PM2.5

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  • 经过 IQAir Staff Writers
Hazy skies over city landscape

什么是 PM2.5?

颗粒物,或称可吸入颗粒物,是指空气中的微粒,包括灰尘、煤烟、污垢、烟雾和液滴。

PM2.5 颗粒的直径为 2.5 微米或更小。PM2.5 颗粒非常小,只有用电子显微镜才能看到。

在所有空气污染措施中,PM2.5 污染对健康的威胁最大 (1)。由于体积小,PM2.5 可在空气中悬浮数天或数周,穿越城市、地区甚至大陆,吸入后可被血液深层吸收。

在全球和IQAir的空气质量指数⁺中,PM2.5和臭氧是最常见的主要空气污染物。因此,监测这两种污染物对人类健康尤为重要。

为什么PM2.5常常是首要污染物?

在空气质量报告中,PM2.5是最常见的首要污染物,因为它特别小、持久、广泛。它几乎来自所有主要污染源--汽车、工业排放、野火、农业焚烧和家庭活动,因此是空气质量差的普遍标志。

PM2.5 体积微小,可以穿透建筑物,深入肺部和血液,对健康造成直接和长期的危害。因此,它经常作为 "主要污染物 "出现在空气质量指数报告中,因为它比其他污染物更有可能超过安全阈值并影响大量人群。

由于PM2.5对于如何报告和理解空气质量如此重要,因此了解通报这些污染水平的空气质量指数很有帮助。

什么是空气质量指数?

空气质量指数(AQI)用于帮助快速传达空气质量水平,从 "良好 "到"有害"不等传统的美国空气质量指数计算依赖于污染物(如 PM2.5)的 24 小时平均值。IQAir的AQI⁺为用户提供每小时的空气质量更新。由于PM2.5水平在一天中会迅速变化,因此每小时的更新可以提供更准确、更实时的暴露情况。

PM2.5 的污染源有哪些?

微粒物质可以从人为或自然来源直接排放,人为来源通常会产生更多的 PM2.5 (2)。

PM2.5 污染物最常见的人为来源有 (3) (4) (5):

  • 汽车燃烧
  • 发电厂燃烧
  • 工业流程
  • 炉灶、壁炉和家庭木材燃烧
  • 烟花爆竹产生的烟雾
  • 吸烟

PM2.5 的自然来源包括

  • 灰尘
  • 煤烟
  • 泥土
  • 风吹盐
  • 植物孢子
  • 花粉
  • 野火产生的烟雾

PM2.5 空气质量的主要来源会因季节、天气、气候、城市化水平、国家和地区的不同而不同。

1994 年《大气环境》杂志上的一项研究对美国的 PM2.5 来源进行了调查,结果表明,在西北部,生物质燃烧是造成 PM2.5 污染的高因素,而在东北部和主要海港城市,残油燃烧则是主要来源(6)。

污染物来源可能包括邻国的排放。2019 年发表在《环境科学与技术》上的一项关于加拿大污染源贡献的研究发现,加拿大中部 33% 的污染物 PM2.5 来自美国(7)。

该研究还发现,住宅燃烧是加拿大中部地区 PM2.5 的主要来源,而野火则是加拿大中部地区 PM2.5 的主要来源。 加拿大北部、大西洋和西部的 PM2.5 污染。

PM2.5 的化学成分是什么?

PM2.5可由其他污染物在大气中发生化学反应产生。

气体之间的化学反应可能是 PM2.5 污染物的来源,包括(8)之间的反应

  • 二氧化硫
  • 氮氧化物
  • 氨气
  • 黑碳
  • 矿物粉尘
  • 挥发性有机化合物

PM2.5 污染如何影响我们的健康?

PM2.5 的微小尺寸增加了其深入呼吸道的可能性。2.5微米的PM2.5可进入循环系统,甚至大脑(9)。

暴露于高浓度微粒物质的短期症状包括喉咙和呼吸道受刺激、咳嗽和呼吸困难(10)。

更严重的长期并发症包括

  • 心脏和肺部疾病
  • 支气管炎
  • 肺气肿
  • 非致命性心脏病发作
  • 心律不齐
  • 哮喘和更剧烈的发作
  • 肺功能下降
  • 早逝

心脏或肺部疾病患者、儿童和老年人最容易受到颗粒物污染的影响。

大量研究证实,暴露于污染物 PM2.5 会导致多种严重的健康并发症。

例如,2011 年发表在《美国呼吸与危重症医学杂志》上的一项研究对 120 万美国人从 1982 年到 2008 年的健康状况进行了跟踪调查(11)。PM2.5浓度每增加10微克/立方米,肺癌死亡率就会增加15-27%。

根据 2020 年发表在《英国医学杂志》上的一项研究,PM2.5 污染与丹麦幼儿哮喘风险增加有关(12)。研究人员对 1997 年至 2014 年间出生的所有儿童进行了跟踪调查,以了解他们从 1 岁到 15 岁期间哮喘发病和持续喘息的情况。研究发现,与未接触PM2.5的儿童相比,接触PM2.5水平较高的儿童更容易患哮喘和持续性喘息。

PM2.5 和 PM10 有区别吗?

PM10和PM2.5都是不同大小的污染物。PM2.5颗粒较细,而PM10颗粒较大、较粗。PM10 颗粒介于 2.5 微克和 10 微克之间。

我们的身体更容易通过打喷嚏或咳嗽来抵御 PM10。这些防御措施对较小的颗粒不起作用(13)。

PM10 可嵌入肺部,对健康造成不利影响,如肺组织损伤和哮喘。然而,由于 PM2.5 的大小,PM10 并不像 PM2.5 那样容易进入血液(14)。

PM2.5 空气质量对环境有何影响?

PM2.5 对环境造成的危害有几方面,例如(15)

  • 损坏材料和建筑物
  • 酸沉积
  • 臭氧水平升高

PM2.5 污染物可通过强风远距离传播,最远可从污染源传播到数十万英里之外(16)。PM2.5 可被带到沿海水域和河流流域,改变那里的营养平衡。当颗粒污染沉降到农作物和森林时,会对植被造成损害。

如何应对 PM2.5 污染?

对环境中的PM2.5感到担忧的人可以倡导清洁空气立法和设立低排放区。

减少PM2.5和PM10空气污染是大多数国家的优先事项。印度于 2019 年加入了联合国气候与清洁空气联盟,目标是将全国颗粒物污染减少 20% 到 20%。 到 2024 年达到 30%。2019 年,印度启动了国家清洁空气计划,以实现这些目标(17)。

人们可以在自己的生活中帮助限制颗粒物的排放。可以采取的行动包括(18)

PM2.5 会影响室内空气质量吗?

室外污染源的PM2.5可通过门窗渗漏处以及一般 "渗漏 "建筑物内的空间进入室内,从而影响室内环境(19)。

密闭的房屋无法抵御 PM2.5 的室内来源,例如(20)

  • 用木柴做饭
  • 蜡烛
  • 香炉
  • 壁炉
  • 炉灶
  • 吸烟

即使是家用清洁剂和空气清新剂也会通过化学反应产生气态污染物,造成室内 PM2.5 污染。

还有哪些空气污染物会威胁您的空气质量?

除了 PM10 和 PM2.5 之外,还有许多形式的污染物。全球常见的污染物包括

美国有六种标准空气污染物受到管制 (21):

  • 一氧化碳
  • 氮氧化物
  • 地面臭氧
  • 颗粒物质(包括 PM10 和 PM2.5)
  • 二氧化硫

这些标准由《清洁空气法》制定,并由美国环境保护署确定标准。之所以选择列出这些污染物

部分原因是它们在美国各地普遍存在:

  • 一级标准:侧重于人类健康和安全的标准
  • 二级标准:侧重于对环境和人类福祉造成间接危害的标准

尽管相关法规有助于控制空气污染和提高生活质量,但仍有大量污染物危害着人类的健康和经济福祉。

文章资源

[1] World Health Organization. (n.d.) Pollutants.

[2] Department for Environment Food & Rural Affairs. (2016). Public health: Sources and effects of PM2.5.

[3] Environmental Protection Agency, Ireland. (2020). What is particulate matter and how does it get into the atmosphere?

[4] Seidel D, et al. (2015). Effects of Independence Day fireworks on atmospheric concentrations of fine particulate matter in the United States. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.05.065

[5] Loffredo C, et al. (2018). PM2.5 as a marker of exposure to tobacco smoke and other sources of particulate matter in Cairo, Egypt. DOI: 10.5588/ijtld.15.0316

[6] Thurston G, et al. (1994). A source apportionment of U.S. fine particulate matter air pollution. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2011.04.070 

[7] Meng J, et al. (2019). Source contributions to ambient fine particulate matter for Canada. DOI: 10.1021/acs.est.9b02461

[8] Giakoumi A, et al. (2009). PM2.5 and volatile organic compounds (VOCs) in ambient air: a focus on the effect of meteorology. DOI: 10.1007/s10661-008-0298-2

[9] Zhang X, et al. (2018). PM2.5 meets blood: In vivo damages and immune defense. DOI: /10.4209/aaqr.2017.05.0167

[10] Government of Canada. (2013). Particulate matter 2.5 and 10.

[11] Turner M, et al. (2011). Long-term ambient fine particulate matter air pollution and lung cancer in a large cohort of never-smokers. DOI: 10.1164/rccm.201106-1011OC

[12] Holst G, et al. (2020). Air pollution and family related determinants of asthma onset and persistent wheezing in children. DOI: 10.1136/bmj.m2791

[13] American Lung Association. (2020). Particle pollution.

[14] Du Y, et. al. (2016). Air particulate matter and cardiovascular disease: the epidemiological, biomedical and clinical evidence. DOI: 10.3978/j.issn.2072-1439.2015.11.37

[15] Environmental Protection Agency. (2020). Health and environmental effects of particulate matter (PM): Health effects.

[16] Aguilera R, et al. (2019). Santa Ana winds of Southern California impact PM2.5 with and without smoke from wildfires. DOI: 10.1029/2019GH000225

[17] Sharma N. (2019). Government launches National Clean Air Programme. The Economic Times.

[18] American Lung Association. (2020). Ventilation: How buildings breathe.

[19] Government of Canada. (2019). Fine particulate matter.

[20] Massachusetts Environmental Public Health Tracking. (2020). Irritant sources.

[21] Idaho Department of Environmental Quality. (2019). Criteria pollutants.

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