专家解读PM2.5:颗粒物可通过气血交换进入血管
  • 上方文Q
  • 2011年12月07日 20:34
  • 0

灰蒙蒙的天气让越来越多的中国公众注意到PM2.5——一个由英文和数字组成的专业术语。其实很多中外学者早已证实,它潜伏在空气中,不仅会伤害人的健康,更给社会造成难以挽回的经济损失。

所谓PM2.5,是指空气中悬浮的颗粒物,其直径小于2.5微米。这些颗粒物太轻,很难自然沉降落到地面上,而是长期漂浮在空中,不仅小到看不见,更小到可以直接进入肺泡甚至融入血液,和人体内的细胞“搏斗”并伤害这些细胞。从某种程度上说,叫它“凶手”并不为过。

根据公开的学术资料和采访领域内权威专家,可以拼合出这个“凶手”的“面貌”和“行凶手段”,公众则更希望知道应如何“缉凶”。

专家解读PM2.5:颗粒物可通过气血交换进入血管 12月5日清晨,在山东聊城市街头,市民在大雾中骑车出行

PM2.5如何“定罪”

从公开的科研资料看,对PM2.5的研究很多聚焦于肺脏。

研究者们从肺脏的毒理学研究入手:以PM2.5对4组大鼠每天进行1次染毒,连续进行3天。对这些大鼠的肺灌洗液并对肺组织病理切片分析后发现,PM2.5能够引起肺部血管通透性的改变、肺细胞损伤和加重氧化应激损伤,在高剂量染毒组,大鼠肺部炎性细胞渗出,肺间隔水肿。

2009年的一项实验采集了北京城区大气中的PM2.5,以人肺泡上皮细胞株(A549)为模型进行毒理作用研究。在这个实验中,以25、50、100、200μg/ml等不同的染毒状况进行对比发现,随着染毒浓度的增加,PM2.5可引起这些细胞的炎性损伤。

此类学术研究不胜枚举,但普通读者很难完全“吃透”。

“种种证据表明,目前这些小颗粒物对细胞损伤已是公论。”中国工程院院士魏复盛告诉记者,这些小东西进入人体后,一般直接到达支气管和肺泡,甚至可以进入血液,其吸附的重金属氧化物或多环芳烃等致癌物质危害很大。

今年公开发表的一项研究以甘肃某镍开采冶炼区为PM2.5采集区。研究者发现,在镍污染区大气中,PM2.5含镍剂量是实验对照区的65倍,长期暴露于PM2.5中,高浓度的镍会增加对细胞的损害。该实验用来测试的细胞叫做“血管内皮细胞”,是一种连续被覆在全身血管内膜的一层细胞群。在研究者看来,内皮层不仅仅是血液和组织的屏障,其损伤及功能紊乱还与多种疾病的发生密切相关,包括高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾功能衰竭等。

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年间,当北京大学校园观测点的PM2.5日均浓度增加时,在约4公里以外的北京大学第三医院,心血管病急诊患者数量也有所增加。

“我们利用时间系列分析研究,对搜集的数据进行分析发现,PM2.5每立方米浓度增加10微克,医院高血压类的急诊病人就会增加8%,心血管疾病也会增多。”潘小川说。

从一群看不见、摸不着的小颗粒物,到进入人体,学者们的研究指向越来越清晰。

今年3月,上海市环保局的一个项目以定量评价研究某市PM2.5引起的居民健康危害及其经济损失。结果显示,该市2009年霾污染因子PM2.5引起的居民健康危害共造成经济损失达24.61亿元,人均损失377元,占该市2009年GDP的0.17%。

研究显示,从各种疾病造成的经济损失来看,呼吸系统病例造成的经济损失最大,占到总经济损失的76%,但是哮喘疾病却比呼吸系统疾病更容易受到影响,2009年该市哮喘患病达19589例。研究还显示,不同地区由大气污染引起的居民健康危害经济损失不同,如唐山2004年大气污染对居民的健康危害较大,人均经济损失达到414 元/人;辽宁抚顺大气污染引起的居民健康损失较小,为153.15元/人;同时期的上海大气污染引起的居民健康损失达到315.95 元/人。

PM2.5如何“行凶”

一粒尘埃小到可以被忽视,但PM2.5正因为太小,而无法被忽视。

魏复盛告诉记者,一般而言,直径超过10微米的颗粒物,会被挡在鼻子的外面;直径在2.5微米至10微米之间的颗粒物可以进入呼吸道,但随着吐痰、打喷嚏被部分排出体外;而直径在2.5微米以内的细颗粒物,却会顺利通过下呼吸道,进入肺泡之中,并通过气血交换进入到人体血管。

如果放大了看这些小颗粒,他们并不一定是圆形或者方型,而呈不规则状。魏复盛表示,这些颗粒物中少部分是自然形成的扬尘,绝大部分是人类行为造成的二次污染,如二氧化硫、氮氧化物、硫酸铵、硝酸铵等粒子。这些粒子很多是因化石燃料燃烧不完全产生的有机碳,有时燃煤电厂在高温中生成的致癌物,在冷却时被这些细小的颗粒物吸附着进入人体。

魏复盛表示,这么小的颗粒很难自然沉降,会在空气中停留一个星期甚至几个月,本身对呼吸系统就有影响,造成咳嗽、不适,而小颗粒物上吸附的致癌物,更导致癌症高发。

12月5日,清华大学教授施一公发表博文称,过去两年间,他常常因为空气污染而痛苦。他的慢性咽炎自2010年开始逐渐加重,遇到污染天时,“就像嗓子里堵了个东西,咽不下去,又吐不出来,很难受。不知还有多少人像我一样在忍受这样严重的空气污染。”

而在潘小川看来,颗粒物吸附各种各样的毒性化学物质才更加要命。

他告诉记者,这些因为工业等人类活动产生的、燃烧不完全而排出的小粒子,本身由一定的二氧化硅和碳组成,也就是说,在它们“出生”的瞬间,可能是清白无害的,唯一的特点在于太小、太多,然而,相同质量浓度下,颗粒物越细,数目更多。比起PM10,PM2.5的表面积要大好几倍,吸附空气中的毒性物质就会更多。

当PM2.5吸附了致癌物,就有致癌效应;吸附了致畸物,就有致畸效应。它通过下呼吸道,进入肺的深处,而它携带的有害气体、重金属就溶解在血液里。

魏复盛表示,目前学界对PM2.5的研究主要有两个方面。一种是通过研究其吸附的成分对人体细胞的影响入手,一种是不计成分,单纯对一定浓度的、可能混有多种成分的PM2.5入手。“现在已经肯定的是,浓度越高,对人体的危害越大,但由于这涉及长期的、大规模人群实验,具体的量值和对人体具体的伤害,还没有准确数据。”

由于PM2.5更容易在老人和孩子身上“发威”,研究者们很关注“凶手”接近他们的可能。一项研究表明,北京市城区交通干道附近居住的儿童PM2.5个体暴露水平较高。而发表于2008年9月的一篇论文,国家“十一五”科技支撑计划资助项目,测定北京某社区冬季时老人在污染物中的暴露水平较高。

施一公2008年从美国普林斯顿大学终身讲席教授的岗位上辞职回国,现任清华大学生命科学学院院长,但这两年来,他的心情“一直随着空气质量的好坏而变化”,因为“一切都是为了孩子”。

在他看来,污染的空气对幼儿的发育、智力、健康都会有不良影响。可怕的是,这些影响一般不会在几个月甚至几年内被明显察觉到,也许有些长期受到空气污染的人一辈子都不会觉察其影响……最为可怕的是,普通老百姓对空气污染没有足够的意识,一般情况下也不会主动诉求。而对患者,很难确诊是否由于空气污染引发病变。

他表示,空气污染比其他的污染危害更大。首先,受害人最多。除非生活在过滤器里,所有人都会受害。其次,几乎无法防护。我们担心水污染时,可以加装一个有害物过滤器;担心食物安全时,可以选择一些比较安全的食物或洗干净后再食用。对付空气就没有办法了,因为空气无孔不入、无处不在。最多就是在办公室和家里装上空气过滤器,但效果有限。

怎样“缉拿”PM2.5

PM2.5无所不在,但人不能生活在罩子里。公众们希望,至少知道“对手”的力量以求自保。

刘昌峰在位于北京的一家世界500强企业上班。业余时间,他带着检测器,去比较地铁、出租车、公交车、骑车的4种交通方式。他发现,地铁上没有二手烟的危害,没有地面上汽车尾气的排放,因而PM2.5数值最低。于是他放弃了每年春秋两季的骑行,尽量乘地铁。他发现封闭的写字楼里PM2.5的数值尚可,午餐时放弃外出吃饭,就在写字楼的地下二层用餐。他还给自己的家里种了27盆绿色植物,虽然他心里清楚,这也没有多大用处。

这台检测的仪器是他从达尔问自然求知社借来的,在刘昌峰看来,这台仪器受湿度的影响,分辨不出来空气中的小水珠和微尘,所以他们准备换一台设备,使得这种测试朝着更加科学的方向发展。

潘小川是致力于研究环境与公共卫生关系的专家,为保证其研究数据的精准,他的研究团队采取“最原始”的方法“缉拿”PM2.5。

这个方法就像用“虾笼”捕捉“猎物”:研究者们采用专门的采样头,这是一种滤膜,表面有一定的入口,大的颗粒进不来,只有“小鱼小虾”才能被捕获进来,进来了保证其出不去。把这个“虾笼”放置在采样点24个小时后,拿来称重,多出来的重量就是小颗粒们的重量。

潘小川表示,用目前流行的检测仪等设备进行测试,从技术条件上来说并不完善。

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告诉记者,我国对PM2.5的检测无论是在技术上还是经济上都没有难度,技术上完全可以与成熟的国际技术接轨,专业的检测设备每台约10万元,在北京、上海、广州等大城市配备这样的设备完全是有能力的。

对PM2.5的缉拿和判罪,其实不是新鲜事。魏复盛曾任中国环境监测总站总工程师,早在上世纪90年代就开展了空气污染对呼吸健康影响的研究。他告诉记者,当时美国尚未制定PM2.5的相关政策。

魏复盛告诉本报记者,上世纪90年代美国的PM2.5研究主要从学理角度出发,美国的卫生部门和环保部门极力主张制定PM2.5标准,但产业部门和企业家们都反对,政府也有一些反对的声音,因为一旦制定标准,标准确定将PM2.5纳入治理范围,意味着企业和社会都要付出更高的成本和代价。环保部门为搜集证据,花了很多钱和精力去进行相关研究。

魏复盛说,美国制定PM2.5标准的博弈持续了近20年。(文/中国青年报)

文章纠错

  • 好文点赞
  • 水文反对

此文章为快科技原创文章,快科技网站保留文章图片及文字内容版权,如需转载此文章请注明出处:快科技

观点发布 网站评论、账号管理说明
热门评论
查看全部评论
相关报道

最热文章排行查看排行详情

邮件订阅

评论0 | 点赞0| 分享0 | 收藏0