PM2.5及其对环境和身体健康的影响

PM2.5及其对环境和身体健康的影响 PM2.5及其对环境和身体健康的影响 一、概述 PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质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。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量》增加了PM2.5监测指标。 PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。一般而言，粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物等。 二、PM2.5对环境及身体健康的伤害 气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面;粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，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;而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，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。 1、引发呼吸道阻塞或炎症 人就像一部精密的仪器，每一个结构都是适应环境的结果。我们的呼吸系统天然地有着阻挡污染物的能力，那些较大的污染物，在经过鼻腔、咽喉时就已经被阻挡，即便是能够进入气管、支气管的脏东西，也可以随着气管内纤毛的运动，被运送出呼吸道。不过，人体也处处存在漏洞，对于微小的颗粒物，呼吸系统的屏障就无能为力。穿越屏障以后，细小的颗粒物开始以各种形式在呼吸道中兴风作浪。一个最直接的方式是，这些细微的颗粒物本身，滞留在敏感的呼吸道中，引起局部的阻塞和炎症。研究显示，2.5 微米以下的颗粒物，75%在肺泡内沉积。我们可以想象，眼睛里进了沙子，眼睛会发炎。呼吸系统的深处，也是一个敏感的环境，细颗粒物作为异物长期停留在呼吸系统内，同样会让呼吸系统发炎。 2、致病病毒搭“顺风车” 细颗粒物像一辆辆可以自由进入呼吸系统的小车，其他致病的物质如细菌、病毒，搭着“顺风车”，来到呼吸系统的深处，造成感染。不要以为只要远离大鱼大肉的不良饮食习惯， 就能躲开心血管疾病，细颗粒物也有很多“办法”诱发心血管疾病。比如，细颗粒物可以直接进入血液，诱发血栓的形成。另一个间接的方式是，细颗粒物刺激呼吸道产生炎症后，呼吸道释放细胞因子引起血管损伤，最终导致血栓的形成。 3、影响胎儿发育造成缺陷 还有一些发现，让人更加担忧。近年的一些显示，人类的生殖能力正在明显下降，环境污染被认为是罪魁祸首。来自波希米亚北部的一项调查，对接触高浓度PM2.5 的孕妇进行了研究，发现高浓度的细颗粒物污染可能会影响胚胎的发育。更多的研究发现，大气颗粒物质的浓度与围产儿、新生儿死亡率的上升，低出生体重、宫内发育迟缓，以及先天功能缺陷具有相关性。 4、PM2.5 颗粒物可通过气血交换进入血管 研究者们从肺脏的毒理学研究入手:以PM2.5 对4 组大鼠每天进行1 次染毒，连续进行3 天。对这些大鼠的肺灌洗液并对肺组织病理切片后发现，PM2.5 能够引起肺部血管通透性的改变、肺细胞损伤和加重氧化应激损伤，在高剂量染毒组，大鼠肺部炎性细胞渗出，肺间隔水肿。2009 年的一项实验采集了北京城区大气中的PM2.5，以人肺泡上皮细胞株(A549)为模型进行毒理作用研究。在这个实验中，以25、50、100、200μg/ml 等不同的染毒状况进行对比发现，随着染毒浓度的增加，PM2.5 可引起这些细胞的炎性损伤。“种种证据表明，目前这些小颗粒物对细胞损伤已是公论。”中国院院士魏复盛介绍说，当这些小东西进入人体后，一般直接到达支气管和肺泡，甚至可以进入血液，其吸附的重金属氧化物或多环芳烃等致癌物质危害很大。今年公开发表的一项研究以甘肃某镍开采冶炼区为PM2.5 采集区。研究者发现，在镍污染区大气中，PM2.5 含镍剂量是实验对照区的65 倍，长期暴露于PM2.5 中，高浓度的镍会增加对细胞的损害。该实验用来测试的细胞叫做“血管内皮细胞”，是一种连续被覆在全身血管内膜的一层细胞群。在研究者看来，内皮层不仅仅是血液和组织的屏障，其损伤及功能紊乱还与多种疾病的发生密切相关，包括高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾功能衰竭等。 每个人每天平均要吸入约1万升的空气，进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身;其次，会损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液。对贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重后果。例如可以加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。总之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。人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人类健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。在欧盟国家中，PM2.5导致人们的平均寿命减少8.6个月。而PM2.5还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播推波助澜。目前国际上主要发达国家以及亚洲的日本、泰国、印度等均将PM2.5列入空气质量标准。而最为悲催的是，PM2.5尚未被列入我国环境空气质量指标，因此这就成了美国大使馆数据和政府官方数据直接冲突的根本原因。中国工程院院士、中国环境监测总站原总工程师魏复盛研究结果还表明，PM2.5和PM10浓度越高，儿童及其双亲呼吸系统病症的发生率也越高，而PM2.5的影响尤为显著。 三、采取的措施 (1)对空气污染和气候变化需采取统一而不是分离的应对战略。由于空气污染和气候变化在很大程度上有共因，即主要都是由矿物燃料燃烧的排放造成，因而减轻和控制空气污染与减少温室气体排放保护气候在行动上应是一致的。有研究指出，大气气溶胶的增加减少了到达地面的太阳辐射量，与温室气体增暖作用是相反的，互相抵消的。由温室气体造成的地 表增暖的50%可能被气溶胶的冷却作用所抵消，一旦除去气溶胶将会使温室气体产生的增温表现得更显著，这将进一步增加CO2减排的压力。因而空气质量和气候变化这两个问不能孤立地解决，它们是密切耦合在一起的。 (2)必须发展更复杂的地球系统模式和气候与生物地球化学变量的长期监测系统。利用这种复杂的地球系统模式可以更准确地模拟和预报上述两方面的重要物理、化学和生物过程以及反馈机制，这是一个重大的挑战性任务。如果试图把全球变暖维持在一规定的阈值的环境战略中，就不仅要考虑二氧化碳减排，而且也必须同时考虑改善空气质量的措施及其气候后果。为了从经济上得到最大的节约和获得双赢的效果，应该采取协同应对空气污染和气候变化的减排、低碳战略，即应该采取统一的而不是分离的科学研究和应对战略。尤其将来随着空气污染的不断治理和改善，可大大降低气溶胶的冷却作用，这将进一步加大未来温室气体的减排量，否则全球气温将会以更快的速度和量值上升。对于像中国这样经济快速发展的发展中国家，这种战略尤其重要，因为这两个问题不但同时存在，而且同是因经济增长和能源消耗同时迅猛增长，益使空气污染严重和温室气体排放快速增加。从同一源头上解决这两个问题不但经济上更为有效，而且可同时解决大气环境和气候变化问题。 (3)在能源结构和产业结构调整中应同时考虑温室气体和气溶胶排放的综合或集成技术，使两者排放量都能得到减少和控制;组织各方力量编写第一个比较完整的中国气溶胶排放清单;进一步改善温室气体和气溶胶的观测网，尤其是气溶胶观测网更需扩大和加密;进行空气污染和气候变化的气溶胶——云——气候变化相互作用的研究，并发展气候模式(全球和区域模式)与空气污染模式相互耦合与嵌套的集合模式系统，为建立中国中长期空气污染及其环境和气候影响的业务预报提供科学基础和支持;建立耦合的空气污染和气候变化风险评估系统，根据它们之间的相互作用关系以及未来情景预测，提供对社会和经济部门影响的后果和严重性评估。