懸浮顆粒物是指分散在大氣中的固態(tài)或液態(tài)顆粒物形成的氣溶膠,其粒徑范圍為0.1~100微米。粒徑等于或小于2.5微米的顆粒物稱為PM2.5,粒徑等于或小于10微米的稱PM10。懸浮顆粒物中的PM10和PM2.5是造成霧霾天氣的重要因素。那么,霧霾對人有什么危害呢?
霧霾成分分析
中國科學(xué)院“大氣霧霾追因與控制”專項組之“大氣霧霾溯源”項目研究的初步結(jié)果表明,霧霾在中國形成首先是由于污染物排放量大。其次是受大氣環(huán)流影響,中國中東部偏北地區(qū)大氣異常穩(wěn)定,冷空氣過程少而弱,濕度大但無降水,污染物極易積累疊加。另外,西北沙塵氣溶膠疊加也是引發(fā)霧霾的一個重要原因。還有北京周邊地區(qū)污染源的傳輸,造成PM2,5爆發(fā)式增長。因此1月份中國的霧霾天氣大量出現(xiàn)。
在2013年1月10日~14日期間,京津冀地區(qū)出現(xiàn)本世紀(jì)以來最嚴(yán)重的持續(xù)空氣污染事件。北京地區(qū)連續(xù)5天空氣質(zhì)量指數(shù)為1天重度污染和4天嚴(yán)重污染,首要污染物為PM2.5。在此期間,PM2.5超過2016年國家即將實行的一級標(biāo)準(zhǔn)(每立方米35微克)10倍以上。
另外,研究人員利用顆粒物化學(xué)成分解析技術(shù),發(fā)現(xiàn)污染物中有4類有機(jī)成分。一是氧化型有機(jī)顆粒物(OOA),主要來自北京周邊;二是油煙型有機(jī)物(COA),主要來自當(dāng)?shù)夭惋嬘蜔熍欧牛蝗堑患袡C(jī)物(NOA,光化學(xué)產(chǎn)物);四是烴類有機(jī)顆粒物(HOA),主要來自于汽車尾氣和燃煤。
2013年1月份中國霧霾污染過程中最危險的是大量含氮有機(jī)顆粒物,它們也是美國南加州上世紀(jì)光化學(xué)煙霧的主要成分之一,是大量二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物或顆粒物中有機(jī)成分相互反應(yīng),共同產(chǎn)生的有機(jī)含氮細(xì)顆粒污染物。
另外,大量的機(jī)動車排放是造成北京市大氣中氮氧化物濃度上升的原因,其危害不只是生成了無機(jī)硝酸鹽,而且與以往不同的是生成了大量的含氮有機(jī)顆粒物。分析發(fā)現(xiàn),機(jī)動車尾氣為北京PM2.5的最大來源,約占四分之一。其次為燃煤和外來輸送,各占五分之一。
霧霾危害分析
懸浮顆粒物一向被懷疑會損害人的健康,主要表現(xiàn)為,它們可以進(jìn)入肺部產(chǎn)生刺激作用,懸浮顆粒物中含有的各種微生物和有害毒物,如重金屬和芳香烴物質(zhì),可以損害呼吸道和身體其他器官(通過血液循環(huán)產(chǎn)生)。
粒徑為10微米的懸浮顆粒物通常沉積在上呼吸道,5微米粒徑的顆粒物可進(jìn)入呼吸道的深部,2微米粒徑以下的顆粒物幾乎可以全部深入到細(xì)支氣管和肺泡,并通過血氧交換進(jìn)入血液中。因此,懸浮顆粒物粒徑越小,對人呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的損害越大。當(dāng)然,這種損害也源自懸浮顆粒物所包含的有害成分。
懸浮顆粒物含有的成分包括碳顆粒、無機(jī)鹽類及其酸根、多種金屬離子、有機(jī)化合物和多種致病微生物等。在PM2.5含有的有機(jī)化合物中,多環(huán)芳烴類物質(zhì)的危害最大,因為多環(huán)芳烴屬于環(huán)境致癌物,在日常生活中,人們通過呼吸、飲食、飲水和吸煙等都可接觸這類物質(zhì),從而有可能誘發(fā)肺癌或其他癌癥。
另外,懸浮顆粒物結(jié)合濕氣后會包裹許多微生物,如各種細(xì)菌、病毒,它們進(jìn)入人體呼吸道后,首先會刺激和破壞氣管黏膜。人體的氣管黏膜有兩種主要功能,一是殺滅有害微生物,并阻止它們進(jìn)入肺部組織;二是把有毒有害物質(zhì)排出體外。但是,隨著含有多種致病微生物的懸浮顆粒物吸入的增多,氣管黏膜會受到破壞。氣管黏膜是保護(hù)人體的第一道關(guān)卡,這道關(guān)卡被破壞后,有害顆粒物就會進(jìn)入和傷害肺部,導(dǎo)致人體呼吸系統(tǒng)及其他系統(tǒng)患病。
總體而言,霧霾和空氣污染可能首先誘發(fā)呼吸道局部氧化應(yīng)激和炎癥,進(jìn)而導(dǎo)致全身性炎癥和氧化性損傷。大氣中污染物濃度的增加與交感/副交感神經(jīng)功能的降低和血壓的升高具有顯著關(guān)聯(lián),全身低度炎癥水平和肥胖也可能進(jìn)一步加劇心血管功能的損害。
PM2.5增加心血管病死亡率
如果說對上述霧霾危害的分析有相當(dāng)部分是停留在理論分析上的話,那么,國外一些新的研究則提供了霧霾確實有害健康和加重病情,甚至增加死亡率的證據(jù)。
2013年2月20日,《歐洲心臟雜志》刊登的一項研究結(jié)果表明,PM2.5與心臟病的死亡率有正相關(guān)關(guān)系,PM2.5濃度越高,心臟病患者的死亡率也越高。患有急性冠脈綜合征的病人如果過度暴露在PM2,5濃度較高的空氣中,死亡率將上升。
英國倫敦衛(wèi)生和熱帶醫(yī)藥學(xué)院的凱瑟琳·湯納等人對英格蘭和威爾士15.4萬心臟病患者進(jìn)行了3年多的跟蹤研究,這些人曾在2004年~2007年因突發(fā)心臟病而住院。研究人員在這些人出院后繼續(xù)調(diào)查他們的健康情況,其間有4萬人死亡。
在排除了各種可能的影響因素,如社會經(jīng)濟(jì)狀況和吸煙等之后,研究人員發(fā)現(xiàn),患者過早死亡與空氣中的PM2.5有明顯關(guān)聯(lián)。暴露于PM2.5中的危險性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于暴露于PM10中,因為PM 2.5微粒可以侵入肺部,對心血管病人的危害最大。如果吸人每立方米10微克這種顆粒物,心臟病患者的死亡率就上升20%。
盡管PM2.5導(dǎo)致心臟病病人死亡率增高的原因還有待進(jìn)一步闡明,但是,研究人員認(rèn)為,由于肺部的肺小泡是血氧交換的重要部位,如果肺部被PM2.5微粒堵住,則與肺毛細(xì)血管交換氧氣的功能下降,血氧交換就會不足。血液中氧氣的減少會導(dǎo)致病人全身和心臟供氧不足而衰竭并死亡。
此外,這項研究還比較了中國北京與英國倫敦和意大利米蘭等城市PM2.5濃度的差別。該項研究表明,英國的PM2.5主要是來自交通、工業(yè)廢氣排放,其中包括發(fā)電站的廢氣排放。倫敦的PM 2.5濃度最高,年均達(dá)到每立方米14.1微克,而英國東北部的濃度最低,為每立方米8.4微克。
世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)是,PM2.5年均最大暴露量為每立方米10微克,24小時平均最大暴露量為每立方米25微克。而在2013年1月份的北京,24小時平均最大暴露量已達(dá)到每立方米993微克,幾乎是世界衛(wèi)生組織安全推薦量的40倍。
PM2.5導(dǎo)致新生兒體重降低
空氣中PM2.5的濃度固然與呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)疾病有關(guān),但是也與另一些看起來沒有因果關(guān)系的疾病有關(guān)。例如,西班牙和其他一些國家的研究人員在一項大型國際研究中發(fā)現(xiàn),孕婦暴露于高度污染空氣之后更容易產(chǎn)下低出生體重嬰兒(出生時體重低于2.5千克)。盡管低出生體重嬰兒并不是一種疾病,但是這類嬰兒在生長發(fā)育期間更容易患各種疾病,如肺炎、腸胃炎和心臟病,而且死亡率較高,體能低下、智力受損、行為能力差等。
研究人員通過計算獲知,PM10每立方米增加10微克,低出生體重嬰兒出現(xiàn)的幾率就會增加3%,并且這些嬰兒體重的總平均值會減少3克。
當(dāng)然,PM10濃度增高導(dǎo)致低出生體重嬰兒增加的機(jī)理還需要進(jìn)一步的研究來闡明,但研究人員估計,可能是空氣污染引起孕婦血液中供給胎兒的氧含量和營養(yǎng)不足所致。
這些情況表明,治理空氣污染已經(jīng)是中國刻不容緩的重要任務(wù)。
(隱身白鴿摘自《百科知識》)