PM2.5的綜述與進(jìn)展

金嘉恒++張根茂++李倩

摘 要：PM2.5由于其粒徑小，表面積巨大、危害大于PM10，成為近年來大氣污染問題的研究熱點，該文主要采用文獻(xiàn)法，簡要介紹了其相關(guān)概念和危害，從人體危害和環(huán)境生態(tài)危害兩大方面選取要點介紹，并列舉目前部分與其相關(guān)的治理措施，以期對治理PM2.5，為他人后續(xù)的實驗研究提供一定參考。

關(guān)鍵詞：PM2.5 大氣污染 危害 治理

中圖分類號：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0074-03

1 PM2.5的相關(guān)概念

顆粒物按其空氣動力學(xué)直徑及其在人體呼吸系統(tǒng)沉積位置的不同，分為總懸浮顆粒物（0～100 μm）、可吸入顆粒物（0～10 μm）和細(xì)顆粒物（0～2.5 μm）。PM2.5是一種細(xì)顆粒物，又被稱為可吸入肺顆粒物。它能長時間滯留在大氣中，輸送距離遠(yuǎn)，粒徑小，表面積又大于PM10，極易富集空氣中的毒害物質(zhì)，比如：各種酸性氧化物、有毒重金屬、細(xì)菌、霉菌、病菌、揮發(fā)性有機(jī)物VOC、多環(huán)芳烴PAH等，并且由于其空氣動力學(xué)直徑≤2.5 μm，它不僅可以進(jìn)入鼻腔咽喉更是可以進(jìn)入肺泡沉積或人體血液循環(huán)，引發(fā)各種疾病[1-6]。

1.1 定義

PM2.5是一種細(xì)顆粒物，又被稱為可吸入肺顆粒物，其粒徑≤2.5 μm。

1.2 來源

PM2.5來源眾多，構(gòu)成復(fù)雜，會因為國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)情況、發(fā)展項目、能源結(jié)構(gòu)、管理模式、季節(jié)等不同而存在很大差別，即便是同一地點早晚PM值都會有差別，一般在早上8點污染達(dá)到峰值，下午4點達(dá)到谷值[7]。但是PM2.5來源途徑可整體概括分為：自然途徑、人為途徑、混合途徑。自然途徑主要包括地面揚塵、大風(fēng)干旱天氣引起的沙塵、植物花粉的傳播等；人為途徑是PM2.5的重要來源途徑，主要包括汽車尾氣，化石燃料的不完全燃燒，工業(yè)生產(chǎn)活動中的揮發(fā)物等；混合途徑指既受自然途徑影響又受人為途徑作用的，主要是揚塵[8]。

2 PM2.5的危害

PM2.5的危害是多方面的，多領(lǐng)域的，是不能被忽視的。比起PM10，PM2.5粒徑小，表面積大，吸附毒害物質(zhì)能力強(qiáng)，能沉積于肺泡或進(jìn)入血液循環(huán)，因而其危害更大。現(xiàn)今，PM2.5是可吸入顆粒物研究中的熱點，其實早在1997年，美國國家環(huán)保局EPA就已經(jīng)認(rèn)識到了PM2.5的危害，頒布了PM2.5的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[9]。中國也于2012年將PM2.5寫入“國標(biāo)”，并出臺多個條令治理空氣污染。但是即便如此，PM2.5污染治理形勢依舊嚴(yán)峻。國際期刊《Microbiome》上發(fā)表的一項最新研究結(jié)果更是指出北京霧霾中發(fā)現(xiàn)有耐藥菌，空氣或許將成為抗生素耐藥性基因的儲存點和傳播方法。

2.1 對人體的損害

2.1.1 致癌致突變致畸性

PM2.5容易富集很多致癌致突變物質(zhì)，如多環(huán)芳烴PAH，有毒重金屬等，傷害人體呼吸道和皮膚，常見癥狀有痤瘡型皮炎、毛囊炎、疣狀生物等，亦易導(dǎo)致上皮細(xì)胞、吞噬細(xì)胞的因子增加，細(xì)胞分離增加，生成腫瘤，提高癌癥發(fā)病率。也可通過母體呼吸道呼吸進(jìn)入血液，干擾母體代謝，通過胎盤作用于胎兒，形成DNA加合物，損傷DNA，基因突變致胎兒畸形，甚至影響胚胎發(fā)育[3]。

2.1.2 對心血管和呼吸系統(tǒng)的影響

PM2.5理化特性就直接反應(yīng)其對肺組織具有毒性作用，PM2.5濃度越高，危害越大，進(jìn)入肺泡，通過氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，刺激呼吸道使肺功能受損，導(dǎo)致支氣管炎、慢性阻塞性肺疾病等發(fā)病率增加，患者出現(xiàn)咳嗽喘息都能呼吸系統(tǒng)癥狀[10]。Churg通過解剖肺臟標(biāo)本發(fā)現(xiàn)PM2.5在肺泡中有較高的選擇滯留性，Harrison等人認(rèn)為肺毒性是可溶性部分起主要作用，非可溶性部分則沉積于肺泡，引起免疫細(xì)胞反應(yīng)。閆慶倩通過大鼠實驗證明PM2.5導(dǎo)致大鼠肺部出現(xiàn)病理炎性癥狀：支氣管炎、支氣管擴(kuò)張、肺纖維化。牟小剛通過實驗數(shù)據(jù)分析認(rèn)為老年人抵抗力較差，輕度污染就有可能肺部感染，青年人則不易感染，因而要加強(qiáng)對老年人的健康關(guān)注。但在重度污染下，年齡段不再具有增長分布特性，抵抗力已經(jīng)不能承受其危害及污染[11-12]。

costa的研究認(rèn)為可吸入顆粒物是誘發(fā)心臟病的原因之一，特別是中老年人群以及心臟病人群中，在高濃度PM2.5中，人體血液粘稠度、部分白蛋白增加，致血栓[13]。流行病學(xué)研究也表明，PM2.5通過氧化損傷途徑使得血管內(nèi)皮細(xì)胞死亡，提高心血管疾病發(fā)病率死亡率[14]。

2.1.3 對神經(jīng)系統(tǒng)的影響

機(jī)動車尾氣的排放也是PM2.5主要來源之一，含鉛汽油燃燒后的顆粒物進(jìn)入人體，由于鉛對人體神經(jīng)系統(tǒng)有損害作用，除易影響智力發(fā)育外，還可能導(dǎo)致系統(tǒng)紊亂，功能失調(diào)，表現(xiàn)為頭疼、頭暈、狂躁、嗜睡的中毒性腦病[13]。

2.1.4 增加死亡率

2015年2月4日，國際環(huán)保組織進(jìn)行相關(guān)研究評估出PM2.5污染造成的死亡率接近千分之一，霧霾所致超額死亡率是交通事故的10倍，亦有研究證明每立方米PM2.5污染加大10 μg，死亡率上升6%左右。

2.1.5 對免疫功能的損害

PM2.5進(jìn)入肺泡幾次巨噬細(xì)胞釋放前炎癥因子和細(xì)胞因子，引發(fā)炎癥反應(yīng)，釋放出的活性氧和活性氮在體內(nèi)進(jìn)行化合反應(yīng)后可以做自由基引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，巨噬細(xì)胞形態(tài)改變，吞噬功能下降，非特異性免疫功能受損[15]。

2.1.6 對生殖系統(tǒng)的損害

嚴(yán)超等人通過大鼠實驗認(rèn)為長期暴露于PM2.5污染環(huán)境中，血睪屏障完整性被破壞，生精細(xì)胞異常，精子生成和質(zhì)量受損[16]。黃小歐等人也認(rèn)為PM2.5對生殖系統(tǒng)具有毒害作用，妊娠早期的母體很可能就開始受毒物作用。

2.1.7 運動危害

運動本有助于加強(qiáng)心肺功能，提高身體免疫力，但PM2.5污染情況下運動反而易增加健康風(fēng)險。第一，運動中由于呼吸方式改變由安靜狀態(tài)的鼻呼吸為主變?yōu)榭诤粑蛘呖诒呛粑黾游廴疚镞M(jìn)入量，削弱人體清除污染物的能力；第二，運動時呼吸頻率增加，呼吸加深，肺通氣量增加，吸入有害物質(zhì)直線上升；第三，費擴(kuò)散能力加強(qiáng)，血液循環(huán)加快后，PM2.5擴(kuò)散速率隨之加快；第四，毛孔為了散熱舒張，PM2.5污染物可能滲入人體[17]。

2.2 對環(huán)境的影響

2.2.1 對能見度的影響

灰霾天氣是大氣中懸浮的顆粒物集合體使空氣混濁，水平能見度在10 km以下的一種天氣現(xiàn)象[18]，這種視野障礙主要是由于元素碳和含有元素碳的顆粒物造成的，盡管其排放量僅占人為顆粒物排放總量的1.1%～2.5%，但消光反應(yīng)卻極大，部分地區(qū)甚至超過一半。并且元素碳不僅促進(jìn)污染物轉(zhuǎn)化，它也是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體[11]。

2.2.2 對溫度的影響

顆粒物會阻擋反射太陽光，導(dǎo)致地表溫度降低，高空溫度增高，全球溫度降低。人體合成維生素D受到限制，生長發(fā)育受到影響、空氣中細(xì)菌活性增加，疾病感染了增大[13]。

2.2.3 對降水的影響

顆粒物的成云作用和降水均會讓顆粒物進(jìn)入云水或者降水中，近地面大氣中粗粒徑分子多的話，呈現(xiàn)堿性特征緩沖雨水酸性，反之則易促進(jìn)降水的酸化[13]。酸雨對建筑物、對人體、對植物都有負(fù)性作用。

3 PM2.5的治理措施

3.1 室外治理

室外PM2.5來源廣泛，汽車尾氣、化石燃料的不完全燃燒、工地?fù)P塵等是主要渠道。室外治理措施多為調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，綠色生活低碳出行，加大相關(guān)企業(yè)整改力度，從嚴(yán)對待汽車排放標(biāo)準(zhǔn)，切實實行國家相關(guān)要求政策、肯定城市園林綠地，森林空地吸附污染物的作用，加大綠色植被種植等[19]。

3.2 室內(nèi)治理

室內(nèi)PM2.5主要來源是吸煙和油煙，室外污染濃度較高時也會受到一定影響，特別要注意室外大氣PM2.5主要就是通過室內(nèi)暴露危害人體健康的。侯德音等人通過小鼠實驗發(fā)現(xiàn)廚房油煙產(chǎn)生的PM2.5會誘導(dǎo)肺部炎癥的產(chǎn)生，也具有高危害[20]。且人們會存在誤區(qū)，認(rèn)為單獨依賴油煙機(jī)吸除油煙即可，實則開廚房門引入相對穩(wěn)定風(fēng)配合抽油煙機(jī)效果更好[21]。除卻油煙，吸煙造成的污染更為嚴(yán)重，揚州生物實驗室2013年便經(jīng)實驗證實100 m2的室內(nèi)，吸一支煙就能使PM2.5值高達(dá)600～800，不僅是吸煙，還有二手煙危害也不能忽略，二手煙不但刺激眼鼻咽喉，也會增加非吸煙者肺癌心臟疾病發(fā)病率，因而室內(nèi)應(yīng)盡量避免抽煙或注重通風(fēng)換氣。

現(xiàn)今空氣凈化器是室內(nèi)空氣凈化的一個不錯的選擇，然而各種凈化器種類繁多，挑選要先做好資料調(diào)查，了解國家制定標(biāo)準(zhǔn)，此外，要特別注意，加濕器和空氣凈化器不能一起使用，會增加PM2.5濃度；使用空氣凈化器需及時清洗并更換濾網(wǎng)。

4 未來展望

PM2.5對人體造成的損害，目前還無明確的恢復(fù)手段，但美國《科學(xué)美國人》月刊網(wǎng)站報道他汀類藥物可抵御PM2.5危害，加拿大哥倫比亞大學(xué)斯蒂芬教授用研究證明服用他汀類藥物會使得某種讓人體組織發(fā)炎的蛋白質(zhì)數(shù)量減少，從而避免或者減輕炎癥反應(yīng)，在動物實驗中甚至發(fā)現(xiàn)他汀類藥物可以幫助清除肺部大顆粒。但是依舊在實驗階段，因而建議人們目前依舊要多關(guān)注天氣質(zhì)量，做好預(yù)防措施，增強(qiáng)體質(zhì)，健康生活，積極應(yīng)對PM2.5污染。PM2.5污染形成并非一朝一夕，處理也不是一蹴而就，想從根本上緩解逆轉(zhuǎn)現(xiàn)有矛盾，需要嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)政策，高效從嚴(yán)管理，綠色地帶恢復(fù)，能源結(jié)構(gòu)改善和全民自主意識提高，積極配合，科技創(chuàng)新，從而不斷地改進(jìn)措施，緩解現(xiàn)狀，改善天氣治理和PM2.5污染。

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