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雾霾与健康知识问答

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一雾霾相关知识

1.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,是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。如果目标物的水平能见度降低到1000m以内,就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结(或凝华)物的天气现象称为雾。

2.霾:是指大量细微的干尘粒等均匀地悬浮在空中,使水平能见度小于10km、空气普遍混浊的现象。我国部分地区也将受到人类活动显著影响的霾称为灰霾。其判识条件为能见度小于10km,排除降水、沙尘暴、扬尘、浮尘、烟幕、吹雪、雪暴等天气现象造成的视程障碍。相对湿度小于80%,判识为霾;相对湿度为80%~95%时,按照地面气象观测规范规定的描述或大气成分指标进一步判识。

3.雾霾:是雾和霾的统称。雾和霾两种不同的天气现象,通常混合在一起出现,尽管在定义上有明确的区别界定,但在实际观测和研究中却并不容易区分,所以经常统称为“雾霾天气”。

4.霾的形成:主要由3个重要因素。

(1)水平方向静风现象的增多:城市高大建筑物增多,建筑物的阻挡和摩擦作用造成静风现象增多,不利于大气污染物的扩散和稀释。

(2)垂直方向上出现逆温层:逆温层使得大气层低空的空气垂直运动受到限制,导致污染物难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。

(3)空气中悬浮颗粒物的增加。

5.霾的季节变化特征:冬季发生霾的次数最多,春季次之,而夏季时发生霾的次数最少。冬季大气层较稳定,对流活动较弱,再加上冬季取暖时期燃煤烟尘排放量大,降雨量少,容易形成霾。而夏季降雨量多,降雨对空气中悬浮的灰尘和粉尘等颗粒物起冲刷作用,有效地减少了霾的形成。另外,夏季大气对流活动旺盛,使近地面污染物容易扩散稀释。

二 大气污染相关知识

1.大气污染物:按照其理化性质,一般分为物理性、化学性和生物性三类,其中以化学性污染物种类最多、污染范围最广。根据污染物在大气中的存在状态,可以将其分为气态污染物和颗粒物污染物。气态污染物包括气体和蒸气,大气颗粒物有固体和液体两种形态,按照粒径可以分为总悬浮颗粒物(粒径≤100μm)、可吸入颗粒物(粒径≤10μm)和细颗粒物(粒径≤2.5μm)。

2.一次污染物和二次污染物:

一次污染物是指由污染源直接排入大气环境中,其物理和化学性质均未发生变化的污染物,包括气体、蒸气和颗粒物,如CO、SO2、NOX、烃类化合物、颗粒物等。

二次污染物是指排入大气的污染物在物理、化学等因素的作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应所形成的理化性质不同于一次污染物的新的污染物。常见的有SO2和NOX在环境中氧化遇水分别形成硫酸雾和硝酸雾,NOX和VOCS在日光紫外线照射下转化为光化学烟雾。细颗粒物可以由二次污染物形成。一般来说,二次污染物对环境和人体的危害要比一次污染物大。

3.大气污染的来源:天然污染和人为污染。

天然污染主要由于自然原因形成,例如沙尘暴、火山爆发、森里火灾等;人为污染是由于人类的生产和生活活动造成的,可来自固定污染源(如烟囱、工业排气管等)和流动污染源(汽车、火车等各种以石化燃料为能源的机动交通工具)。二者相比,人为污染源的来源更多,范围更广。人为污染源包括工农业生产、生活炉灶和采暖炉灶、交通运输等。

4.PM2.5的定义及主要来源:PM2.5是指直径≤2.5μm的颗粒物,也称细颗粒物,是由直接排入空气中的微粒和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次微粒组成。直接排入空气中的微粒由尘土性微粒、植物和矿物燃料燃烧生成的炭黑粒子组成。二次微粒主要由硫酸铵和硝酸铵组成,这两种微粒是由大气中的SO2和NOX转化生产的。PM2.5对空气质量和能见度等有重要的影响。

城市大气中PM2.5的来源和生成过程十分复杂,包括以下来源:(1)各种燃烧过程,如煤炭燃烧、石油燃烧和机动车尾气等的直接排放;(2)大气化学反应的“二次生成过程”,如NOX和VOCS在大气中生成的光化学微粒,SO2和NOX在大气中生成的硫酸盐、硝酸盐微粒等。

氧化条件是排放气体变成颗粒物所需的化学条件。当空气中的NOX和VOCS浓度增加时,大气的氧化性就会增强,也会加快颗粒物的产生速率。

5. PM2.5与PM10的区别和联系:

颗粒物粒径是描述颗粒物的一个重要指标,PM2.5与PM10分别指粒径≤2.5μm和粒径≤10μm的颗粒物,都属于可吸入颗粒物。二者都可以在空气中长时间停留,可以传输很远的距离,趋向于在一定区域内均匀分布。

粗粒子(>2.5μm)通常产生于机械过程,细粒子(≤2.5μm)主要来源于燃烧产生的粒子和燃烧挥发物凝结形成的一次颗粒物,或是气体大气化学反应产生的二次颗粒物。粗粒子在空气中停留时间短,传输距离短,因此在更大区域内分布不均匀,影响范围有限。

PM10主要沉积在人体气管和支气管中,PM2.5可以携带重金属、硫酸盐、有机物、病毒等污染物直接进入呼吸道和肺部,且更容易滞留在人体中,加剧对人体的危害。

三 大气污染对健康的影响

1.大气污染物进入人体的途径:

大气污染物主要通过呼吸道进入人体,小部分也可通过消化道和皮肤进入人体。

大气污染物可降落至食物、水体和土壤,以饮食和饮水的方式,经过消化道进入机体,造成危害;也可通过直接接触黏膜、皮肤进入机体,尤其是脂溶性有毒物质更容易通过完整的皮肤而进入体内。

2.大气污染对健康的直接影响:主要为急性危害和慢性危害。

大气污染物的浓度在短期内急剧增高时,周围人群可因大量吸入污染物而造成急性危害,出现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、肺功能衰竭等表现。大气污染物对机体的慢性危害主要包括长期刺激引起的慢性炎症、机体免疫力降低、过敏、致癌以及对生殖发育的影响等。

大气污染物长期刺激可导致眼和呼吸系统慢性炎症,如结膜炎、咽喉炎、气管炎等,严重者可引起慢性阻塞性肺疾病(COPD),进而可导致肺心病。大气污染严重的地区,机体某些免疫指标下降,如唾液溶菌酶和分泌型免疫球蛋白A(SlgA)的含量均明显下降;大气中的甲醛、某些石油制品的分解物、某些洗涤剂等具有致敏作用,使机体发生变态反应;大气污染物中常常含有苯并[a]芘、砷、石棉等致癌物,大量调查资料显示大气污染是肺癌发生的重要原因之一。此外,国际上的研究发现长期的大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。

3.大气污染对健康影响的特点:

(1)大气污染的影响范围广,每个人都生活在大气环境中,无一幸免;

(2)除了在延误时间或事故性排放的情况下,某种或某几种污染物浓度较高外,通常情况下大气中含有多种污染物,单一污染物的浓度较低,往往并没有超过其标准限值,如果某种污染物单独作用产生的健康危害可能较小;

(3)这些污染物共同存在与大气中,长期低浓度混合暴露,污染物之间存在协同作用或相加作用,可能会增强对健康的危害;

(4)虽然空气污染增加的人群健康损害的相对危险度可能不大,但由于人群基数大,所以造成的损害仍是不容忽视的。

4.大气污染时应重点关注的人群:老年人、孕妇、儿童、患有呼吸系统疾病以及心血管疾病的人群是大气污染的易感人群。而交警、环卫工人、建筑工人等这些室外作业人员也是大气污染是需要重点关注的人群。

5.颗粒物对健康的影响:

颗粒物是指呈气溶胶状态的大气污染物。颗粒物对健康的影响主要包括对呼吸系统、心脑血管系统的影响,引起致癌作用,以及对人群死亡率的影响等,也因大气中颗粒物的粒径构成、组成成分及浓度等差异而引起健康效应表现和程度略有不同。

首先,颗粒物的粒径决定了颗粒物是否能通过呼吸道进入人体的可能性,同时由于粒径不同,颗粒物在呼吸道沉积部位和滞留情况不同,进而影响颗粒物对健康影响的程度不同。粒径大于10μm的颗粒物不易进入呼吸道;粒径为5~10μm的颗粒物多沉积在上呼吸道;粒径为2.5~5μm的颗粒物多沉积在细支气管和肺泡;粒径在2.5μm以下的颗粒物75%在肺泡沉积;但小于0.4μm的颗粒物可以较自由地出入肺泡并随呼吸排出体外,因此在呼吸道的沉积较少。

如上所述,PM2.5与PM10相比,因其易于滞留在终末细支气管和肺泡,且某些成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。

第二,颗粒物对健康影响与颗粒物的组成成分密切相关。颗粒物的有机成分可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二氧化硫,可被颗粒物的金属氧化物催化为腐蚀性更强的三氧化硫,从而加重对肺部的损害。此外某些颗粒物的成分十分复杂,颗粒物中的多种化学成分可能还对健康具有联合毒作用。

第三,理论上颗粒物对健康影响还与其浓度相关。但颗粒物的健康效应缺乏特异性临床表现,不同人群的遗传易感性存在一定的差异,颗粒物健康影响机制尚待阐明;此外颗粒物的成分复杂,不同来源的颗粒物可能组成成分迥异,因而颗粒物成分对健康影响的交互作用及颗粒物健康影响的风险评估目前还是颇具挑战的科学问题。

6.霾天气对健康的影响:

霾天气引起的健康影响主要是以急性效应为主,主要表现为上呼吸道感染、哮喘、结膜炎、支气管炎、眼和喉部刺激、咳嗽、呼吸困难、鼻塞流涕、皮疹、心血管系统紊乱等疾病的症状增强。呼吸系统疾病的发病/入院率增高。此外,霾天气还会对人体健康产生一些间接影响,如经常发生霾天气,则会影响人体维生素D合成,导致小儿佝偻病高发,并使空气中传染性病菌的活性增强。霾天气还会影响人们的心理健康,使人产生压抑、悲观等不良情绪。

四 空气质量相关知识

1.空气质量指数(AQI)与空气质量等级的关系:

空气质量指数(Air Quality Index,AQI)是一种评价大气环境质量状况简单而直观的指标,通过报告每日空气质量的参数,描述了空气清洁或污染的程度,以及对健康的影响。

AQI计算与评价的过程大致分三个步骤:第一步是对照各项污染物的分级浓度限值(参照GB3095-2012),以PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等各项污染物的分级浓度值(其中PM10、PM2.5为24小时平均浓度)分别计算出空气质量分指数(Individual Air Quality Index,IAQI);第二步是从各项污染物的IAQI中选择最大值确定为AQI,当AQI大于50时将IAQI最大的污染物确定为首要污染物;第三步是对照AQI分级标准,确定空气质量级别、类别及表示颜色、健康影响与建议采取的措施。简而言之,AQI就是各项污染物IAQI中的最大值,当AQI大于50时对应的污染物即为首要污染物。

根据2012年发布的《环境空气质量指数AQI技术规定(试行)》(HJ633-2012),AQI共分为六级描述,分别用绿、黄、橙、红、紫、褐红来显示。其中:0~50为一级优,51~100为二级良,101~150为三级轻度污染,151~200为四级中度污染,201~300为五级重度污染,300以上为六级严重污染。

AQI的数值越大、级别越高,说明空气污染状况越严重,对人体的健康危害也就越大。公众看AQI时,不需要记住AQI的具体数值和级别,只需要注意优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染六种评价类别和表征颜色。

表 不同空气质量指数(AQI)对应的健康提示及颜色标识

空气质量指数(AQI)值

影响健康水平

颜色

0~50

绿色

51~100

适中

黄色

101~150

对敏感人群不健康

橙色

151~200

不健康

红色

201~300

非常不健康

紫色

300以上

危险的

褐红

2.公众如何获得全国空气污染物浓度信息:

公众可登录中国环境监测总站官网中全国城市空气质量实时发布平台,就能查询全国31个省、区、直辖市的空气质量数据,包括评价时段、监测点位名称及位置、各监测项目的浓度、空气质量分指数、空气质量指数、首要污染物及空气质量级别等信息。该数据为实时自动监测数据,每1小时更新1次,监测内容包括PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3和CO小时数据,以及O3的8小时滑动平均值,PM10、PM2.5的24小时滑动平均值。

辽宁省空气质量实时发布系统,可查询全省各市的各项污染物实时数据及变化趋势、IAQI数据、AQI日报等。

五 雾霾期间的应对措施

1.雾霾期间的主要防范措施:

雾霾天气下大气PM2.5浓度较高,居民应尽量留在室内,减少室外活动的时间或强度,并保持门窗紧闭。关闭门窗可减少PM2.5从室外到室内的渗透,降低室内PM2.5浓度。老人、儿童、孕妇及患有心、肺疾病的人群,在雾霾天气时,要避免户外活动。如果必须出门,需佩戴对颗粒物有防护作用的口罩。有条件的家庭可以使用空气净化器,降低室内PM2.5的污染。

2.N95口罩:

N95不是特定的产品名称,只要符合N95标准,并且通过NIOSH审查的产品就可以称为“N95型口罩”。N95口罩使用0.3μm的氯化钠颗粒进行测试时,阻隔率须达95%以上,并在戴用者脸庞紧密度测试时,确保在紧密贴住脸部边缘的状况下,空气能透过口罩进出。符合此测试的口罩,NIOSH才发出N95认证号码。

因为N95口罩对0.3μm的颗粒物的阻留效率可以达到95%以上,因此正确佩戴时可以有效阻挡PM2.5。

3.如何正确佩戴口罩:

(1)佩戴口罩前必须清洁双手,应依照包装指示佩戴口罩,包括固定紧口罩的系绳,让口罩紧贴面部。如果口罩戴得太松,空气会从何侧面空隙进入,无法达到预防效果。

(2)一定要把嘴与鼻子全部遮住,有的人只把嘴遮住是不正确的,鼻子才是空气进入人体的主要途径。

(3)口罩不能两面轮流戴,因为朝外的一面容易吸附灰尘、病菌等,如果没有清洗干净就把朝外的一面再朝内戴,容易感染病菌。

(4)多次使用的口罩应勤洗勤换,最好多准备几个口罩,便于更换和洗涤。

4.口罩的佩戴时间与适用人群

口罩是在一定条件下佩戴的,而且也不是每个人都适合佩戴口罩。口罩的密合结构和高效过滤会增加呼吸阻力,降低舒适感,患有呼吸系统疾病的人佩戴口罩后呼吸阻力增大,会造成不适的感觉。

口罩也不适宜长时间佩戴,一方面口罩外部吸附了颗粒物等大量污染物,会造成呼吸阻力的增加;另一方面口罩内部也会吸附呼出气中的细菌、病毒等。另外,长时间呼吸不到新鲜空气,会使人体自身抵抗能力下降。


 


 

以上内容节选自《雾霾与健康知识问答》(徐东群主编,化学工业出版社

 
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