有达标的时间点承诺。按照100分的考试来比喻，我们国家的大气污染状况打分也就在15-20分，政府制定的计划是用5年左右的时间达到30-40分，没有考试达到60分及格线的时间表。中国的空气达标治理按照现在的规划还是一个遥遥无期的状况，不能不让人感到悲哀和心酸！为了全国人民的健康，政府需要拿出更大的魄力和勇气！
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。PM2.5和PM10标准下全球各地空气污染质量的惊人对比图
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PM2.5和PM10标准下全球各地空气污染质量的惊人对比图
近段时间来，中国多个城市遭遇连续的雾霾天气。雾霾天不但加重了城市污染，也让越来越多的人们开始关注身边的空气质量。而相关机构公布的一系列空气质量良好数据（PM10）与民众的感觉大相径庭，在民众的质疑声中，被称为灰霾“元凶”的细颗粒物（PM2.5）受到空前关注，从民间到专家都在呼吁政府尽早出台PM2.5的评价标准。不过对民众健康来讲，真正了解身边环境的真实空气质量远比新标准出台来得重要。
为此，我们从国外各种渠道获得国外相关机构绘制的空气质量分布图，并做类比，我们按照城市发展的情况，依据城市人均GDP、汽车保有量等数据，对比了全球多个城市空气污染情况。
l 人均GDP 8000美元-15000美元间的城市空气污染对比
人均GDP突破万元的城市，意味着已进入中等发达地区行列，北京和上海均超过此线。选择8000美元到15000美元的区间，可以看出在相差不大的经济发展情况下，各地空气质量情况。按世卫组织空气数据调查，以PM10为衡量标准来看，PM10在100-149之间；而在NASA统计发布的PM2.5为标准的情况下，整个华北和华东地区都是处在深红色区域，即表示其污染最严重，这也应对了"上海在1100个全球城市中位居978，北京名列1035"，几乎垫底的结果。而在差不多的人均GDP情况下，以PM10为标准来看，在全球排名第144的里约热内卢都会地区与排名靠后的北京、上海等地污染情况相差并不太大，但在PM2.5的标准下，却有着巨大的色差：深蓝色与深红色。
l 发展中国家主要城市PM2.5/PM10浓度分布图
上图所标注城市是据IMF2010年公布数据中，人均GDP在8000美元以下的发展中国家的首都及第一大城市。这些城市与地区的空气污染物情况，在PM10与PM2.5的两个浓度标准下，有着较大出入：例如PM2.5浓度最高的城市是中国北京与上海，但在世界卫生组织发布的PM10标准下，两座城市并不是世界上污染最严重的，其PM10浓度范围在100-149之内。在世卫组织公布的调查报告中，PM10暴露值最严重的城市分布在伊朗、蒙古、印度、巴基斯坦等国，例如巴基斯坦最大城市卡拉奇，联合国环境规划署(UNEP)曾在一份"大气褐云报告"中将其定义为"褐云覆盖的城市"。世卫组织对伊朗城市颗粒物浓度严重程度解释认为，可能是地理环境导致的沙尘暴而非排放污染，这与中国多数城市的污染原因截然不同。
l 世界汽车保有量在200万以上的城市空气质量分布图
上图选择的是世界上机动车保有量在200万以上的城市，从中可以看到机动车保有量大的城市，颜色多为黄色到红色之间，与之形成对比的是周边汽车保有量较低的地区标示为大量绿色，空气质量更好，这也证实了可吸入颗粒物PM2.5来源除燃煤之外主要为机动车排放。但在同样的条件下，PM10指数有时并不能真实反应这种污染的严重程度。以纽约和巴黎为例，这两个城市的汽车保有量都在500万辆以上，在世卫组织公布的PM10分布图上均位于绿色区域，但在NASA公布的PM2.5分布图上则处于黄色到红色之间的区域，差距十分明显。
从图中还可以看到，巴黎和北京所在的污染区分属于不同的污染级别。巴黎属于黄色的污染区，而北京则属于深红色的严重污染区。在2010年每日空气污染指数（API）调查中也印证了这点，巴黎的总分为89.2分，比北京的38分高。但这两个城市的汽车保有量几乎相等，巴黎为500万辆，北京约480万左右。巴黎政府为了使空气质量得到好转，提高了汽车的工艺技术、加强了对交通的管理以及大力发展地铁。自2001年实施鼓励环保的政策以来，巴黎市个人用车流量减少了15%，巴黎修建的一些辅路大大减缓了某些干线的交通流量，公交车的流量增加了10%。法国巴黎大区空气质量检测所发布结果表明，即使汽车保有量大，通过合理的治理，空气质量仍能维持在相对较好的水平。
不同的检测标准下，可以看出空气质量检测结果的截然不同，同时也凸显更高的检测标准对空气污染更真实的反映。同时，我们也可以看到一直现象，固然城市的发展密度、地形地貌和气象气候条件也会影响到一个地区的空气质量，但从全球PM2.5/PM10浓度值分布图来看，经济发展并非一定要以牺牲环境为代价，超级城市也不全是空气污染的重灾区。
来源：网易
由于现行主流空气质量检测标准分为PM2.5和PM10两种，我们采用的全球PM2.5浓度值分布图来自加拿大哈利法克斯市达尔豪西大学研究人员绘制的图纸，而世界城市PM10浓度值分布图则来自世界卫生组织
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　　1、pm10的介绍。PM10有些颗粒物因粒径大或颜色黑可以为肉眼所见，比如烟尘。有些则小到使用电子显微镜才可观察到。通常把空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。可吸入颗粒物的浓度以每立方米空气中可吸入颗粒物的毫克数表示。日北京出现大雾天，官方首次公布PM10最高浓度。　　2、如何判断一种物质是不是pm10。飘尘：能在大气中长期漂浮的悬浮物质称为飘尘。其粒径主要是小于10微米的微粒。由于飘尘粒径小，能被人直接吸入呼吸道造成危害;又由于它能在大气中长期漂浮，易将污染物带到很远的地方，导致污染范围扩大，同时在大气中还可为化学反应提供反应床。因此，飘尘是从事环境科学工作者所注目的研究对象之一。国家环保总局1996年颁布修订的《环境空气质量标准(GB)》中将飘尘改称为可吸入颗粒物，作为正式大气环境质量标准。　　3、pm10的来源。可吸入颗粒物在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度影响都很大。　一些颗粒物来自污染源的直接排放，比如烟囱与车辆。另一些则是由环境空气中硫的氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物，它们的化学和物理组成依地点、气候、一年中的季节不同而变化很大。
　　1、pm10危害健康，导致人体生病。PM10是粒径在2.5微米至10微米之间的可吸入颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小。PM2.5是粒径在2.5微米以下的细颗粒物，更不易被阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。[1]　　2、pm10容易导致人体器官病变。可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。粗颗粒物可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群，风险是较大的 。 越细小的颗粒物对人体危害越大，粒径超过10微米的颗粒物可被鼻毛吸留，也可通过咳嗽排出人体，而粒径小于10微米的可吸入颗粒物可随人的呼吸沉积肺部，甚至可以进入肺泡、血液。在肺部沉积率最高的是粒径为1微米左右的颗粒物。这些颗粒物在肺泡上沉积下来，损伤肺泡和粘膜，引起肺组织的慢性纤维化，导致肺心病，加重哮喘病，引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变，严重的可危及生命。颗粒物对儿童和老年人的危害尤为明显。　　3、pm10对老人和儿童的影响尤为严重。可吸入颗粒物还具有较强的吸附能力，是多种污染物的&载体&和&催化剂&，有时能成为多种污染物的集合体，是导致各种疾病的罪魁祸首。 据有关资料显示，空气中弥漫着的可吸入颗粒物非常小，能够直达并沉积于肺部，直接参与血液循环，对人体的危害相当大。人体若吸入大量的可吸入颗粒，可以导致呼吸系统病症，例如气促、咳嗽等，并加重已有的呼吸系统疾病，损害肺部组织。而包括患有慢性肺炎、心脏病、感冒或哮喘病患者的老年人及儿童则是最易受可吸入颗粒物影响的人群。
　　1、如何判断pm10的最高浓度?早前，市环保局在既有的官方微博&绿色-北京&之外，又开通了环境监测中心的官方微博&北京环境监测&。其从9日起，开始公布我市27个子站的单站日均指数，并发布北京市分区昼夜空气质量预报;而在各站空气质量日报和预报之外，其也额外地公布了南北城单站PM10小时最高浓度。谈及此目的，赵越表示，如果是日均值和全市平均水平的话，有人会觉得跟实际感觉情况不一样，这是因为每天不同时段，不同地段的污染程度相差很大，因此，先在微博中提醒市民不同区域的不同污染程度;按照要求，监测中心将在春节前公布各站污染物指数的单项指数，以小时形式滚动公布。赵越表示，目前监测中心正在抓紧编写发布软件，很快，各子站的小时浓度值就可以自动发布到网络上。　　2、当pm10达到一定浓度时，就会影响出行。曾经，北京铁路局管内部分列车晚点。首都机场部分航班出现备降以及不同程度的延误。截至上午10时，首都机场延误滞留航班1小时以上98次，取消34架次，另外来自航空公司消息，海南航空在首都机场始发航班35架次，平均延误时间30分钟至2小时，国航取消16架次。
　　一、要了解pm10的防护方法，首先要从它的危害出发。市环保局监测中心副主任赵越表示，10日上午的污染有着明显的&梯度&，从北向南逐渐加重，分界点位于整个城区以北。污染轻重的分界与大雾的分界接近;市气象局首席预报员廖晓龙介绍，昨日能见度最差的是早上6点到9点，但中午以后，随着一股冷空气南下，全市的能见度迅速好转，很快回到了10公里以上，赵越表示，雾天时，往往PM2.5占PM10的比例也更高，根据位处西城的市环保局监测实验室所测，上午10点钟PM10小时浓度为400微克/立方米，PM2.5为300微克/立方米，占了70%多。，根据即将发布的《环境空气质量标准》，国家给各地即将设立的PM2.5日均浓度值为75微克/立方米。　　二、pm10的防护方法。　　1、外出的时候戴口罩。可以隔离传染性病菌和空气中大颗粒灰尘进入呼吸道，保证身体健康，但是同时过长时间的佩戴口罩也会导致鼻腔功能弱化，谨慎使用。　　2、合理洗脸，避免pm10在脸上残留。人的皮肤表面的那层不易觉察的脂肪膜，它的作用是使皮肤免受外来刺激，抑制细菌生长和减少皮肤脱屑等。这层脂肪膜如受到空气的污染，就会影响皮肤的卫生，使皮肤变得干燥、污秽，通过洗脸可以洗掉这些污秽。但是，洗脸次数太多，而部的脂肪膜不断被洗去，皮肤的防御能力就会减弱，而且，经常地刺激皮肤，反而会使皮肤失去弹性和光泽而损伤皮肤，使皮肤变得十分干燥，为什么有时公布的空气质量数据中PM2.5比PM10的浓度数值（单位ug/m3）还大？ - 知乎11被浏览2951分享邀请回答02 条评论分享收藏感谢收起 上传我的文档
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