摘要：中國是國際上享有盛譽(yù)的煙花爆竹生產(chǎn)、銷售和出口大國，由于其在燃放過程中會(huì)生成一定的煙霧和氣體，被誤認(rèn)為產(chǎn)生大量的PM_2.5，嚴(yán)重污染了環(huán)境。鑒此，通過對煙花爆竹的成份組成、生產(chǎn)過程、燃放產(chǎn)物等因素與產(chǎn)生PM_2.5的關(guān)系進(jìn)行全面分析。得知煙花爆竹由藥劑、紙制品（瓦楞紙）、泥土（黃土和固引劑）等組成，無論是藥劑成份，還是其它材質(zhì)，其顆粒粒徑都遠(yuǎn)大于2.5μm，很少產(chǎn)生PM_2.5顆粒，并且在其生產(chǎn)過程中即使產(chǎn)生揚(yáng)塵也都是粒徑遠(yuǎn)大于2.5μm的顆粒。煙花爆竹燃放因其藥物燃燒會(huì)產(chǎn)生一定量的PM_2.5顆粒和少量的SO₂、NO_x氣體，但煙花爆竹燃放是短暫性的，并且都是在室外空曠的地方燃放，即使是一場大型焰火燃放，PM_2.5日平均濃度和年平均濃度都遠(yuǎn)低于國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限濃度值，并通過和汽車尾氣排放、工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生PM_2.5進(jìn)行比較，煙花爆竹燃放不是大氣中PM_2.5顆粒的主要來源，其產(chǎn)生的PM_2.5非常微少。
關(guān)鍵詞：煙花、PM_2.5
煙花爆竹雖然是具有一定的危險(xiǎn)爆炸物品，但也是人們喜聞樂見的傳統(tǒng)工藝美術(shù)品。燃放煙花爆竹是世界人民千百年來的習(xí)俗，我國的煙花爆竹更是歷史悠久，是國際上享有盛譽(yù)的煙花爆竹生產(chǎn)、銷售和出口大國。由于煙花爆竹在燃放過程中會(huì)生成一定的煙霧和氣體，引發(fā)了很多媒體夸大報(bào)道煙花爆竹燃放將產(chǎn)生大量的PM_2.5，嚴(yán)重污染了環(huán)境，甚至被認(rèn)為是造成近期全國各地出現(xiàn)連續(xù)霧霾天氣的罪魁禍?zhǔn)字?。鑒此，對煙花爆竹的組成原料、生產(chǎn)過程、燃放產(chǎn)物與產(chǎn)生PM_2.5的關(guān)系進(jìn)行全面分析，正確引導(dǎo)消費(fèi)者消費(fèi)，促進(jìn)煙花爆竹產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。
一.  PM_2.5及來源
PM，英文全稱為particulate matter，是指環(huán)境空氣中的顆粒物，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑可用小于或等于100μm的總懸浮顆粒物（TSP），小于或等于10μm的可進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)的顆粒物（PM₁₀），以及小于或等于2.5μm的可進(jìn)入人體肺部的超細(xì)顆粒物（PM_2.5）的年、24小時(shí)和1小時(shí)平均質(zhì)量濃度來衡量空氣的受污染程度。大部分有害元素和化合物都富集在細(xì)顆粒物上，而隨著其粒徑的減小，細(xì)顆粒物在大氣中的存留時(shí)間和在呼吸系統(tǒng)的吸收率也隨之增加，對人體健康的影響也越大，因此PM_2.5嚴(yán)重影響了空氣質(zhì)量，同時(shí)對能見度也有重要影響，一般用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量，這個(gè)值越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重。
PM_2.5產(chǎn)生的主要來源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)，其化學(xué)組成因地區(qū)及污染源的不同而差異較大，目前所知的主要成分為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、含碳顆粒、金屬顆粒、礦物質(zhì)等。
一般而言，粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自道路揚(yáng)塵等；2.5微米以下的細(xì)顆粒物（PM_2.5）則主要來自化石燃料的燃燒（如機(jī)動(dòng)車尾氣、燃煤）、揮發(fā)性有機(jī)物等。
我國對PM_2.5的檢測越來越重視，2012年2月29日新發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了細(xì)顆粒物（PM_2.5）濃度限值檢測指標(biāo)，采用世界衛(wèi)生組織設(shè)定的最寬限值，如下表1所示。
表1 空氣環(huán)境污染物基本項(xiàng)目濃度極限

污染物項(xiàng)目	平均時(shí)間	濃度限值（μg/m3）
		一級	二級
TSP	年平均	80	200
	24小時(shí)平均	120	300
PM10	年平均	40	70
	24小時(shí)平均	50	150
PM2.5	年平均	15	35
	24小時(shí)平均	15	75

二.   煙花爆竹組成、生產(chǎn)過程、燃放等與PM2.5的關(guān)系
從煙花爆竹的組成、生產(chǎn)過程，燃放及其產(chǎn)物分析，煙花爆竹產(chǎn)生PM_2.5和PM₁₀這些細(xì)顆粒物極少，與汽車尾氣、燃煤等產(chǎn)生的PM_2.5和PM₁₀比較微乎及微。
1.煙花爆竹組成與PM_2.5的關(guān)系
煙花爆竹主要由藥物、外殼、引燃裝置等組成。煙花爆竹的藥物主要由氧化劑、還原劑、增色增效物質(zhì)和粘合劑組成。外殼主要由紙制品（瓦楞紙）、泥土（黃土和固引劑）、塑料等制成。氧化劑主要有硝酸鹽、高氯酸鹽、金屬氧化物等物質(zhì)。還原劑主要由金屬可燃物、非金屬可燃物（主要由無機(jī)可燃物C、S、P和有機(jī)可燃物組成）。增色增效物質(zhì)主要有含氯化合物（如氯化石蠟、聚氯乙烯）以及含金屬的著色物，如碳酸鍶、氧化銅等。粘合劑主要是有機(jī)粘合劑，如酚醛樹脂等。這些組成物質(zhì)中不含有毒有害、重金屬，不會(huì)直接產(chǎn)生PM_2.5的成份。
2.煙花爆竹生產(chǎn)過程與PM_2.5的關(guān)系
煙花爆竹生產(chǎn)過程是將所需藥劑經(jīng)過機(jī)械混合均勻或造粒，裝填入設(shè)計(jì)好規(guī)格尺寸的筒體內(nèi)的工藝過程。在這個(gè)過程中藥劑充分混合、造粒、裝填和筒體封底等工序可能揚(yáng)起粉塵，因煙花爆竹藥物的粒徑直接影響著其安定性，粒徑越小，藥物越敏感，易于發(fā)生安全事故，所以對藥劑等粒徑控制很嚴(yán)格，各藥劑成分和泥土粒徑一般控制在80～200目（即180～75微米）之間，即使是粒徑最小的成份鋁銀粉不超過320目（即不低于45微米），而且還與油脂包裹混合，封底用的黃土必須保持一定大的粒度和潤性才能粘合牢固。因此，在煙花爆竹生產(chǎn)過程中，幾乎不可能產(chǎn)生10微米及以下的顆粒，更不用說產(chǎn)生PM_2.5了。和礦山開采、玻璃、水泥制造等接觸二氧化硅、硅酸鹽、纖維粉塵無法相比，至今千百年，從事煙花爆竹生產(chǎn)的工人未出現(xiàn)過一例得塵肺病的情況。
3.煙花爆竹燃放與PM_2.5的關(guān)系
煙花爆竹引燃后發(fā)生燃燒或爆炸，產(chǎn)生光、聲、色、型、煙霧等效果，雖然有的產(chǎn)品藥物成分中不可缺少含有硫磺，但分析其燃放的特點(diǎn)、燃放生成物，發(fā)現(xiàn)煙花爆竹的燃放對環(huán)境所造成的影響與日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放相比是微不足道的。
1）      煙花爆竹燃放具有短期性
煙花爆竹是一次性娛樂消費(fèi)品，燃放過程是短暫的，有的是瞬間爆響，有的持續(xù)燃燒產(chǎn)生效果時(shí)間也會(huì)不超過幾十秒鐘。人們一般只在婚喪、喜慶等重大節(jié)日里間斷性的燃放煙花爆竹，即使是重大慶典活動(dòng)（如北京08年奧運(yùn)會(huì)開閉幕式、國慶60周年等）的大型焰火燃放，持續(xù)燃放時(shí)間也只有十幾分鐘。短暫性的燃放煙花爆竹產(chǎn)生的煙霧揮發(fā)消散很快，一般正常燃放在幾分鐘內(nèi)濃度迅速降低，恢復(fù)原有空氣環(huán)境質(zhì)量，不會(huì)形成積累，對環(huán)境影響很小。
2）      室外空曠的燃放環(huán)境
煙花爆竹是一種危險(xiǎn)爆炸的娛樂品，燃放要求有一定的安全距離，如C級＞15米、B級＞50米、A級＞100米，除少數(shù)幾種D級產(chǎn)品如舞臺(tái)噴花、玩具類、摩擦類（被取消）外，均需在室外空曠的環(huán)境中燃放，觀賞距離要求在一定范圍之外。且煙花爆竹中大多數(shù)都是高空類產(chǎn)品，如組合煙花、禮花彈和升空類等。其中組合煙花的占到產(chǎn)品總量的60%以上，最低爆炸高度都在十幾米以上；禮花彈中最小的3號(hào)產(chǎn)品，最低爆炸高度都在45米以上。另外，煙花爆竹標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的藥量作了嚴(yán)格的控制。煙花爆竹在室外空曠的空中燃放后產(chǎn)生煙霧很容易擴(kuò)散，其濃度與擴(kuò)散距離二次方遞減，當(dāng)經(jīng)過安全距離到達(dá)觀眾時(shí)，濃度已很低，對人群和環(huán)境造成的影響都很小。
3）      燃放生成物可吸入部分少，產(chǎn)生PM_2.5更少
煙花爆竹的組成成分和生產(chǎn)過程中基本上不會(huì)產(chǎn)生PM_2.5，甚至是可吸入的PM₁₀。只有在煙火藥發(fā)生燃燒反應(yīng)時(shí)，按所產(chǎn)生的焰火效應(yīng)要求，生成不同的氣相或凝聚相（固、液）物質(zhì)。根據(jù)近年來煙花爆竹制作工藝和藥物配方的不斷研究改進(jìn)，煙火藥燃燒能夠達(dá)到或接近零氧平衡，在這種條件下生成的CO、NO_X、H₂等有毒氣體和可吸入部分為最少。
煙花爆竹燃放后會(huì)生成氣體煙霧、漂浮物和殘余物，其具體成分往往因產(chǎn)品品種、藥物成分，以及燃燒程度不同而各異，如有的產(chǎn)品藥劑中不含硫，有的不含碳，有的是采用塑料等等。尤其是煙花爆竹標(biāo)準(zhǔn)中對產(chǎn)品藥量進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，生成物中的氣體煙霧以微粒（煙）、溶液（霧）和氣體的形式短暫的飄散在大氣中，具有量少，顆粒大，時(shí)間短，揮發(fā)消散快的特征，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)考察年和24小時(shí)平均的PM_2.5，燃放后能迅速恢復(fù)到環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。
煙花爆竹是由紙質(zhì)筒體和泥土組成的主體，燃放后會(huì)形成殘余物?；虬丛O(shè)計(jì)效果生成的紙帶、紙傘等漂浮物，以及散落的泥土、稻殼、棉籽、木桿等。漂浮物和殘余物因其顆粒大，在短時(shí)間內(nèi)飄撒在大地、建筑面或水面上，不會(huì)存留在大氣中。這些物質(zhì)均是可降解的，特別正在興起的紙質(zhì)模具筒體，可以回收利用。不但不會(huì)產(chǎn)生PM_2.5，對環(huán)境的影響也很小。
生成物主要有：
a）    固體微粒：K₂O、K₂CO₃、K₂SO₃、K₂S、BaCl₂、SrCl₂、CuCl₂、MgO、Al₂O₃、CaCl₂等。
b）    氣體：CO、NO_X、N₂、CO₂、H₂。
c）    漂浮物和殘余物：彈（紙）片、紙管、泥土、塑料體、稻殼、棉籽、木桿等。
三.  煙花爆竹標(biāo)準(zhǔn)對有害有毒成分的控制
煙花爆竹自從開始標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)以來，非常重視對環(huán)境的污染和消費(fèi)者的傷害。相繼發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)對煙花爆竹的組成成分、性質(zhì)，制作工藝，生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制，嚴(yán)禁使用有毒有害成分。
煙花爆竹產(chǎn)品基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)《煙花爆竹 安全與質(zhì)量》及各分類標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了，嚴(yán)禁使用砷化合物、汞化合物、沒食子酸、苦味酸、六氯代苯、鎂粉、鋯粉、磷（摩擦類除外）等，爆竹類、噴花類、旋轉(zhuǎn)類、吐珠類、玩具類產(chǎn)品及個(gè)人燃放類組合煙花不使用鉛化合物，另外，如噴花類、旋轉(zhuǎn)類等非炸響性藥物一般都不含硫磺。隨著對煙花爆竹安全性能的不斷提高，產(chǎn)品的藥量受到嚴(yán)格的限制，也確保了產(chǎn)品的環(huán)保性。
四.  煙花爆竹與汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生PM2.5的比較
人們?nèi)挤艧熁ū裰饕诖汗?jié)、清明或喜慶的節(jié)日，但地域分散、時(shí)間短暫，產(chǎn)生的PM_2.5與汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)相比微乎其微。如據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)顯示：一場30分鐘的焰火燃放，于下風(fēng)處檢測產(chǎn)生的PM_2.5最高值為200μg/m³，一臺(tái)排氣量為1.8T的汽車尾氣排放時(shí)，在尾氣排放處檢測產(chǎn)生的PM_2.5最高值達(dá)到1200μg/m³；據(jù)對113個(gè)重點(diǎn)城市調(diào)查顯示，機(jī)動(dòng)車排放的氮氧化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和可吸入顆粒物，在城市中心區(qū)所有污染源中的貢獻(xiàn)比例已分別達(dá)到66%、90%和26%，而對人體危害較大的可吸入細(xì)顆粒物(PM_2.5)也主要來源于汽車尾氣。又如2011年北京市PM_2.5大概22%以上是機(jī)動(dòng)車排放的；近17%是燃燒煤炭如電廠、鍋爐、散煤排放的。杭州機(jī)動(dòng)車尾氣排放對PM_2.5的貢獻(xiàn)率達(dá)33%；工業(yè)生產(chǎn)中燃煤的貢獻(xiàn)率達(dá)15.9%。煙花爆竹燃放時(shí)可能使當(dāng)時(shí)集中地的PM_2.5短暫升高，但考察其全年、24小時(shí)的平均濃度就極小了。
五.  煙花爆竹與PM_2.5研究方向
由于PM_2.5將對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，對人類健康帶來很大的傷害，煙花爆竹燃放時(shí)可能產(chǎn)生極少的PM_2.5，為了更加科學(xué)有效的控制PM_2.5的產(chǎn)生，從源頭上進(jìn)行控制，確保煙花爆竹朝著更加環(huán)保的方向發(fā)展，擬在以下方面進(jìn)行研究：
1. 開發(fā)新材料，尋求燃燒后不產(chǎn)生CO、NO_X、硫化物及金屬顆粒的新型氧化劑和可燃劑，配制綠色煙火藥，消除生成PM_2.5和有毒有害氣體的可能性。
2. 研究新配方、新工藝，使各種煙火藥反應(yīng)盡量達(dá)到或接近零氧平衡。
3. 考慮風(fēng)向的影響和與居民區(qū)的安全距離，科學(xué)劃分燃放禁區(qū)和燃放區(qū)。
4. 提高檢測能力，科學(xué)分析煙花爆竹燃放后產(chǎn)物的組成成分，實(shí)時(shí)監(jiān)測其對環(huán)境造成的影響，以指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
5. 提高產(chǎn)品質(zhì)量，確保藥物充分發(fā)生反應(yīng)，加強(qiáng)監(jiān)管，將有效降低PM_2.5。
總之，煙花爆竹是一種有著1400多年歷史的娛樂消費(fèi)品，盡管在一些產(chǎn)品的藥物中含有C、N、S等成分，但從其組成原料、生產(chǎn)過程、燃放產(chǎn)物與產(chǎn)生PM_2.5的關(guān)系分析，特別是從年和24小時(shí)平均PM_2.5來考察對環(huán)境的影響，是十分微小的。