PM2.5浓度减少10 预期寿命增长约0.61年|污染物|颗粒物|疾病

PM2.5浓度减少10 预期寿命增长约0.61年

　　新闻背景

　　11月26日，在联合国利马气候大会召开前夕，国家发改委在北京发布《中国应对气候变化的政策与行动2014年度报告》，并称到2030年，通过节能、提高能源的利用效率、发展可再生能源、非化石能源、增加森林碳汇以及提高适应能力等综合政策，中国的大气污染状况会大大改善，“APEC蓝”有望成为“新常态”。

　　APEC之后，北京数度出现雾霾天气，引得市民们格外怀念那醉人的“APEC蓝”。

　　3年来，生活在北方城市的人们普遍感受到，雾霾的发生频率在不断增加，特别是2013年和2014年，发生的次数之频繁、持续时间之长、污染程度之重都创下纪录，即便是在理论上不会出现雾霾的春夏两季雾霾也频繁发生。雾霾不仅困扰着人们的工作和生活，也在人们的心里投下巨大的阴影。

　　10月17日，世界卫生组织下属国际癌症研究机构发布报告，首次指认大气污染对人类致癌，并视其为普遍和主要的环境致癌物。同时指出，在大气污染物中，PM2.5的毒性和致癌指数位居首位，是一级致癌物。

　　近日，清华大学医学院牵头举办了一个有关雾霾的研讨会，与会者对雾霾的成因、危害、治理等情况进行了全方位解析。其中，清华大学医学院教授田埂的解析深入浅出，提供了一些有关雾霾的新知。

　　化石燃料燃烧与PM2.5

　　国家发改委发布的《报告》中，为什么会提到要发展非化石能源？这正如田埂所说，这是因为化石燃料燃烧是我国PM2.5的重要来源。

　　田埂介绍，根据北京和上海两座城市环保局2011年公布的统计数字，PM2.5成分中，40%～75%的重金属来自化石燃料燃烧，超过50%的黑碳来自化石燃料燃烧，城市的一次排放中主要来源是燃煤、机动车等所用的化石燃料燃烧。

　　为便于大家对雾霾形成的过程有个更直观的了解，田埂提供了一个计算公式。从公式中我们可以看出，污染的浓度与以下几个因素相关：散发源散发出的污染物浓度，也就是气象污染物排放的量、散发的气象条件、化学成分以及沉降。

　　他进一步解析，当污染物从源头释放到空气中后，如果气象条件适合污染物在城市中较长时间地存在，而且在光和水等气象条件的作用下，细小的化学组分可能发生反应，形成颗粒物悬浮，这个过程叫做“成核作用”。

　　田埂说，通过成核作用，化学成分相互作用就形成了新的颗粒物，从而造成二次污染。最后，就是细小的颗粒物彼此碰撞反应，从而形成更大的颗粒，最后沉降下来落在地表。

　　霾里藏着大量 “ 危险分子 ”

　　大气污染，势必会对人体健康产生不利。那么，雾霾到底会对我们的健康造成怎样的损害呢？

　　田埂说，权威杂志《新英格兰医学》曾发表过美国的研究数字，PM2.5的浓度减少10 μg/m3，预期寿命增长约0.61±0.20年；2010年美国环保部发表的《颗粒物的综合科学研究》中，将颗粒物浓度与多种疾病关联，其中包括：呼吸道刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、慢性支气管炎、不规则心跳、非致命性心脏病发作和某些癌症等。

　　田埂提供的另一个数据是：在全球致死的数字中，与空气污染相关的疾病排在第8位，而我国则排在第4位。清华大学研究人员报告的2013年北京雾霾微生物中，就存在引起感染的微生物。事实已经表明，在雾霾天与霾相关的呼吸系统疾病门诊病例显著增加，比如人们所说的“北京咳”之类。

　　雾霾并非以单一成分的形式存在，而是裹挟着大量的“危险分子”。据田埂介绍，2014年初，清华大学的研究者对2013年历史雾霾峰值期间收集的PM10和PM2.5样本进行了宏基因组研究，发现了雾霾中的1300种微生物，发现空气中的微生物大部分都来自土壤，最丰富的门类是放线菌、变形杆菌、绿弯菌、厚壁菌、拟杆菌和广古菌。其中有3种微生物可引起疾病，即肺炎链球菌、烟曲霉和人腺病毒C。

　　田埂称，肺炎链球菌最常见于社会获得性肺炎(CAP ) ，在将近50%的社会获得性肺炎中可分离出肺炎链球菌。而烟曲霉，以孢子的形式存在，被认为是一种主要的引起过敏的真菌，是免疫缺陷的人群气道或肺的条件致病菌。研究显示，这两种病原微生物在重度污染天都有所增加。

　　但田埂也坦言，虽然有多种研究表明空气污染与疾病的发生相关，但是正如荷兰乌德勒支大学的B.Brunekreef教授所言：到目前为止，我们一直还无法找到一个或几个确定的组分是细颗粒物污染中对健康造成主要影响的，也没有充足的证据证明某种具体的成分的浓度对健康是无害的。

　　一天中的霾何时最危险

　　田埂教授用一张图告诉大家，当雾霾天气出现时，污染物在清晨也就是7点到8点间开始迅速增加，到10点开始进入线性增加期，而到傍晚时分开始下降，并于晚间回归较低的数值。

　　据他解释，这是因为白天在水气和阳光的作用下，一次排放的污染物发生二次反应，从而快速积累，而人的活动也在白天达到高峰，排放物的增加和积累，促使污染在下午达到高峰。而晚间，由于光照的减少，二次反应降低，排放也因为人们的活动减少而降低，从而使得空气污染得到缓解。

　　但田埂强调，北京的雾霾曲线与普通的空气污染曲线不同，空气污染往往在晚间达到峰值，而白天则处于不断积累的过程中。这也表明北京的空气污染有其特殊性，需要更详细的机制分析，才能最终解答来源的问题。

　　在工作日和休息日，人们分别有57%和75%的时间在家居环境，室外的空气污染主要通过室内环境作用于人体。根据清华大学建筑学院的研究结果，在门窗紧闭的情况下，室内PM2.5浓度大约为室外的1/2～2/3，而这部分颗粒，主要集中在0.1～1微米的粒径范围，也就是室外污染物中那些粒径小毒性大的颗粒会进入室内。田埂告诉大家，这也跟建筑物本身的密闭性、门窗开启的频率，以及室外的气候条件，如风速、温度等相关，颗粒物从室外到室内的过程，可以通过穿透系数来计算。

　　室内防护重在空气净化

　　雾霾虽然可怕，但当它来袭时，如果能采取一些保护措施，还是能在一定程度上减少对身体健康危害的。

　　一般而言，保证室内清洁有两种常规方法：一是正压环境，让室内的压力大于室外，这样室外颗粒就无法进入室内；二是空气过滤，将室内的空气通过过滤装置净化，只要室内净化装置的净化效率大于室外污染物渗入的速度，室内就可以保持洁净。

　　对普通人而言，把家或者办公室装修成“正压环境”，从经济投入到可操作性显然都是不现实的。为此，田埂提供了一个简便的解决办法：开启空气净化器，每天开窗通风完后，对室内环境进行10～20分钟的高功率净化，将室内颗粒物进行快速清除，而后维持一定的净化功率，就可以达到较好的净化效果。

　　如此一来，便存在着一个如何选择和正确使用空气净化器的问题。目前市面上常见的净化设备，就其原理主要分过滤(通过滤材拦截颗粒)和静电除尘(静电力吸附颗粒，电场中释放除尘)两种。由于静电除尘的优势是阻力低、不需更换滤材，但是其工作原理决定其除尘过程会产生臭氧，造成二次污染，因此田埂不推荐使用，而是推荐使用通过滤膜过滤的空气净化器，因为这样的产品优势是过滤的副产物少，能有效去除各类颗粒物。

　　田埂还介绍了“CADR”(洁净空气输出比率)这一概念——美国家电制造商协会按照严格的测试标准进行测试得出的空气净化器输出洁净空气的比率，CADR数值越高，则表示净化器的净化效能越高。田埂说，虽然市场上有这样那样的空气净化产品，但只要用这两个条件去衡量，就能区分出来哪种更好。

　　田埂提醒大家，采购空气净化设备时，不仅要选那种性价比高的，还要考虑到房屋的面积，开启和使用时间，以及净化器的摆放位置等。他举例说明，如果我们让自己正面面对空气净化器的进气口，那么净化器抽气过程中聚集的粒子就被呼了进去，而被空气净化器净化的空气，则离我们较远。

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　　大气污染物毒性排行榜

　　PM2.5

　　致癌/毒性指数：★★★★★

　　2010年，室外空气中颗粒物污染成为全球第7大死因、中国第4大死因，全球超过300万人死于该污染引发的各种疾病，其中中国有123万多人因此死亡，2400多万人减寿。PM2.5对人的影响要大于其他任何污染物。

　　伤害器官：对颗粒的长期暴露可引发心血管病和呼吸道疾病以及肺癌。当空气中PM2.5的浓度长期高于10 μg/m3，就会带来死亡风险的上升。浓度每增加10 μg/m3，总死亡风险上升4%，心肺疾病带来的死亡风险上升6%，肺癌带来的死亡风险上升8%。此外，PM2.5极易吸附多环芳烃等有机污染物和重金属，使致癌、致畸、致突变的几率明显升高。

　　致癌/毒性原理：直径2微米以下的颗粒物可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态；被吸入人体后直接进入支气管的细颗粒物，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。

　　主要污染来源：机动车尾气、锅炉燃煤和扬尘。

　　PM10

　　致癌/毒性指数：★★★★

　　PM10中除了包含PM2.5这样的细颗粒物，还包括一些直径介于2.5微米和10微米之间的颗粒，这些颗粒有的沉积在上呼吸道，或进入呼吸道的深部，但无法进入细支气管和肺泡，故危害程度不及PM2.5。

　　伤害器官：可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发多种疾病。粗颗粒物可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。若吸入大量的可吸入颗粒，可以导致呼吸系统病症，例如气促、咳嗽等，并加重已有的呼吸系统疾病，损害肺部组织。

　　致癌/毒性原理：PM10进入肺内后，首先与肺泡巨噬细胞、肺上皮细胞作用，刺激释放各种细胞因子，导致肺炎症和肺纤维化。PM10与细胞作用后，释放活性氧和自由基，氧化损伤组织细胞和遗传物质并引起细胞增生和分裂紊乱，最后可能导致恶变。总之，PM10可能通过氧化刺激、炎症反应及遗传物质改变等多种机理引起机体各部分的损伤。

　　主要污染来源：通常来自在未铺沥青、水泥的路面上行使的机动车，材料的破碎碾磨处理过程，以及被风扬起的尘土。

　　臭氧

　　致癌/毒性指数：★★★

　　若干项欧洲研究报告称，对臭氧的暴露每增加10μg/m3，日死亡率上升0.3%，心脏病增加0.4%。目前臭氧是欧洲最为令人关切的空气污染物之一。

　　伤害器官：臭氧具有强烈的刺激性，吸入过量对人体健康有一定危害，主要刺激和损害深部呼吸道，引发哮喘、降低肺功能并引起肺部疾病，并可损害中枢神经系统，对眼睛有轻度的刺激作用。臭氧对人体也有致畸性，母亲孕期接触臭氧可导致新生儿睑裂狭小发生率增多。

　　致癌/致毒原理：当大气中臭氧浓度为0.1mg/m3时，可引起鼻和喉头黏膜的刺激；臭氧浓度在0.1~0.2mg/m3时，引起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化，同时刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低。臭氧浓度在2mg/m3以上可引起头痛、胸痛、思维能力下降，严重时可导致肺气肿和肺水肿。此外，臭氧还能阻碍血液输氧功能，造成组织缺氧；使甲状腺功能受损、骨骼钙化，还可引起潜在性的全身影响。

　　主要来源：与高层大气臭氧层不同的是，地面的臭氧是光化学烟雾的一个主要组成部分，是由诸如车辆和工业释放出的氧化氮等污染物以及由机动车、溶剂和工业释放的挥发性有机化合物与阳光反应而形成。阳光灿烂时，臭氧污染最为严重。

　　二氧化氮

　　致癌/毒性指数：★★

　　流行病学研究表明，哮喘儿童发生支气管炎症状的增多与长期接触二氧化氮有关。目前在欧洲和北美一些城市中肺功能减弱现象的增加，也与目前测量(或观察到)的二氧化氮的浓度有关。

　　伤害器官：氮氧化物主要损害呼吸道。短期浓度超过200μg/m3时，是一种引起呼吸道严重发炎的有毒气体。

　　致癌/致毒原理：吸入二氧化氮气体后，初期仅有轻微的眼及上呼吸道刺激症状，如咽部不适、干咳等，但经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后，则会发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征，出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等，并可并发气胸及纵隔气肿。个别病例会出现肺纤维化。

　　主要来源：人为释放二氧化氮的主要来源是供热、发电，以及机动车和船舶的发动机等燃烧过程。

　　二氧化硫

　　致癌/毒性指数：★★

　　研究表明，在空气中二氧化硫水平较高的日子里，因心脏病去医院就诊的人增多，死亡率增长。当二氧化硫与水结合时形成硫酸，是酸雨的主要成分，是造成树木死亡的一个原因。

　　伤害器官：二氧化硫可影响呼吸系统和肺功能，并刺激眼睛，还可通过影响人体新陈代谢对肝脏造成一定的损害。对接触二氧化硫人员的研究发现，慢性鼻炎的患病率也较高。

　　致癌/致毒原理：二氧化硫被人体吸入呼吸道后，因易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的黏膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸，一部分进而氧化为硫酸，使刺激作用增强，如果人体每天吸入浓度为100 ppm的二氧化硫后，支气管和肺部将出现明显的刺激症状，使肺组织受到伤害。