空氣中懸浮顆粒有哪些？

作者：鎖相（凝聚態物理學博士，科研工作者）

空氣中可以懸浮的小顆粒有時也被稱為粉塵，這種懸浮顆粒的直徑不會太大。沙子大小的顆粒無法懸浮在空氣中，小直徑的懸浮顆粒可通過呼吸進入人體。直徑小于10微米的可吸入懸浮顆粒物，我們常稱為PM10，PM就是“顆粒物”（particulate matter）的首字母。這幾年常被提起的PM2.5就是指直徑小于2.5微米的細顆粒物。

顆粒物污染在美國每年可引起2-5萬人死亡。吸入顆粒物可能引起的疾病包括肺癌、哮喘和心血管疾病。大顆粒物可以被鼻毛等人體保護機制過濾；直徑10微米以下小顆粒對人體的危害性較大，它們可能通過呼吸進入肺的內部。一般說來，直徑越小的顆粒危害越大，100納米以下的顆粒可能穿透肺部進入其他器官，甚至進入大腦。世界衛生組織（2005年）估計，世界上的呼吸系統相關癌癥致死，有5%是PM2.5導致的。

以下是生活中幾種可能遇到的懸浮顆粒：

花粉：10－100微米。

在美國，花粉是常見的過敏源之一，能引起過敏者打噴嚏、流眼淚、流鼻涕、咳嗽等癥狀。中國人對花粉過敏的比例似乎很低。

懸浮的粉筆灰：大部分小于10微米，普通粉筆產生的懸浮顆粒約一半小于4.5微米。

沒有幻燈片的年代，前排聽課的同學誰沒遭遇過粉筆灰和老師的口水？誰能忘記黑板擦的金屬邊角刮過黑板時那撕心裂肺的聲音？粉筆灰本身無毒，但是它產生的粉塵尺寸太小，長期接觸對呼吸系統不好。

炒菜油煙：產生的顆粒取決于具體加熱方式和食材。

一項研究發現，燒烤和油炸的烹飪方式產生的顆粒從6納米到20微米，烹飪時溫度越高，產生的顆粒越多。此外，燃氣爐的做菜方式比電爐產生更多顆粒。另一項研究發現，豆油、油菜油和花生油產生的PM2.5明顯小于玉米油、椰子油和橄欖油。

煙草的煙霧：小于1微米。

吸煙者本人其實不用關心空氣質量好不好。美國三分之一的癌癥死亡源于肺癌，美國吸煙者得肺癌和不吸煙者得肺癌的幾率比是男性23倍、女性13倍。

煤煙和未經任何處理的尾氣：大部分小于100納米。

1952年中國82%的電力來自火電，2012年中國依然有79%的電力來自火電，其中超過90%的火電來自煤電。2011年中國的火電行業排放煙塵1300萬噸。2012年，美國的煤電占總發電量的比例是45%，德國是41%，印度68%，日本煤電比例是17%。不過日本面積狹小資源貧乏，能源主要依賴進口，因而沒有太大的比較意義。還有一個與我國有比較意義的大國是巴西，巴西是世界第八大能源消耗國，巴西約80%的電來自水電。這幾個大國中，美國已知的煤存儲是中國的兩倍，德國是中國的一半，印度煤存儲與中國接近，他們并不是用不起煤電。請國人支持煤電之外的能源方式，特別是可再生能源。

《世說新語》的言語篇中記載：“謝太傅寒雪日內集，與兒女講論文義。俄而雪驟，公欣然曰：‘白雪紛紛何所似？’兄子胡兒曰：‘撒鹽空中差可擬。’兄女曰：‘未若柳絮因風起。’公大笑樂。”四五月份又是飛楊絮和柳絮的時節，柳絮是柳樹的種子，上面有白色絨毛，柳絮飄在空中是借助風力，風停了就會沉積在地上，并不被歸于懸浮顆粒物。我在空中抓了一把飛絮，沒本事分清是楊絮、柳絮還是棉花（實物見下圖）。測量發現，單根絨毛直徑小于10微米，里面白色的實心物直徑幾十微米。漫天的飛絮除了可能引起過敏，分離的短絨毛還可能產生與可吸入懸浮顆粒物類似的負面效果。

文中所用的微米是毫米的千分之一，納米是毫米的百萬份之一。用幾個例子直觀感受下微米和納米：大家熟悉的頭發直徑約20微米到200微米，單根羊毛纖維可以在17微米以下，蠶絲可以細達5微米，大多數細菌小于10微米，大多數病毒小于100納米。微米這個數量級離我們的生活經驗并不遠。