《PM25的人群健康危害及应对》.docx
- 文档编号:10271985
- 上传时间:2023-05-24
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:385.74KB
《PM25的人群健康危害及应对》.docx
《《PM25的人群健康危害及应对》.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《PM25的人群健康危害及应对》.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
《PM25的人群健康危害及应对》
序号:
编码:
重庆理工大学
第二十二届“开拓杯”学生课外学术科技作品竞赛
参赛作品
作品名称:
PM2.5的人群健康危害及应对
作品类别:
A自然科学类学术论文
参赛组员:
张林、周腾、朱元旭、施乃进、林小燕
指导老师:
吴京平
类别:
A自然科学类学术论文
B科技发明制作
C哲学社会科学类学术论文与社会调查报告
D创业计划书
摘要
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。
主要来自扬尘、机动车尾气、燃煤及挥发性有机物等,它对空气质量和能见度等有重要影响。
PM2.5粗细还不到头发丝的三十分之一,能携带大量有毒有害物质,通过支气管进入人体的肺部,甚至融入到血液之中,引发呼吸系统疾病,心血管疾病,造成肺癌死亡率的增加,成为危害身体健康的隐形杀手。
当前,人类生存的环境中污染物的影响正在加剧,对PM2.5对人体健康的危害方面的研究也在逐渐深入。
针对大气中的PM2.5对人体健康的影响进行了查阅资料和分析,发现PM2.5对人体健康的危害不容忽视,对人体的肺组织、心血管系统、遗传、免疫系统等均具有较大危害。
本文也对2013年1月份我国PM2.5污染现状进行分析,以期引起人们及有关部门的重视,从而采取防控措施,增进人体健康。
关键词:
PM2.5;健康危害;应对措施
目录
第1章前言1
1.1PM2.5定义2
1.2PM2.5污染来源和特性3
1.2.1PM2.5污染来源3
1.2.2PM2.5污染特性3
1.3PM2.5生物效应4
第2章PM2.5的健康危害和经济危险评估5
2.1PM2.5与疾病的关系6
2.1.1PM2.5与呼吸道疾病7
2.1.2PM2.5与心血管疾病7
2.1.3PM2.5与肺癌关系8
2.2易感人群9
第3章PM2.5监测方法9
第4章PM2.5防治策略10
4.1减少人为污染10
4.2控制天然污染10
4.3PM2.5消除措施11
4.3.1主要治理方法11
4.3.2辅助方法11
第5章PM2.5的研究动向12
参考文献13
第1章前言
随着经济社会的快速发展,以煤炭为主的能源消耗大幅攀升,机动车保有量急剧增加,经济发达地区NOX和VOCS排放量显著增长O3和PM2.5污染加剧。
O3污染和颗粒物污染通过光化学烟雾联系起来,高臭氧浓度增强大气氧化性,使得SO2、NOX、VOCS等迅速转化为PM2.5,表现为大气能见度下降。
在PM10(直径小于或等于10微米的颗粒物)和总悬浮颗粒物(TSP)污染还未全面解决的情况下,京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域PM2.5和O3污染加重,每年出现灰霾污染的天数达100天以上,个别城市甚至超过200天。
图12013年1月我国雾霾天气PM2.5浓度水平
PM2.5污染形势不容乐观。
2011年9月,世界卫生组织公布的一项以PM10为代表的全球城市空气污染报告表明,我国在参与排名的91个国家中位居第77位。
我国31个省会及直辖市,94%的人口暴露在PM10年平均浓度70微克/立方米(世界卫生组织第一阶段目标值)以上的空气中,严重影响城市居民健康。
尽管我国没有PM2.5监测数据,由于PM2.5约占PM10的50%~60%,上述排名也可以一定程度上反映我国PM2.5的污染形势。
PM2.5污染成分复杂。
大量的PM2.5来自于人类活动,主要包括燃煤、机动车尾气等排放的一次污染物及其在空气中发生化学反应而生成的二次粒子。
为保障2008年北京奥运会空气质量开展的《北京市空气质量达标战略研究》表明,北京市的PM2.5主要来自燃煤工业(29%)、生物质燃烧(15%)、二次硫酸盐(13%)、机动车(10%)、二次硝酸盐(9%)、扬尘(8%)和其他(16%)。
大气污染通常分为悬浮颗粒物污染、气态污染和气味污染。
其中,大气悬浮细颗粒物(PM2.5)的形状不规则,在大气中悬浮时间较长能够吸附大量毒性化合物,滞留在终末细支气管和肺泡中,对人类健康造成严重威胁,引发社会广泛关注。
下面主要介绍PM2.5的定义、来源特性、生物效应、健康危害和经济损失评估、PM2.5与疾病的关系、易感人群、监测方法、防制策略,并对PM2.5的研究动向进行了论述。
1.1PM2.5定义
PM2.5是指悬浮在大气中的固体和液体颗粒物的总称[1]。
根据大气悬浮颗粒物的空气动力学当量直径(Dp)不同,将大气悬浮颗粒物大致分为4类(图1),其中Dp≤10μm的为可吸入悬浮颗粒物,Dp≤2.5μm的为PM2.5,后者多为二次污染物。
图2大气悬浮颗粒物分类
1.2PM2.5污染来源和特性
1.2.1PM2.5污染来源
PM2.5污染主要由人为和天然污染导致。
人为污染是由人类活动,如发电厂、采矿、燃油机车、取暖、生火做饭、吸烟、尘瞒等引起;天然污染主要由风蚀、火山爆发、森林大火、花粉、细菌、病毒等造成[2,3]。
研究表明,不同来源的颗粒物形状不一,如煤尘一般为球圆形,表面比较光滑;燃油和汽车排放的尾气颗粒物一般为不规则的圆形体,表而高低不平。
不同形态颗粒物对机体的作用机制也不同,通常球圆形颗粒物更容易沉降(被机体吸入的可能性较低),而不规则圆形颗粒物机械损失比较大[4](在大气中悬浮时间较长,容易被机体吸入)。
1.2.2PM2.5污染特性
由于PM2.5当量直径小,物质成分杂(不同物质成分的PM2.5毒性机制也不同),形状不规则,富集效应强(很容易富集空气中的有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等),比表面积大。
据外国有关部门研究显示,PM2.5与PM10相比,PM2.5在空气中停留的时间要更长,为30-70d[4];PM2.5还可以随气流被输送到几百甚至几千公里的地方,造成广域污染;同时在成云的过程中,它也会参加很多化学反应,这样就使它的机制更加复杂,造成更广泛的污染。
1.3PM2.5生物效应
大气悬浮可吸入颗粒物对机体的危害主要取决于PM的浓度、粒径、化学组成、吸湿性、可溶性及机体的年龄、营养、健康状况、活动状态等因素。
虽然决定PM的危害性因素很多,但肯定的是PM只有被人体吸入附着于呼吸道后,才有可能对人体健康造成威胁。
因此,掌握PM如何通过呼吸道进入终末细支气管和肺泡的整个过程,以及在各个部位沉积附着状况,可以为研究PM的致病机制提供更多更有效的依据。
研究表明,PM空气动力学当量直径>10μm的大部分被阻留在鼻腔或口腔内,≤10μm的可以进入鼻腔,≤7μm的可以进人咽喉,≤2.5μm的则可到达终末细支气管和肺泡后沉积。
由于PM2.5形状不规则,粒径小(介于细菌和病毒之间),比表面积大,富集效应强,能够吸附大量有害物质,通过呼吸途径到达终末细支气管和肺泡,随血液循环至人体其他组织器官;因此,沉积在人体内的颗粒物主要为PM2.5,它对人体健康的危害较PM10大[5]。
研究显示,一些对人体极为有害的多环芳烃和杂环芳烃等有机化合物主要富集于PM2.5中[6]。
第2章PM2.5的健康危害和易感人群
《危险的呼吸—PM2.5的健康危害和经济损失评估研究》报告(以下简称《报告》)19日发布。
《报告》认为,在现有的空气质量下,2012年北京、上海、广州、西安四城市或因PM2.5污染造成的早死人数将有8500余人,因早死而致的经济损失达68亿元人民币。
两家机构呼吁,PM2.5污染已经进入高发期,保障公众健康亟须一个明确的和积极的PM2.5达标时间表。
该《报告》由绿色和平和北京大学公共卫生学院合作研究编著。
研究团队选取了北京、上海、广州、西安作为华北、华东、华南、西北重点区域的代表。
利用四个城市2004年到2009年间PM2.5研究性监测数据和同期疾病控制中心统计的呼吸系统疾病、循环系统疾病等病因死亡数据,采用统计学方法评估和考察PM2.5对中国城市居民的健康损害,并在此基础上对2010年、2012年PM2.5引发的因病过早死亡和经济损失进行了估算。
这是国内第一份针对不同城市计算PM2.5造成的过早死亡人数、健康危害和经济负担的研究报告。
图32013年1-2月我国大面积雾霾天气
“PM2.5污染悄然吞噬掉的不仅仅是城市的蓝天,还有公众的健康。
2010年北京、上海因PM2.5污染致死已经接近同期交通意外死亡人数的三倍。
”绿色和平气候与能源项目主任周嵘说:
“按照近期颁布的国家规划,中国大部分超标城市需要至少20年来把空气质量治理到国家二级标准。
这意味着下一代人要继续时刻暴露在高度威胁健康的污染中。
”《报告》指出:
PM2.5污染可致心脑系统及呼吸系统损伤,增加患癌风险并引发早死。
而《报告》中统计的由PM2.5污染带来的急性早死人数只是PM2.5带来的全部公众健康损害的冰山一角。
根据多项研究显示,PM2.5暴露对于健康乃至死亡的影响,长期效应远远高于短期效应。
2.1PM2.5与疾病的关系
虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响,与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力,PM2.5对人类健康的危害逐步暴露出其恐怖的一面。
气象专家和医学专家认为,由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害要比沙尘暴大。
粒径10微米以上的颗粒物,会被挡在人的鼻子外面;粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物,能够进入上呼吸道,但部分可通过痰液等排出体外,另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡,对人体健康危害相对较小。
而粒径在2.5微米以下的细颗粒物,直径相当于人类头发的1/10大小,不易被阻挡,被吸入人体后会直接进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
图4北京市PM2.5浓度与某医院急诊人数
目前,PM2.5与急性下呼吸道感染(肺炎)、COPD(老慢支)、冠心病、出血性中风、缺血性中风等疾病都有较明确的因果关系,其中,心血管系统疾病最为明显。
2.1.1PM2.5与呼吸道疾病
PM2.5与人体呼吸系统关系比较密切,直径越小进入呼吸系统位置越深。
短期暴露将诱发肺部疾病,如哮喘、急性气管炎、呼吸道感染,长期暴露会导致肺功能下降,慢性支气管炎等。
许多研究表明,PM2.5浓度增加与呼吸道疾病患者人数增加显著相关。
美国学者的研究表明,PM2.5的增加可引起儿童哮喘急诊室就诊率的增加。
2.1.2PM2.5与心血管疾病
许多研究表明,PM2.5浓度增加与心血管疾病患者人数增加显著相关,心血管疾病包括冠心病,高血压,心绞痛,急性心肌梗死等。
2004年到2006年期间,北京大学医学部公共卫生学院环境卫生学潘小川教授发现,但大气观测点的PM2.5日均浓度增加时,附近的地区PM2.5对人体呼吸、血液、心血管和生殖系统都有损害,医院心血管急诊患者数量也会有所增加。
图5雾霾期间居民死亡增加的百分比
2.1.3PM2.5与肺癌关系
PM2.5颗粒可以进入肺泡,并再次沉积,导致肺部疾病。
许多研究证明,PM2.5浓度增加与附近医院急诊和门诊患者增加显著相关。
在稳定的环境下,若要PM2.5从空气中沉降下来,至少需要15年。
而世界卫生组织下属国际癌症研究机构于2013年10月发布报告,首次指认大气污染“对人类致癌”,并视其为普遍和主要的环境致癌物,其重要组成部分可吸入颗粒物可被认定为一类致癌物,危险程度与烟草同级。
2.2易感人群
大量研究发现PM2.5浓度的增高与心肺疾病的发病率,死亡率相关。
原先患有呼吸,心血管系统疾病的人及身体状况不佳的老年人影响尤其严重。
儿童相对于成人是大气污染的易感人群。
婴儿,新生儿尤需防护,减少户外活动。
第3章PM2.5监测方法
目前,世界上PM2.5的监测方法主要以振荡天平法、
射线法、
射线光浊度法、光散射法为主。
振荡天平法,属重量法,是最直接、最可靠的方法,它是根据振荡频率的变化,计算出收集到PM2.5的重量;
射线法和
射线光浊度法,是将PM2.5收集到滤纸上,以
射线照射,根据射线的衰减,计算出PM2.5的含量;光散射法,是通过测量颗粒物受光照射后所发出的散射光信号的大小来测量颗粒物的质量浓度[7]。
在2010年关国环保署公布的PM2.5监测使用仪器状况和布点情况显示,约60%采用振荡天平法监测仪,30%采用
射线法监测仪。
2012年2月29日,中国环境保护部颁布的新环境空气质量标准中指出,PM2.5的监测主要采用微量振荡天平法和
射线法。
加强PM2.5监测是做好科学防制的基础,以国标规定的微量振荡天平法和
射线法为规范,以环境空气质量监测规范(试行)[7]为要求,科学布设监测点。
PM2.5监测点设置应考虑:
周围状况相对稳定,设有安全防火措施,避开人为因素影响,与当地人口密度挂钩,远离污染源(50m)、没有遮挡物的空旷位置。
采样口高度设置要求为:
手工间断采样离地而1.5一15m,自动监测离地而3一15m,道路交通污染监控点离地而2一5m处[8]。
第4章PM2.5防治策略
4.1减少人为污染
建立资源节约、环境和谐、可持续发展社会,不仅是国家政府发展方略,也关系到公民的健康。
通过开发清洁能源,加快淘汰滞后产能,实现能源高效利用,减少工业生产和燃油机车带来的污染,养成良好的生活卫生习,严格控制在公共场所吸烟等方法,有效减少人为因素造成PM2.5污染。
4.2控制天然污染
以免耕法和秸秆覆盖为主要方法,增加植被,建立防风屏障,有效扼制风蚀的发生;细化天然污染预警预案,完善自然灾害监测预警系统,建立生物污染监控体系和数据库,有效提高对自然灾害和生物污染的预警和阻击能力。
4.3PM2.5消除措施
PM2.5主要的污染源是汽车污染,特别是冬季和初春,北方植物的自净化作用几乎为零,很多水面结冰,水域自净化能力也很低,必需采用人工的方法来处理。
取暖需要用到大量的煤,经济发展离不开电,因此减少污染源的方式面临较多的问题。
灰霾主要集中于相对湿度较低的天气,特别是冬春季,雨后和潮湿的天气则大幅缓解。
对大气增湿成本低、效果好,采用喷淋和喷雾的方法可以水洗空气,治理城市大气污染。
4.3.1主要的治理方法
采用水喷雾系统,其构造方式如下:
1、布置PM2.5、PM10、TSP监控网,布置风速、温度、湿度等气象监测网(可采用现有监测网);
2、在广场、小区、天桥、路灯、高层建筑区域架设喷雾设备,喷雾设备可以采用荷电水雾方法。
景观区域采用雾粒粒径可调的设备,水雾平均粒径从5μm-50μm可调,粒径越大,耗能越小,粒径20μm以上时采用自来水压力即可实现喷雾;
3、喷雾设备装载GSM、CDMA等无线数据控制设备和GPS等空间定位设备,对喷雾量、粒径、喷雾影响范围等实现控制;
4、建立区域的计算控制系统和数据库系统,通过合理的程序自动控制,编造人工影响模型。
4.3.2辅助的治理方法
增加分散水域、增加楼顶绿化、增加楼外墙光触媒涂装或装饰、加强汽车监管、提高汽车尾汽排放标准。
消除PM2.5通常分为干沉降和湿沉降两种措施:
干沉降是通过城市大面积植被化,利用叶面吸附颗粒物,改善空气质量,是指颗粒物在重力和地球引力作用下或与其他物体发生碰撞后产生的沉降;湿沉降是通过人工降雨、降雪、雨刷等措施,使颗粒物从大气中减少或消除,是消除颗粒物的最有效措施。
第5章PM2.5的研究动向
综上所述,随着工业飞速发展,生活方式日趋改变,机动车数量不断上升,资源消耗不断增加,致使PM2.5污染问题日趋严重;PM2.5影响健康的有害成分主要来自人为污染和天然污染,这些成分可使人体多系统疾病患病率增加。
积极深入研究防制PM2.5措施,重点针对不同城市特点,不同污染来源,做好污染科学监测与综合治理,推动空气质量持续改善。
借鉴国际先进的监测方法、技术与手段,结合我国新制定的环境质量标准,进一步加强对PM2.5污染物的研究力度;严格按照标准监测,研发切实可行的国标监测方法、检验技术。
加强PM2.5的监测范围,掌握PM2.5生物学特性,进行人群流行病学调查和实验室检测分析;逐步建立PM2.5污染健康风险评价方法和评价指标体系,为全面评价大气环境质量、保护人类身体健康提供科学依据。
参考文献
[1]药红梅,吕吉元.PM2.5不同成分致冠脉粥样硬化人鼠ACS的可能机制[J].中西医结合心脑血管病杂志,2011,9(5):
566-568.
[2]WichmannHE,SpixC,TuckT,etal.Dailymortalityandultrafineparticlesineffort[M].Germany:
HealthEffectsInstituteReport,
2000:
98-101.
[3]吕永达,霍仲厚.特殊环境生理学[M].北京:
军事医学科学出版社,
2003:
251-252.
[4]肖美,郭琳,何宗健.空气环境中PM2.5研究进展[J].江西化工,
2006(4):
43-45.
[5]赵金镯,宋伟民.大气超细颗粒物的分布特征及其对健康的影响[J].环境与职业医学,2007,24
(1):
76-79.
[6]尹消.大气颗粒物及其组成研究进展(上)[J].现代仪器,2012,18
(2):
1-5.
[7]孙晴,樊建中,杨永杰.大气颗粒物质量浓度监测系统的研制[J].计算机应用与软件,2011.28
(2):
189-191.
[8]国家环境保护总局.关于发布《环境空气质量监测规范》(试行)的公告[E,B/OL].(2007-01-19)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PM25的人群健康危害及应对 PM25 人群 健康 危害 应对