什么是PM2.5?
颗粒可以通过气血的交换进入血管。
灰蒙蒙的天气让国内越来越多的人开始关注PM2.5这个由英文和数字组成的专业术语。事实上,许多中外学者已经证实,它潜伏在空气中,不仅会危害人们的健康,还会给社会造成不可挽回的经济损失。
所谓PM2.5是指空气中的悬浮颗粒物,其直径小于2.5微米。由于这些颗粒太轻,很难自然沉降落到地面,但它们在空中飘了很久,不仅小到看不见,还小到无法直接进入肺泡,甚至融入血液,与人体内的细胞“战斗”,伤害这些细胞。某种程度上,称之为凶手也不为过。
根据已公布的学术资料和对该领域权威专家的采访,可以拼凑出这个“凶手”的“面目”和“杀人手段”,公众也更渴望知道如何“抓到凶手”。
如何给PM2.5“定罪”
从公布的科研数据来看,很多关于PM2.5的研究都集中在肺部。
研究人员从肺部的毒理学研究开始:四组大鼠连续三天每天暴露于pm 2.5 1次。对这些大鼠的肺灌洗液和肺组织病理切片分析后发现,PM2.5可引起肺血管通透性改变,肺细胞损伤,加重氧化应激损伤。高剂量暴露组大鼠肺内炎性细胞渗出,出现肺间隔水肿。
2009年,一项实验采集了北京城区空气中的PM2.5,以人肺泡上皮细胞系(A549)为模型研究了其毒理效应。本实验通过比较25、50、100、200μg/ml等不同暴露条件,发现随着暴露浓度的增加,PM2.5可对这些细胞造成炎性损伤。
这类学术研究不胜枚举,但普通读者很难“完全理解”。
“各种证据表明,目前这些小颗粒损害细胞是舆论。”中国工程院院士魏告诉中国青年报记者,这些小东西进入人体后,一般会直接到达支气管和肺泡,甚至进入血液,被其吸附的重金属氧化物或多环芳烃等致癌物质危害很大。
今年发表的一项研究以甘肃某镍矿开采冶炼区为PM2.5的采集区,研究人员发现,PM2.5中的镍含量比实验对照区高65倍。长期暴露在PM2.5中会增加对细胞的损伤。本次实验所用的细胞被称为“血管内皮细胞”,是一组连续包覆在全身血管内膜上的细胞。在研究人员看来,内皮层不仅是血液和组织的屏障,而且其损伤和功能障碍与许多疾病的发生密切相关,包括高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾衰竭等。
北京大学医学部公共卫生学院教授潘小川发表论文称,2004年至2006年,当北大校园内各观测点PM2.5日均浓度升高时,约4公里外的北大三院心血管疾病急诊人数也随之增加。
“我们用时间序列分析法对收集到的数据进行分析,发现如果每立方米PM2.5浓度增加10微克,医院高血压急诊人数会增加8%,心血管疾病也会增加。”潘小川说。
从一群看不见摸不着的小颗粒到进入人体,学者们的研究方向越来越清晰。
今年3月,上海市环保局的一个项目,通过定量评价的方式,研究了某市PM2.5造成的健康危害和经济损失。结果显示,2009年雾霾污染因子PM2.5对居民健康的危害造成经济损失246654.38亿元,人均损失377元,占2009年全市GDP的0.17%。
研究表明,从各种疾病造成的经济损失来看,呼吸系统疾病造成的经济损失最大,占总经济损失的76%,但哮喘疾病比呼吸系统疾病更易受影响。2009年,本市哮喘病例19589例。研究还表明,不同地区空气污染造成的经济损失是不同的。例如,2004年唐山的大气污染对居民健康造成了极大的危害,人均经济损失达414元/人;辽宁抚顺大气污染造成的居民健康损失相对较小,为153.5438+05元/人;同时,上海市大气污染造成的居民健康损失达315.95元/人。
PM2.5是如何“杀人”的
一粒灰尘小的不能忽略,PM2.5小的不能忽略。
魏告诉本报记者,一般情况下,直径大于10微米的颗粒物会被挡在鼻子外面;直径2.5微米至10微米的颗粒物可进入呼吸道,但部分随吐痰和打喷嚏排出体外;而直径小于2.5微米的细颗粒物会顺利通过下呼吸道,小于2.5微米的颗粒物可以进入肺泡,通过气血交换进入人体血管。
如果你放大这些小颗粒,它们不一定是圆形或方形的,而是不规则的。魏表示,这些颗粒物中有一小部分是自然产生的粉尘,大部分是人为行为造成的二次污染,如二氧化硫、氮氧化物、硫酸铵、硝酸铵等颗粒物。这些颗粒物很多是化石燃料不完全燃烧产生的有机碳,有时燃煤电厂在高温下产生的致癌物被这些细颗粒物吸附,冷却后进入人体。
魏说,这么小的颗粒很难自然沉降,会在空气中停留一周甚至几个月,本身就对呼吸系统有影响,引起咳嗽和不适。吸附在小颗粒上的致癌物导致癌症高发。
65438年2月5日,清华大学教授石发表博文称,在过去的两年里,他经常遭受空气污染。他的慢性咽炎从2010开始越来越严重。说到污染,“就像有什么东西堵在喉咙里,咽不下去,吐不出来。很难受。不知道有多少人和我一样在忍受如此严重的空气污染。”
在潘小川看来,颗粒物吸附各种有毒化学物质更加致命。
他告诉记者,这些由工业等人类活动产生、因不完全燃烧而排出的小颗粒,是由一定量的二氧化硅和碳组成的。换句话说,在他们“出生”的那一刻,他们可能是无辜的,无害的,唯一的特点就是太小太多。但是,在相同的质量浓度下,颗粒越细,数量越多。与PM10相比,PM2.5的表面积要大几倍,会吸附更多空气中的有毒物质。
当PM2.5吸附致癌物时,具有致癌作用;如果吸附了致畸物质,就会有致畸作用。它通过下呼吸道进入肺部深处,携带的有害气体和重金属溶解在血液中。
魏表示,学术界对PM2.5的研究主要有两个方面。一个是研究吸附的成分对人体细胞的影响,一个是从一定浓度的PM2.5开始,pm 2.5可能混有很多成分,不考虑成分。“现在可以肯定的是,浓度越高,对人体的危害越大。但由于这涉及长期大规模的人群实验,具体的量级和对人体的具体危害还没有准确的数据。”
由于PM2.5更容易在老人和儿童身上“爆炸”,因此研究人员非常担心“凶手”靠近他们的可能性。一项研究表明,居住在北京城市交通要道附近的儿童的个体暴露水平较高。2008年9月发表的一篇论文,在国家“十一五”科技规划的支持下,确定了北京某社区老年人在冬季的暴露水平较高。
史于2008年辞去普林斯顿大学终身教授一职,回到中国。他现在是清华大学生命科学学院的院长。但这两年,他的心情“一直在随着空气质量变化”,因为“一切都是为了孩子”。
在他看来,污染的空气会对儿童的发育、智力和健康产生不利影响。可怕的是,这些影响一般几个月甚至几年都不明显。也许一些被空气污染了很长时间的人永远不会意识到它们的影响...最可怕的是普通人对空气污染没有足够的意识,一般不会主动呼吁。对于患者来说,很难诊断这种疾病是否是由空气污染引起的。
他说空气污染比其他污染危害更大。首先,受害者最多。除非你生活在过滤器里,否则每个人都会遭殃。第二,几乎无法保护。当我们担心水污染时,我们可以安装一个有害的过滤器;当你担心食品安全的时候,你可以选择一些更安全的食物,或者在吃之前洗干净。没有办法处理空气,因为空气无处不在。最多在办公室和家里安装空气过滤器,但效果有限。
如何“抓”PM2.5
PM2.5无处不在,但人不能住在油烟机里。公众希望至少知道“对手”的实力,以便保护自己。
刘长风在北京一家世界500强企业工作。闲暇时,他拿着探测器对比地铁、出租车、公交、骑自行车四种交通方式。他发现地铁上没有二手烟的危险,地面上也没有汽车尾气的排放,所以PM2.5的数值最低。于是他每年春秋两季都放弃骑行,尝试坐地铁。他发现封闭的办公楼里PM2.5的数值是可以接受的。他放弃了在外面吃午饭,在办公楼的二楼吃饭。他还在家里种了27盆绿植,虽然知道用处不大。
这个测试仪器是从达尔文自然知识协会借来的。在刘长风看来,这个仪器受湿度影响,无法区分空气中的水滴和灰尘。所以他们准备换一个装置,让这个测试向更科学的方向发展。
潘小川是一位致力于研究环境和公共健康之间关系的专家。为了保证他的研究数据的准确性,他的研究团队采用了“最原始”的方法来“逮捕”PM2.5
这种方法就像用“虾笼”捕捉“猎物”:研究人员用一种特殊的采样头,这是一种表面有一定入口的滤膜,让大颗粒进不去,只能捕捉“小鱼小虾”,进来了也出不来。把这个“虾笼”放在采样点24小时,称重。额外的重量是小颗粒的重量。
潘小川说,用目前流行的探测器和其他设备进行测试,在技术条件方面还不完善。
复旦大学环境科学与工程系大气化学研究中心主任庄国顺对本报记者表示,我国对PM2.5的检测无论在技术上还是经济上都不困难。技术上可与国际成熟技术接轨,每套专业检测设备约65438+万元。完全有能力在北京、上海、广州等大城市装备这样的设备。
PM2.5被捕定罪其实不是什么新鲜事。魏曾任中国环境监测总站总工程师。早在20世纪90年代,他就对空气污染对呼吸健康的影响进行了研究。他告诉本报记者,美国还没有制定PM2.5相关的政策。
魏告诉本报记者,美国上世纪90年代对PM2.5的研究主要是从学术角度出发。美国卫生部门和环保部门极力主张制定PM2.5标准,但工业部门和企业家都反对,政府也有一些反对的声音。因为一旦制定了标准,标准确定了将PM2.5纳入治理范围,这就意味着无论是企业还是社会都要付出更高的成本和代价。环保部门为了收集证据,花费了大量的金钱和精力进行相关研究。
魏说,美国制定PM2.5标准的博弈持续了近20年。