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PM2.5的概述、来源以及危害

日期:2016-10-18 13:02:10 人气:1739

PM2.5的概述、来源以及危害


PM2.5 是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5mm 的颗粒物,也称细颗粒物,因其能够直接进入并沉积在人体的上、下呼吸道和肺泡中,又称可入肺颗粒物(RepairableParticles)。


PM2.5 主要来源为日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程。虽然PM2.5 只是地球大气成分中含量很少的组分,但相对于TSP( 总悬浮颗粒物) 、PM10,粒径较小且毒性较大的PM2.5,对人体健康、空气污染、大气能见度、以及大气能量平衡影响更大。PM2.5的浓度越高,就代表空气污染越严重。


由于细颗粒物粒径小,表面积大,因此大部分有害元素和化合物大都富集在细颗粒物表面上,如:燃料燃烧排放的重金属,多环芳烃、苯系物等。而且细颗粒物在大气中的停留时间长、输送距离远,人体呼吸系统对细颗粒物的吸收率也随其停留时间增加而增加,因此对人体健康和大气环境质量的影响更大。医学专家认为粒径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,直径不足人类头发丝的1/20 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。研究显示,2.5微米以下的颗粒物,75% 在肺泡内沉积。颗粒物进入人体的 “路线图”为:7-10微米颗粒物可进入鼻腔,4.7-7 微米颗粒物可到达咽喉,3.3-4.7微米登陆主气管,2.1-3.3 微米进入支气管,1.1-2.1微米抵达气管末端,0.65-1.1 微米的足以钻进肺泡。

                                 


流行病学的调查发现,城市大气颗粒物中的多环芳烃与居民肺癌的发病率和死亡率相关。多环芳烃进入人体的过程中,细颗粒物扮演了“顺风车”的角色,大气中的大多数多环芳烃吸附在颗粒物的表面,尤其是粒径在5 mm 以下的颗粒物上,大颗粒物上的多环芳烃很少。也就是说,空气中细颗粒物越多,我们接触致癌物- 多环芳烃的机会就越多。


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。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。近年的一些报告显示,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。研究证明,如果空气中PM2.5 的浓度长期高于10 微克/ 立方米,死亡风险就开始上升。浓度每增加10微克/ 立方米,总的死亡风险就上升4%,得心肺疾病的死亡风险上升6%,得肺癌的死亡风险上升8%。


颗粒物对气候的影响可分为两大方面: 直接影响和间接影响。直接影响指大气中的颗粒物粒子散射和吸收太阳辐射和地面射出的长波辐射,从而影响地、气辐射收支。同时颗粒物能直接阻挡太阳光抵达地球表面,这样使可见光的光学厚度增大,抵达地面的太阳能下降,从而使地面温度降低,高空的温度增高。大气中的黑碳颗粒物能吸收太阳短波辐射,从而影响太阳辐射传输,加热大气,降低地表温度;同时,黑碳颗粒物能吸收、放射红外辐射,影响地球长波辐射。模式计算表明,人类活动引起大气颗粒物增加趋向于使地球表面降温,工业化以来,颗粒物增加引起的地面变冷趋势可部分抵消温室气体增加引起的地表温度上升。颗粒物对气候的间接影响是指颗粒物浓度变化会影响云的形成,而云的变化反过来对气候有巨大影响。


大气污染物和天气因素都会降低能见度,但能见度降低主要是由于细粒子和气态污染物对光的散射和吸收,使来自物体的光信号减弱。大气污染物中颗粒物的散光作用是造成能见度降低的主要因素,颗粒物的散射能造成60-95% 的能见度减弱,其中以PM2.5 及其所含硫酸盐、硝酸盐及炭黑最为重要。PM2.5浓度的高低是决定大气能见度的关键因素,同时PM2.5 散光是大气能见度下降的最主要原因,其中PM2.5的散射消光占总的消光度的80%。


灰霾天气是指空气中的细颗粒(PM2.5) 污染物浓度急剧增加,从而严重影响大气空气质量和能见度的污染天气。灰霾天气的出现不仅是粒径小于10μm 的颗粒物引起的质量浓度的增加,更主要是由于直径小于2.5μm 的细颗粒物的大量增加,即PM2.5 大量增加,造成颗粒物数浓度和表面积浓度的急剧增加,从而引起城市能见度的下降,严重影响人体健康。我国京津冀、长三角、珠三角、四川盆地等地区灰霾天气的日益严重,已经引起了所在地区的广大市民和专家等多方面的关注,所以在灰霾严重地区尽快制定和出台灰霾预警机制和控制措施已经迫在眉睫。

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