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专家详解空气污染对健康的影响及防护

空气污染,又称为大气污染,是由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,当排放的物质越来越多,远远超过大气的自净能力时,就导致大气的组成发生变化。当大气中污染物质的数量、浓度和持续时间,达到有害

空气污染,又称为大气污染,是由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,当排放的物质越来越多,远远超过大气的自净能力时,就导致大气的组成发生变化。当大气中污染物质的数量、浓度和持续时间,达到有害程度,危害到了人类的舒适、健康和福利或环境时,就形成了大气污染。

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雾和霾是两种不同的天气现象,尽管在气象学上“雾”和“霾”均有明确的定义,但因其通常混合在一起出现,不容易区分,所以经常统称为“雾霾天气”。

一、与“雾霾天气”有关的几个概念

“气溶胶”,它是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,又称为气体分散体系,这里所述的固体或液体小质点,大小为0.001~100微米。天空中的云、雾、霾等都是气溶胶的具体实例。

“雾”是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统,也就是上面提到的“液体小质点”浮游在空中,使水平能见度小于1公里的天气现象。

“霾”是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于5公里及以下的空气混浊现象。这里的干尘粒就是上面提到的“固体小质点”。

“雾霾”现象,一般情况下,当能见度在1-10公里时可能既有固体小质点(即霾的贡献),也可能有液体小质点(即轻雾的贡献),且不易区分,所以就被称为“雾霾”现象。

“颗粒物”,在描述空气质量时,通常用颗粒物表述气溶胶中的尘粒,目前大家比较熟悉的包括可吸入颗粒物、细颗粒物和超细颗粒物。可吸入颗粒物(PM10)是指空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物。细颗粒物(PM2.5)是指空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物。超细颗粒物(PM0.1)是指空气动力学当量直径小于或等于0.1微米的颗粒物。这些颗粒物因粒径小,只有在电子显微镜下才可以观察到。

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二、雾和霾的特征及形成原因

雾主要是近地面空气因冷却达到过饱和而形成的。霾的形成需要有三个因素:一是水平方向静风现象的增多,不利于大气污染物的扩散稀释;二是垂直方向上出现逆温层,导致污染物难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面;三是空气中悬浮颗粒物的增加。

由此可知,霾天气下的空气污染程度明显高于正常天气,其中颗粒物的污染程度最为显著。气象与污染这两个因素之间是相互影响、相互作用的,不利的气象条件可以使污染物在大气中不断累积,使污染加重;反过来,污染物浓度的增加也可以改变城市中温度和风的分布,使城市气象发生变化。

雾霾天气的主要特征是能见度降低。颗粒物具有消光作用,是能见度降低的主要因素。重度雾霾是一种极端天气,主要由空气中的细颗粒浓度过高导致,同时也会伴有气态污染物(SO2、NOx等)浓度的急剧增加,是一种严重的空气污染现象。

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三、空气污染对健康的影响

空气污染对健康的影响分为急性危害和慢性危害。

急性危害主要是由大气(特指室外环境空气)污染物的浓度在短期内急剧增高(如重度雾霾),人群大量吸入污染物造成的急性危害,主要表现为呼吸道和眼部刺激症状、咳嗽、胸痛、呼吸困难、咽喉痛、头疼、呕吐、心功能障碍、肺功能衰竭,诱发慢性心脑血管疾病的急性发作等。

慢性危害主要包括:

(1)长期刺激作用导致的眼和呼吸系统慢性炎症,如结膜炎、咽喉炎、气管炎等,严重的引起慢性阻塞性肺病(COPD),进而可导致肺心病。

(2)机体免疫功能下降,在大气污染严重的地区,居民唾液溶菌酶和分泌型IgA的含量均明显下降,其他免疫指标也有所下降。

(3)加重慢性心脑血管疾病。

(4)加重变态反应或过敏性疾病,大气中某些污染物如具有致敏作用,可加重哮喘、过敏性鼻炎等疾病。

(5)增加发生肺癌的风险,国际癌症研究所(IARC)已经将空气污染物包括其中的颗粒物列为A类致癌物,国际上发表的综述性文章认为,虽然总的来说空气污染对癌症的发生风险是比较低的,但针对肺癌来说,由于大气污染物尤其是颗粒物中常常含有苯并(a)芘(BaP)、砷等致癌物,具有较高的风险。

此外,国际上的研究还发现长期的空气污染还与低出生体重、早产、出生缺陷等不良出生结局有关。

另外,空气污染不仅可直接影响健康,它还可以通过长期间接效应,如通过影响太阳辐射和微小气候、产生温室效应、破坏臭氧层、形成酸雨等而影响我们的健康。

四、颗粒物对健康的影响

由于雾霾天气下细颗粒物浓度较高,颗粒物对健康的影响更受关注,这里专门谈谈颗粒物的健康影响。

首先,颗粒物的粒径决定了颗粒物能否通过呼吸道进入人体,以及沉积部位和滞留情况。粒径大于10微米的颗粒物不易进入呼吸道;粒径为5-10微米的颗粒物多沉积在上呼吸道;粒径为2.5-5微米的颗粒物多沉积在细支气管和肺泡;粒径在2.5微米以下的颗粒物75%在肺泡内沉积。PM2.5与PM10相比,因其易于滞留在终末细支气管和肺泡、且某些组分还可穿透肺泡进入血液,因而同一来源的PM2.5比PM10对健康影响更大。

其次,颗粒物对健康影响与颗粒物的组成成分密切相关。细颗粒物的主要成分包括:含碳颗粒(包括元素碳和有机碳,元素碳主要产生于高温燃烧过程,有机碳则主要来自相对低温过程的不完全燃烧产物)、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、重金属等。细颗粒物在空气悬浮过程中还会进一步吸附空气中存在的有机和金属等化学成分、细菌、病毒、真菌等微生物成分。颗粒物的有机成份可作为佐剂诱发哮喘或加剧变态反应性鼻炎的症状;颗粒物的多环芳烃含量与颗粒物的致癌活性相关;含有细菌、病毒、真菌等微生物的颗粒物可能引起呼吸道传染病的流行;吸附有害气体的颗粒物可以刺激或腐蚀肺泡壁,长期作用可使呼吸道防御功能受到损害;颗粒物上的某些金属成分还有催化作用,可以使大气中的某些污染物转化为毒性更大的二次污染物。如以颗粒物为载体的SO2,可被颗粒物的金属氧化物催化为腐蚀性更强的SO3,从而加重对肺部的损害。此外某些颗粒物的成份十分复杂,颗粒物中的多种化学成份可能还对健康具有联合毒作用。

第三,颗粒物的健康影响还与其浓度相关。以PM2.5为例,当成分相同时,PM2.5的浓度越高,引起的健康危害越大;当成分不同时,有毒有害成分越多则健康危害越大。

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五、雾霾天气期间的应对、防护措施

雾霾天气时,室外空气质量差,公众应减少户外活动,特别是老人、儿童、孕妇及患有心、肺疾病的人群,尽量减少出行;如果必须出门,要采取带口罩等防护措施。注意选择防护性好的口罩,戴口罩的方式也要正确。孕妇佩戴防护口罩,应注意结合自身条件,选择舒适性比较好的产品,如配有呼气阀的防护口罩,降低呼气阻力和闷热感。佩戴前应向专业医师咨询,确认自己的身体状况适合。老年人及慢性病患者身体状况各异,如心肺疾病患者佩戴后,会造成不适感,甚至会加重原有病情,这些人应向医生咨询,寻求他们的专业指导。儿童处在生长发育阶段,而且其脸型小,一般口罩难以达到密合的效果。因此建议选择正规厂家生产的适合儿童佩戴的防护口罩。外出回来后应及时清冼面部及鼻腔,并养成每天主动咳嗽清理气管内有害物质的习惯。

雾霾天气时,还要减少室内污染,应尽量关闭门窗,减少室外颗粒物进入室内,避免在室内吸烟,减少高温下煎、炒、炸等烹调活动,进行湿式清扫,有条件的使用空气净化器。任何空气净化装置对污染物的净化都是有针对性的,不同原理的空气净化技术都有一定的优点,但也存在局限性。家庭选购空气净化装置时,首先要确定净化目的,即净化何种污染物,如果针对雾霾的主要污染物PM2.5,要选择对PM2.5有效的净化器,才可以降低雾霾对室内污染程度,净化效果用净化器的洁净空气量(CADR)表示。CADR低于或接近于卫生要求的房屋空气自然交换率(每人每小时新风量30立方米)的空气净化器不具有实际使用价值;CADR最好大于每小时90立方米。空气净化器要达到净化效果,必须根据房间面积和净化器的功率和净化效率,开启一定的时间,才能降低室内雾霾颗粒物的污染程度。另外,净化材料也是有使用寿命的,应根据污染程度和使用时间及时更换,避免造成二次污染。

人群密集场所(如办公、学校、公共场所等)使用空气净化产器时需要特别注意的是:空气净化器(除换气机外)只是净化部分空气污染物,一般不具备净化人体产生的二氧化碳的作用,因此,当室内人员多,在室内停留时间较长时,应定时通风换气,应根据卫生要求(每人每小时新风量30立方米),结合室内人员数量和室内空间自然换气率综合考虑通风时间间隔,必要时通过温度、二氧化碳监测确定通风时间间隔。不管室内什么室内场所,都不能忽视通风换气,否则可能造成憋气,严重的可能缺氧。

(作者:中国疾控中心环境所副所长 研究员 徐东群)

责任编辑:程实