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什么是PM2.5?專家解讀PM2.5:
顆粒物可通過氣血交換進入血管
灰蒙蒙的天氣讓越來越多的中國公眾注意到PM2.5一個由英文和數(shù)字組成的專業(yè)術(shù)語。其實很多中外學(xué)者早已證實,它潛伏在空氣中,不僅會傷害人的健康,更給社會造成難以挽回的經(jīng)濟損失。
所謂PM2.5,是指空氣中懸浮的顆粒物,其直徑小于2.5微米。因為這些顆粒物太輕,很難自然沉降落到地面上,而是長期漂浮在空中,不僅小到看不見,更小到可以直接進入肺泡甚至融入血液,和人體內(nèi)的細胞“搏斗"并傷害這些細胞。從某種程度上說,叫它“兇手"并不為過。
根據(jù)公開的學(xué)術(shù)資料和采訪領(lǐng)域內(nèi)專家,可以拼合出這個“兇手"的“面貌"和“行兇手段",公眾則更希望知道應(yīng)如何“緝兇"。
PM2.5如何“定罪"
從公開的科研資料看,對PM2.5的研究很多聚焦于肺臟。
研究者們從肺臟的毒理學(xué)研究入手:以PM2.5對4組大鼠每天進行1次染毒,連續(xù)進行3天。對這些大鼠的肺灌洗液并對肺組織病理切片分析后發(fā)現(xiàn),PM2.5能夠引起肺部血管通透性的改變、肺細胞損傷和加重氧化應(yīng)激損傷,在高劑量染毒組,大鼠肺部炎性細胞滲出,肺間隔水腫。
2009年的一項實驗采集了北京城區(qū)大氣中的PM2.5,以人肺泡上皮細胞株(A549)為模型進行毒理作用研究。在這個實驗中,以25、50、100、200μg/ml等不同的染毒狀況進行對比發(fā)現(xiàn),隨著染毒濃度的增加,PM2.5可引起這些細胞的炎性損傷。
此類學(xué)術(shù)研究不勝枚舉,但普通讀者很難*“吃透"。
“種種證據(jù)表明,目前這些小顆粒物對細胞損傷已是公論。"中國工程院院士魏復(fù)盛告訴中國青年報記者,當(dāng)這些小東西進入人體后,一般直接到達支氣管和肺泡,甚至可以進入血液,其吸附的重金屬氧化物或多環(huán)芳烴等致癌物質(zhì)危害很大。
今年公開發(fā)表的一項研究以甘肅某鎳開采冶煉區(qū)為PM2.5采集區(qū)。研究者發(fā)現(xiàn),在鎳污染區(qū)大氣中,PM2.5含鎳劑量是實驗對照區(qū)的65倍,長期暴露于PM2.5中,高濃度的鎳會增加對細胞的損害。該實驗用來測試的細胞叫做“血管內(nèi)皮細胞",是一種連續(xù)被覆在全身血管內(nèi)膜的一層細胞群。在研究者看來,內(nèi)皮層不僅僅是血液和組織的屏障,其損傷及功能紊亂還與多種疾病的發(fā)生密切相關(guān),包括高血壓、冠心病、糖尿病、慢性腎功能衰竭等。
北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部公共衛(wèi)生學(xué)院教授潘小川發(fā)表論文稱,2004年至2006年間,當(dāng)北京大學(xué)校園觀測點的 PM2.5日均濃度增加時,在約4公里以外的北京大學(xué)第三醫(yī)院,心血管病急診患者數(shù)量也有所增加。
“我們利用時間系列分析研究,對搜集的數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn),PM2.5每立方米濃度增加10微克,醫(yī)院高血壓類的急診病人就會增加8%,心血管疾病也會增多。"潘小川說。
從一群看不見、摸不著的小顆粒物,到進入人體,學(xué)者們的研究指向越來越清晰。
今年3月,上海市環(huán)保局的一個項目以定量評價研究某市PM2.5引起的居民健康危害及其經(jīng)濟損失。結(jié)果顯示,該市2009 年霾污染因子PM2.5引起的居民健康危害共造成經(jīng)濟損失達24.61億元,人均損失377元,占該市2009年GDP的0.17%。
研究顯示,從各種疾病造成的經(jīng)濟損失來看,呼吸系統(tǒng)病例造成的經(jīng)濟損失zui大,占到總經(jīng)濟損失的76%,但是哮喘疾病卻比呼吸系統(tǒng)疾病更容易受到影響,2009年該市哮喘患病達19589例。研究還顯示,不同地區(qū)由大氣污染引起的居民健康危害經(jīng)濟損失不同,如唐山2004年大氣污染對居民的健康危害較大,人均經(jīng)濟損失達到414 元/人;遼寧撫順大氣污染引起的居民健康損失較小,為153.15元/人;同時期的上海大氣污染引起的居民健康損失達到315.95 元/人。
PM2.5如何“行兇"
一粒塵埃小到可以被忽視,但PM2.5正因為太小,而無法被忽視。
魏復(fù)盛告訴本報記者,一般而言,直徑超過10微米的顆粒物,會被擋在鼻子的外面;直徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物可以進入呼吸道,但隨著吐痰、打噴嚏被部分排出體外;而直徑在2.5微米以內(nèi)的細顆粒物,卻會順利通過下呼吸道,小于2.5微米的顆??蛇M入肺泡之中,并可通過氣血交換進入到人體血管。
如果放大了看這些小顆粒,他們并不一定是圓形或者方型,而呈不規(guī)則狀。魏復(fù)盛表示,這些顆粒物中少部分是自然形成的揚塵,絕大部分是人類行為造成的二次污染,如二氧化硫、氮氧化物、硫 酸銨、硝suan銨等粒子。這些粒子很多是因化石燃料燃燒不*產(chǎn)生的有機碳,有時燃煤電廠在高溫中生成的致癌物,在冷卻時被這些細小的顆粒物吸附著進入人體。
魏復(fù)盛表示,這么小的顆粒很難自然沉降,會在空氣中停留一個星期甚至幾個月,本身對呼吸系統(tǒng)就有影響,造成咳嗽、不適。而小顆粒物上吸附的致癌物,更導(dǎo)致癌癥高發(fā)。
12月5日,清華大學(xué)教授施一公發(fā)表博文稱,過去兩年間,他常常因為空氣污染而痛苦。他的慢性咽炎自2010年開始逐漸加重,遇到污染天時,“就像嗓子里堵了個東西,咽不下去,又吐不出來,很難受。不知還有多少人像我一樣在忍受這樣嚴(yán)重的空氣污染。"
而在潘小川看來,顆粒物吸附各種各樣的毒性化學(xué)物質(zhì)才更加要命。
他告訴記者,這些因為工業(yè)等人類活動產(chǎn)生的、燃燒不*而排出的小粒子,本身由一定的二氧化硅和碳組成。也就是說,在它們“出生"的瞬間,可能是清白無害的,*的特點在于太小,太多。然而,相同質(zhì)量濃度下,顆粒物越細,數(shù)目更多。比起PM10,PM2.5的表面積要大好幾倍,吸附空氣中的毒性物質(zhì)就會更多。
當(dāng)PM2.5吸附了致癌物,就有致癌效應(yīng);吸附了致畸物,就有致畸效應(yīng)。它通過下呼吸道,進入肺的深處,而它攜帶的有害氣體、重金屬就溶解在血液里。
魏復(fù)盛表示,目前學(xué)界對PM2.5的研究主要有兩個方面。一種是通過研究其吸附的成分對人體細胞的影響入手,一種是不計成分,單純對一定濃度的、可能混有多種成分的PM2.5入手?!艾F(xiàn)在已經(jīng)肯定的是,濃度越高,對人體的危害越大,但由于這涉及長期的、大規(guī)模人群實驗,具體的量值和對人體具體的傷害,還沒有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。"
由于PM2.5更容易在老人和孩子身上“發(fā)威",研究者們很關(guān)注“兇手"接近他們的可能。一項研究表明,北京市城區(qū)交通干道附近居住的兒童PM2.5個體暴露水平較高。而發(fā)表于2008年9月的一篇論文,國家“十一五"科技支撐計劃資助項目,測定北京某社區(qū)冬季時老人在污染物中的暴露水平較高。
施一公2008年從美國普林斯頓大學(xué)終身講席教授的崗位上辭職回國,現(xiàn)任清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長,但這兩年來,他的心情“一直隨著空氣質(zhì)量的好壞而變化",因為“一切都是為了孩子"。
在他看來,污染的空氣對幼兒的發(fā)育、智力、健康都會有不良影響??膳碌氖?,這些影響一般不會在幾個月甚至幾年內(nèi)被明顯察覺到,也許有些長期受到空氣污染的人一輩子都不會覺察其影響……zui為可怕的是,普通老百姓對空氣污染沒有足夠的意識,一般情況下也不會主動訴求。而對患者,很難確診是否由于空氣污染引發(fā)病變。
他表示,空氣污染比其他的污染危害更大。首先,受害人zui多。除非生活在過濾器里,所有人都會受害。其次,幾乎無法防護。我們擔(dān)心水污染時,可以加裝一個有害物過濾器;擔(dān)心食物安全時,可以選擇一些比較安全的食物或洗干凈后再食用。對付空氣就沒有辦法了,因為空氣*、無處不在。zui多就是在辦公室和家里裝上空氣過濾器,但效果有限。
怎樣“緝拿"PM2.5
PM2.5*,但人不能生活在罩子里。公眾們希望,至少知道“對手"的力量以求自保。
劉昌峰在位于北京的一家世界500強企業(yè)上班。業(yè)余時間,他帶著檢測器,去比較地鐵、出租車、公交車、騎車的4種交通方式。他發(fā)現(xiàn),地鐵上沒有二手煙的危害,沒有地面上汽車尾氣的排放,因而PM2.5數(shù)值zui低。于是他放棄了每年春秋兩季的騎行,盡量乘地鐵。他發(fā)現(xiàn)封閉的寫字樓里PM2.5的數(shù)值尚可,午餐時放棄外出吃飯,就在寫字樓的地下二層用餐。他還給自己的家里種了27盆綠色植物,雖然他心里清楚,這也沒有多大用處。
這臺檢測的儀器是他從達爾問自然求知社借來的,在劉昌峰看來,這臺儀器受濕度的影響,分辨不出來空氣中的小水珠和微塵。所以他們準(zhǔn)備換一臺設(shè)備,使得這種測試朝著更加科學(xué)的方向發(fā)展。
潘小川是致力于研究環(huán)境與公共衛(wèi)生關(guān)系的專家,為保證其研究數(shù)據(jù)的,他的研究團隊采取“zui原始"的方法“緝拿"PM2.5。
這個方法就像用“蝦籠"捕捉“獵物":研究者們采用專門的采樣頭,這是一種濾膜,表面有一定的入口,大的顆粒進不來,只有“小魚小蝦"才能被捕獲進來,進來了保證其出不去。把這個“蝦籠"放置在采樣點24個小時后,拿來稱重,多出來的重量就是小顆粒們的重量。
潘小川表示,用目前流行的檢測儀等設(shè)備進行測試,從技術(shù)條件上來說并不完善。
復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系大氣化學(xué)研究中心主任莊國順告訴本報記者,我國對PM2.5的檢測無論是在技術(shù)上還是經(jīng)濟上都沒有難度。技術(shù)上*可以與成熟的技術(shù)接軌,專業(yè)的檢測設(shè)備每臺約10萬元,在北京、上海、廣州等大城市配備這樣的設(shè)備*是有能力的。
對PM2.5的緝拿和判罪,其實不是新鮮事。魏復(fù)盛曾任中國環(huán)境監(jiān)測總站總工程師,早在上世紀(jì)90年代就開展了空氣污染對呼吸健康影響的研究。他告訴本報記者,當(dāng)時美國尚未制定PM2.5的相關(guān)政策。
魏復(fù)盛告訴本報記者,上世紀(jì)90年代美國的PM2.5研究主要從學(xué)理角度出發(fā),美國的衛(wèi)生部門和環(huán)保部門極力主張制定PM2.5標(biāo)準(zhǔn),但產(chǎn)業(yè)部門和企業(yè)家們都反對,政府也有一些反對的聲音。因為一旦制定標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)確定將PM2.5納入治理范圍,意味著企業(yè)和社會都要付出更高的成本和代價。環(huán)保部門為搜集證據(jù),花了很多錢和精力去進行相關(guān)研究。
魏復(fù)盛說,美國制定PM2.5標(biāo)準(zhǔn)的博弈持續(xù)了近20年.