淺談霧霾天氣的環(huán)境毒理效應(yīng)楊

摘 要：2013年1月5日至26日，全國(guó)多地出現(xiàn)霧霾天氣，長(zhǎng)三角、珠三角和京津冀等地區(qū)尤其嚴(yán)重。導(dǎo)致霧霾天氣形成的一個(gè)重要因素就是空氣中顆粒物含量的不斷增加。顆粒物粒徑越小，其吸附有害污染物的能力越強(qiáng)，危害程度越大。因此，探尋控制顆粒物產(chǎn)生、減少霧霾天氣的途徑十分重要。該文從霧霾的組成入手，分析霧霾天氣形成的主要原因及其毒理學(xué)效應(yīng)，并提出應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：霧霾；PM2.5；環(huán)境毒理效應(yīng)；應(yīng)對(duì)措施

中圖分類號(hào) P427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2013）16-98-02

2013年初我國(guó)多地出現(xiàn)霧霾天氣，長(zhǎng)三角、珠三角和京津冀等地區(qū)尤其嚴(yán)重，如北京在2013年的第一個(gè)月，只有5d不是霧霾天氣，PM2.5最高濃度達(dá)到了993μg/m3。我國(guó)霧霾天氣主要分布在長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀以及四川盆地。氣象衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)顯示，2013年的霧霾天氣影響面積達(dá)190萬(wàn)km2，并且呈片狀分布，其影響程度較大。東北地區(qū)、烏魯木齊、蘭州以及西安等地霧霾也很嚴(yán)重，但由于城市間隔的遠(yuǎn)，沒(méi)有形成片。

1 霧霾的組成

1.1 PM10和PM2.5 PM，英文是plasticle matter，意即顆粒物。10和2.5是指顆粒物的直徑。顆粒物直徑越小，就越容易進(jìn)入呼吸道，且進(jìn)入越深。當(dāng)顆粒物的直徑小于等于2.5μm的時(shí)候，它能附著大量有害物質(zhì)進(jìn)入到細(xì)支氣管和肺泡，甚至血液。而相同質(zhì)量的PM2.5比PM10表面積更大，可吸附的污染物更多。

1.2 霧霾的組成 霧霾，霧和霾的統(tǒng)稱。但是霧是霧，霾是霾，二者有一定區(qū)別。霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)，它本身也是一種污染物，但是二者都能使空氣能見(jiàn)度降低，視野模糊，主要區(qū)別在于空氣濕度的不同。一般相對(duì)濕度小于80%時(shí)的大氣混濁導(dǎo)致視野模糊能見(jiàn)度惡化是霾造成的，相對(duì)濕度大于90%時(shí)的大氣混濁導(dǎo)致視野模糊能見(jiàn)度惡化是霧造成的。二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成，而其中的顆粒物是造成霧霾的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

理論上的霧是由水汽凝結(jié)成水滴。假如空氣中沒(méi)有細(xì)顆粒物，自然界要將水蒸汽變成水滴要在相對(duì)濕度達(dá)到400%的時(shí)候才可以。如果空氣中的細(xì)小顆粒物濃度越高，形成霧需要的相對(duì)濕度越低。霾的核心物質(zhì)是空氣中懸浮的灰塵顆粒，氣象學(xué)上稱為氣溶膠顆粒。因此，霧、霾、PM2.5都涉及一個(gè)問(wèn)題，即空氣中細(xì)顆粒物的問(wèn)題。

1.3 霧霾形成的主要原因 在我國(guó)，導(dǎo)致霧霾形成的原因分為自然原因和人為原因。

1.3.1 自然原因 自然產(chǎn)生的顆粒物主要是沙漠地帶產(chǎn)生的沙塵，以及海水蒸發(fā)產(chǎn)生的海鹽。這些顆粒物遇上一定的氣候條件，就可以形成霧霾。

1.3.2 人為原因 由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的顆粒物，一方面來(lái)自工廠化石燃料的大量使用，以煤炭燃燒為主要能源結(jié)構(gòu)的熱電廠和化工廠等會(huì)產(chǎn)生很多顆粒物；另一方面機(jī)動(dòng)車尾氣的大量排放也會(huì)產(chǎn)生大量的顆粒物。這些顆粒物為霧霾天氣的產(chǎn)生埋下了隱患。

2 霧霾的環(huán)境毒理效應(yīng)及其危害性

2.1 霧霾中顆粒物的遷移效應(yīng) 由于氣候等原因，空氣中的顆粒物可以隨風(fēng)長(zhǎng)距離遷移，而在遷移過(guò)程中，顆粒物的主要成分發(fā)生了變化，這種變化常常是伴隨著空氣的污染。從新疆、內(nèi)蒙古等地的沙塵到達(dá)上海，其顆粒物主要成分由碳酸鈣變成了硫酸鈣，這是顆粒物在遷移過(guò)程中，不斷和二氧化硫等酸性污染物結(jié)合的結(jié)果。二氧化硫的大量排放，造成了顆粒物在遷移中的成分變化，最終導(dǎo)致了顆粒物的吸光系數(shù)和消化系數(shù)發(fā)生了變化，從而產(chǎn)生了霧霾。

2.2 霧霾的危害性 大量帶有水汽的顆粒物在空氣中形成氣溶膠，最終形成了霧霾。氣溶膠是液態(tài)或固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系。氣溶膠中對(duì)能見(jiàn)度影響最大的就是有機(jī)鹽，其次是硫酸鹽、硝酸鹽和黑炭。有機(jī)鹽和硝酸鹽主要來(lái)自汽車尾氣的排放，硫酸鹽和黑炭主要來(lái)自化石燃料的大量燃燒。這些顆粒物本身就是致癌物質(zhì)，同時(shí)在顆粒物的表面還能吸附大量的重金屬，危害很大。PM2.5對(duì)人體的危害主要取決于兩個(gè)方面，一是濃度；二是它所吸附的毒物。PM2.5由于粒徑很小，能夠深入到人的肺部，對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)影響更大。因此對(duì)老人和兒童的危害更為明顯。

在工業(yè)化之前，由揚(yáng)塵產(chǎn)生的顆粒物主要是硅酸鹽，它對(duì)人體造成的主要危害是填充肺泡，形成矽肺。

3 當(dāng)前應(yīng)對(duì)霧霾的主要措施

3.1 環(huán)境空氣指標(biāo)報(bào)告和人們的感官差異 我國(guó)現(xiàn)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》為1996年10月1日頒布施行的。其中只涉及總懸浮顆粒物（TSP）和可吸入顆粒物（PM10），并沒(méi)有規(guī)定PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的規(guī)定，對(duì)人體沒(méi)有影響的PM2.5濃度是10μg/m3，超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的3～5倍就不適宜人類居住。而到2016年在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施的新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)是35μg/m3。

目前，我國(guó)大部分地方采用的是老標(biāo)準(zhǔn)，以PM10為主要指標(biāo)，其中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是日平均150μg/m3，而更多時(shí)候PM2.5占PM10的60%左右。因此，如果某天監(jiān)測(cè)PM10是100μg/m3，那么PM2.5達(dá)到了60μg/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了世界衛(wèi)生組織的規(guī)定。這也就是為什么報(bào)告的空氣指標(biāo)是良好的，而人們的感官感受卻不好的原因。

3.2 主要應(yīng)對(duì)措施 改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，控制煤炭的使用量。我國(guó)以煤炭為主要能源，煤煙污染較嚴(yán)重。因此，應(yīng)合理地調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展集中供熱，限制小型燃煤鍋爐的使用，鼓勵(lì)推廣使用天然氣。

我國(guó)機(jī)動(dòng)車每年保持高速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車激增已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)很多城市PM2.5超標(biāo)、形成霧霾的主要原因之一。復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系大氣化學(xué)研究中心主任莊國(guó)順團(tuán)隊(duì)對(duì)交通管制前后及早7：00之前晚7：00之后空氣中的PM2.5做了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)在管制時(shí)段內(nèi)，PM2.5含量顯著下降。因此控制機(jī)動(dòng)車保有量的增長(zhǎng)速度，對(duì)減少PM2.5的排放和霧霾天氣的產(chǎn)生具有重要意義。

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