大氣中的PM2.5以及對(duì)人體的危害

1、 大氣顆粒物顆粒物對(duì)人體的影響l 什么是顆粒物，此物究竟從何而來(lái)？l 到底對(duì)我們?nèi)梭w有多大危害？大氣顆粒物到底是啥？大氣顆粒物到底是啥？ 背背 景景 事事 件件l 進(jìn)入2011年10月，那些原本懷著度過(guò)“一年中最美季節(jié)”的北京市民北京市民卻大失所望：連綿不斷的陰霾天氣加上頻繁入侵的西伯利亞冷空氣，讓人感覺(jué)陰冷而又呼吸艱難。一年中最美好的季節(jié)，竟然意外的演變成了一年中“最糟糕”的時(shí)間l 記者從西安市環(huán)保局獲悉，11月份，西安市環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)為25天，其中優(yōu)級(jí)天數(shù)為3天。受大霧等不利因素影響，本月西安市出現(xiàn)了5天輕微污染，首要污染物仍為可吸入顆粒物，污染指數(shù)最高達(dá)到117。環(huán)境空氣中二氧化硫

2、、二氧化氮和可吸入顆粒物的平均濃度分別為0.023毫克/標(biāo)立方米、0.030毫克/標(biāo)立方米和0.103毫克/標(biāo)立方米，同比分別下降71.6%、56.5%和33.1%。 大氣顆粒物大氣顆粒物（氣溶膠（氣溶膠 ） -懸浮在氣體中的固體或氣體顆粒，在環(huán)境科學(xué)中，有時(shí)把細(xì)小顆粒物稱為氣溶膠?？倯腋☆w粒物 Dp100m total suspended particulates, TSP 可吸入顆粒物 Dp10m inhalabal particulates, IP particulate matter, PM10 細(xì)粒子 Dp2.5mfine particle particulate matter, P

3、M2.5 包括液體、固體或者液體和固體結(jié)合 存在的，并懸浮在空氣介質(zhì)中的顆粒 能進(jìn)入人體呼吸道，且能長(zhǎng)期漂浮于空氣中在空氣中懸浮的時(shí)間更長(zhǎng),對(duì)健康的危害更大l 一般來(lái)說(shuō)，直徑大于10微米的顆粒通常不會(huì)進(jìn)入人體的肺部，因?yàn)槲覀兊暮粑鞴倏梢詫?duì)他們進(jìn)行有效的過(guò)濾和阻攔，它們只會(huì)對(duì)我們的眼睛，鼻子和嗓子造成潛在威脅。l 而直徑小于10微米的顆粒物被稱為PM10(Particulate Matter 懸浮顆粒)。其中直徑在2.5微米-10微米之間的被稱為“大顆?！狈蹓m，直徑小于2.5微米的則又被稱為“超細(xì)顆粒”，即PM2.5。l 人體的生理結(jié)構(gòu)決定了對(duì)PM2.5沒(méi)有任何過(guò)濾、阻攔能力，而PM2.5對(duì)人

4、類健康的危害卻隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，逐步暴露出其恐怖的一面。 名稱名稱物理性質(zhì)物理性質(zhì)粒徑（粒徑（mm）形成機(jī)制形成機(jī)制輕霧（輕霧（mistmist）水滴水滴4040霧化、冷凝霧化、冷凝濃霧（濃霧（fogfog）液滴液滴1010霧化、蒸發(fā)、凝結(jié)和凝聚霧化、蒸發(fā)、凝結(jié)和凝聚粉塵（粉塵（dustdust）固體粒子固體粒子1 1機(jī)械粉碎、揚(yáng)塵、煤燃燒機(jī)械粉碎、揚(yáng)塵、煤燃燒煙氣（煙氣（fumefume）固、液微粒固、液微粒0.010.011 1蒸發(fā)、凝集、升華蒸發(fā)、凝集、升華煙（煙（smokesmoke）固體微粒固體微粒1 1升華、冷凝、燃燒升華、冷凝、燃燒煙霧（煙霧（smogsmog）液滴、固體微粒液

5、滴、固體微粒1 1冷凝、化學(xué)反應(yīng)冷凝、化學(xué)反應(yīng)表 顆粒物的形成機(jī)制及其物理性質(zhì)特征按其形成過(guò)程，可分為：1 一次污染物：由人類活動(dòng)直接產(chǎn)生，自污染源直接排入環(huán)境后，其物理和化學(xué)性狀未發(fā)生變化的污染物。2 二次污染物：排入環(huán)境的一次污染物，由于自然界的物理、化學(xué)和生物因子的影響，其性質(zhì)和狀態(tài)發(fā)生變化而形成的新的污染物。大氣顆粒物來(lái)源1 1 天然源天然源 地面揚(yáng)塵（風(fēng)吹灰塵）、海浪浪沫、火山爆發(fā)噴出物、森林火災(zāi)燃燒物、隕星塵及生物界產(chǎn)生的顆粒物，如花粉、袍子等。森林排出碳?xì)浠衔铮ㄖ饕禽葡╊悾?光化學(xué)反應(yīng)-產(chǎn)生微小顆粒；與自然界硫、氮、碳循環(huán)有關(guān)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物如由H2S、SO2經(jīng)氧化生成的硫酸鹽；由

6、NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。2 2 人為源人為源 （1）燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的固體顆粒物，如煤煙飛灰等。 （2）工業(yè)生產(chǎn)排放的固體微粒。 （3）汽車尾氣排出的鹵化鉛凝聚而形成的顆粒物。 （4）人為排放SO2（一定條件下）-硫酸鹽粒子 。 （5）城市大氣中顆粒污染，如公路揚(yáng)塵、建筑揚(yáng)塵等。毒理機(jī)制毒理機(jī)制 PM10成分復(fù)雜,致毒機(jī)制也并非一種機(jī)制能夠解釋。目前認(rèn)為PM10的致毒機(jī)制主要是: l (1) PM10進(jìn)入肺內(nèi)后,首先與肺泡巨噬細(xì)胞、肺上皮細(xì)胞作用,刺激釋放各種細(xì)胞因子,導(dǎo)致肺炎癥和肺纖維化。l (2)PM10與細(xì)胞作用后,釋放活性氧(ROS)和自由基,氧化損傷組織細(xì)胞和遺傳物質(zhì)

7、并引起細(xì)胞增生和分裂紊亂,最后可能導(dǎo)致惡變?？傊?PM10可能通過(guò)氧化刺激、炎癥反應(yīng)及遺傳物質(zhì)改變等多種機(jī)理引起機(jī)體各部分的損傷。而這些損傷又是相關(guān)的。如PM10由于損害了免疫系統(tǒng)，更易造成其它系統(tǒng)的損害。 細(xì)胞急性致毒作用機(jī)制細(xì)胞急性致毒作用機(jī)制l PM10主要通過(guò)自由基產(chǎn)生細(xì)胞急性致毒效應(yīng)。研究表明，顆粒物中含多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，它們?cè)诳諝庵薪?jīng)紫外輻射,會(huì)形成自由基,并引發(fā)自由基鏈反應(yīng)，形成更多的自由基，進(jìn)而形成更多的過(guò)氧化物。在一定條件下,過(guò)氧化物在體內(nèi)氧化分解,并通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化作用破壞細(xì)胞膜和損傷DNA，導(dǎo)致很高的細(xì)胞毒性。 PM10進(jìn)入呼吸道后,大部分可被呼吸道表面的纖毛黏液層黏附或

8、清除，但過(guò)多的微粒沉積會(huì)對(duì)氣道產(chǎn)生刺激，并導(dǎo)致平滑肌收縮慢支炎、肺氣腫患者氣道對(duì)有害刺激的反應(yīng)性降低，清除能力減弱，使較多的顆粒物進(jìn)入小氣道和肺泡，加重了對(duì)肺功能的損害。 PM10與肺組織細(xì)胞接觸后，可通過(guò) 腐蝕刺激或其成分的毒性作用對(duì)肺組 織細(xì)胞造成損害,導(dǎo)致細(xì)胞及其生化成 分發(fā)生改變。這些顆粒物進(jìn)入肺組織 后，可激發(fā)體內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),使 體內(nèi)氧化和抗氧化系統(tǒng)失去平衡。一 方面使得脂質(zhì)過(guò)氧化酶(LPO)增高，另 一方面使體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)耗竭,表現(xiàn)為 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)下降和 LPO/GSH-Px增高,導(dǎo)致谷胱甘肽轉(zhuǎn)化 為氧化型、上皮細(xì)胞受到損傷、細(xì)胞通 透性增加，引起肺損

9、傷和肺疾病，如肺 功能下降、肺纖維化、慢支、肺氣腫等 對(duì)呼吸系統(tǒng)的毒性作用機(jī)理對(duì)呼吸系統(tǒng)的毒性作用機(jī)理 對(duì)免疫系統(tǒng)的毒性作用機(jī)理 許多研究證明，PM10損壞非特異性免疫功能。國(guó)外有研究認(rèn)為，隨PM10中細(xì)顆粒物粒子濃度的增加，巨噬細(xì)胞存活率和吞噬功能下降，巨噬細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，并且降低抗原的提呈能力，使免疫活性細(xì)胞功能及組織體液中的殺菌物質(zhì)改變，從而降低肺局部特異性淋巴細(xì)胞的免疫應(yīng)答，導(dǎo)致局部防御力降低，而引起局部炎癥感染。 對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的毒性作用機(jī)理對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的毒性作用機(jī)理 苯類化合物及其代謝物酚接觸PM10后，釋放出來(lái)的細(xì)胞因子使肝臟釋放前凝聚因子，它使血管白細(xì)胞移動(dòng)改變，從而導(dǎo)致血液流動(dòng)性降低

10、，這可能與顆粒物引起心血管疾病和死亡增加有關(guān)。另外，由于PM10可以引起肺纖維斷裂而發(fā)生慢性肺氣腫并導(dǎo)致局部纖維增生，因而肺泡受損，使氧在肺泡內(nèi)失去彌散交換功能，引起低氧血癥。肺泡壁的纖維增生、變性，損害肺泡壁上的微細(xì)血管，導(dǎo)致小動(dòng)脈和小靜脈狹窄阻塞，造成肺部血管阻力增加，使肺動(dòng)脈壓升高，進(jìn)而右心室出現(xiàn)肥大，最終導(dǎo)致肺性高血壓和肺心病。 “三致”效應(yīng)(致癌、致突變、致畸) PM10內(nèi)含有各種直接致突變物和間接致突變物，可以損害遺傳物質(zhì)和干擾細(xì)胞正常分裂，同時(shí)破壞機(jī)體的免疫監(jiān)視，而引起癌癥和畸形。PM10的化學(xué)組分或活性氧直接損害遺傳物質(zhì)而導(dǎo)致癌基因激活、抑癌基因失活、遺傳物質(zhì)改變,進(jìn)一步可能導(dǎo)

11、致肺癌。有研究發(fā)現(xiàn)，PM10中的許多有機(jī)成分均能損傷DNA，以多環(huán)芳烴最明顯,并且致癌作用與免疫毒性往往是一致的。國(guó)外研究認(rèn)為，接觸顆粒物可導(dǎo)致上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞因子增加，污染物作用于細(xì)胞產(chǎn)生的一些細(xì)胞因子如生長(zhǎng)因子，可能導(dǎo)致細(xì)胞周期失去正常調(diào)節(jié)，從而使細(xì)胞分裂增加，進(jìn)一步形成腫瘤。顆粒物可通過(guò)影響細(xì)胞間隙通訊功能的改變而導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)一步惡化。其他毒性機(jī)理l 許多研究證明，PM10還能損害生殖系統(tǒng)，降低生育能力，引起胎兒畸形等。煙霧中有毒金屬元素可以干擾卵母細(xì)胞的成熟分裂，降低生殖能力。此外，PM10還能使兒童所受的紫外輻射量減少，妨礙了體內(nèi)維生素D的合成，使鈣磷代謝處于負(fù)平衡狀態(tài)，造成

12、骨骼鈣化不全。 顆粒物的危害顆粒物的危害l（1）對(duì)人體的影響對(duì)人體的影響l（2）酸雨）酸雨l（3）對(duì)能見(jiàn)度的影響）對(duì)能見(jiàn)度的影響l（4）對(duì)溫度的影響）對(duì)溫度的影響l A 如果吸入顆粒物過(guò)多或如果吸入顆粒物過(guò)多或顆粒物中含有顆粒物中含有毒有害成分毒有害成分時(shí)，就可能時(shí)，就可能出現(xiàn)出現(xiàn)免疫功能免疫功能障礙障礙，危害健康；，危害健康；l B 顆粒物中如果含有較多顆粒物中如果含有較多病菌和病毒病菌和病毒時(shí)，則可能時(shí)，則可能引引發(fā)傳染病發(fā)傳染??；C 大于大于5m的顆粒物的顆粒物 小于小于5m的顆粒物的顆粒物 長(zhǎng)期吸入過(guò)量顆粒物，積聚在肺部，可能使人患長(zhǎng)期吸入過(guò)量顆粒物，積聚在肺部，可能使人患“塵肺病塵肺

13、病”；有些顆粒物沉積在肺部，還可能有些顆粒物沉積在肺部，還可能引起惡性病引起惡性病變變。 人類需要潔凈的空氣人類需要潔凈的空氣 排放到空氣中的有害物質(zhì)，大致可分為有害氣體和粉排放到空氣中的有害物質(zhì)，大致可分為有害氣體和粉塵兩大類塵兩大類城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)l 總懸浮顆粒物總懸浮顆粒物：這是大氣降塵的主要污染指標(biāo)。 PM10PM10： 粒徑小于10微米不能被人的上呼吸道所阻擋的可吸入性顆粒。 PM2.5PM2.5 ：粒徑小于2.5微米的可吸入性氣溶膠。這種氣膠微粒被吸入人體后，會(huì)滲透到肺部組織的深處，可引起支氣管炎和肺癌等病變。l 二氧化硫：二氧化硫：二氧化硫在大氣中會(huì)氧化而

14、形成硫酸鹽氣溶膠，毒性將增大10倍以上l 氮氧化物：氮氧化物：氮氧化物與水可生成硝酸鹽、亞硝酸鹽。進(jìn)入人體，可生成強(qiáng)致癌物亞硝酸氨，也可與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，使人產(chǎn)生缺氧癥狀。案例：北京案例：北京 PM2.5PM2.5對(duì)人體的危害性對(duì)人體的危害性現(xiàn)代醫(yī)院證明，含有高濃度超細(xì)顆粒（PM.25）和大顆粒(PM10)的空氣會(huì)對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生一系列嚴(yán)重的健康傷害，例如可以加重呼吸系統(tǒng)疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠狀動(dòng)脈等心臟疾病。 顆粒物污染較重的中國(guó)城市主要分布示意圖PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的固體顆粒物，容易引起灰霾天氣，也稱為可入肺顆粒物，對(duì)人體危害較嚴(yán)重，易造成呼吸道疾病等。 北京北京PM2.5PM2.5超標(biāo)事件超標(biāo)事件北京北京PM2.5PM2.5超標(biāo)事件超標(biāo)事件l曾有網(wǎng)友根據(jù)信息公開(kāi)原則，要求北京市環(huán)保局公布PM2.5的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但遭到了拒絕，北京市環(huán)保局的書面回應(yīng)是，PM2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)目前只能作為研究使用，所以不予公布。 l美國(guó)駐華使館會(huì)將使館區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)到