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解读PM2.5:隐形“杀手”无处不在 进肺泡融血液

        PM2.5:隐形“杀手”无处不在

  当日6时,中央气象台继续发布大雾蓝色预警:京津地区、河北中南部、山东西北部、安徽南部、浙江西部、福建西部、江西、湖南西南部和东北部等地的部分地区有能见度不足1000米的雾,局部能见度不足200米。

  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。因为这些颗粒物太轻,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”。

  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中国青年报记者,当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。

  魏复盛告诉本报记者,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,小于2.5微米的颗粒可进入肺泡之中,并可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本报记者,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。他告诉本报记者,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。

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