大編按:今日,大編的朋友圈已經被廣州霧霾刷屏了!PM2.5指數已經超過200,達到重度汙染的程度。你真的了解PM2.5嗎?面對PM2.5,普通老百姓能做些啥?請往下看~~
關鍵詞:科普文,超長慎點,文末有彩蛋
今天,大編的朋友圈被廣州霧霾刷屏了!
▲騎友今早拍的小蠻腰……你還認得出來嗎?
▲戴著面具出門的騎友,看來早有準備啊!
吐槽和調侃過後,大編隱隱覺得無奈。北京的重度汙染過去不到一個月,南方也開始了在「會呼吸的痛」的世界裡的生活。從什麼時候開始,人們已經習慣了PM2.5的存在?
大編看到,在重度汙染的環境下,老人家們還依然在戶外晨練著;我們拿出手機刷完朋友圈,也依然繼續出門工作,慶幸我們不在河北山東。
對於霧霾,只有調侃跟悲情,夠嗎?對於PM2.5,我們又了解多少?能做些什麼?
今日,大編送上來自【公眾號:清潔空氣權利】的舊文一篇,讓我們更全面客觀地認識PM2.5這件「小」事。(原文略有部分刪節)
PM是英文particulate matter 的縮寫,意為顆粒物質,指的是空氣動力學等效直徑小於或等於2.5微米的顆粒物。在我國,PM2.5也有人稱為可入肺顆粒物。
所謂空氣動力學等效直徑,意味著,一個細顆粒物無論它長成什麼樣的奇形怪狀,只要它在大氣中的沉降速度,小於或等於一個單位密度為1克/立方釐米,直徑為x的百分之百純圓小球,那麼它的空氣動力學直徑也為x。
那麼PM2.5,就是指空氣動力學直徑小於或等於2.5微米的細顆粒物。
之所以用空氣動力學直徑去定義細顆粒物。主要從人體健康和環境健康等角度的考量,因為細顆粒物主要漂浮在空氣中,長期不能落地,會對自然環境和人居環境,造成許多不利影響。
一是,會在空中遮蔽陽光,並大規模隨風飄散,二是,徘徊在人體呼吸區,如口鼻附近,吸入後會對人體造成影響。
為了讓大家理解2.5微米是個什麼概念,到底有多小,我們通過幾個例子來說明一下。
舉例1:一米分成一千等份,每份是一毫米,而一毫米分成一千等份,每份就是一微米。
舉例2:一粒普通白砂糖的體型是正方體邊長大約一毫米,它的體積≈1,125,000,000立方微米,而一顆邊長為2.5微米的正方體體積,約為15.625立方微米,那麼一粒普通白砂糖分解成邊長為2.5微米的小白砂糖,能變成多少個?
答案是:72,000,000個,七千二百萬個
可見,PM2.5是多麼的小,甚至比細菌、病毒又或是人體內的紅細胞還要小,肉眼根本無法看見。
PM2.5的來源,大多數是氣態汙染物通過氣粒轉化形成的氣溶膠,大多來自燃燒,尤其是含碳的燃料,如煤、石油等化石燃料,又或是秸稈/乾柴,甚至連燒一張紙或是火柴,都會產生PM2.5。
直接從煙道裡排出的PM2.5,我們叫做一次顆粒物。
此外,煤和石油裡還可能有大量硫元素,燃燒後變成二氧化硫氣體,同時,空氣中的氮氣,也會因為燃燒,變成一氧化氮或者二氧化氮氣體,又或是人類的尿液,揮發出氨氣等等。人類生活或工作還會產生的大量揮發性有機物,如甲醛,乙醇等揮發性氣態有機物,再例如女士噴香水,散發的芳香類揮發性有機物。
而這些氣體汙染物,或是氣態汙染物,在空氣中,相互反應,或是負載在已經漂浮空中的一次顆粒物身上,又或是與其他組分,發生均相或是非均相的化學反應,變成硫酸鹽,硝酸鹽、銨鹽和二次有機碳。
這些我們叫做二次顆粒物。
其實PM2.5不單只有「害」的一面,它對整個地球的生態,有更積極的一面。
我們從上面的分析可以看到,只要有燃燒現象,就會有PM2.5產生。那麼,從地球誕生以來,自然界就存在著各種各樣的燃燒現象,如火山噴發、閃電引發的森林或草原火災等等,這些燃燒都會產生大量的PM2.5。
而PM2.5如果排放過多,就會形成灰霾這種視障現象。也就是說,灰霾和PM2.5,其實伴隨了地球幾十億年的漫漫長路,他們也對地球的生態繁衍起著重要的積極影響和重要作用。
例如,氣象學家研究發現,PM2.5中的納米級顆粒,在雨水形成中,起著重要的凝結核作用,如果沒有PM2.5,天空中的水蒸氣,是很難凝聚成水滴降落的。此外,這些納米級的PM2.5,也是雲的重要凝結核,沒有PM2.5也就沒有雲。
不難看出,PM2.5對自然界的水循環起著極其重要的作用,而沒有水的循環,也沒有自然界生態的繁衍昌盛,也就沒有人類。
同時,PM2.5還可以阻擋一部分的紫外線,阻擋其對動物尤其是人類,造成更大的傷害。
但是,話說回來,所謂物極必反,空氣中的PM2.5含量,或者叫做濃度,超過一定的量,反而會對自然界,尤其是人類健康,帶來負面的影響。
1、PM2.5濃度過高,帶來的灰霾現象,會遮蔽陽光,給植物光合作用帶來負面影響。
2、PM2.5是氣溶膠粒子,氣溶膠粒子也是雲形成的重要凝結核,氣溶膠粒子的增加,意味著雲量增加,也會引起降水的減少,這是因為大量凝結核爭食水分,形成了大量小雲滴,穩定漂浮在空中,不能形成大雨滴了。
3、pm2.5中水溶性成分,如硫酸根離子,硝酸根離子,氨根離子,會隨降雨變成酸雨,酸雨會腐蝕植被和建築物。
4、植物葉片上如果富集過多的PM2.5,其中有害成分會對植被造成直接傷害。
5、PM2.5中有許多致癌有毒的持久性有機物成分,如二噁英和多環芳烴等等,隨風飄散,會導致這種持久性有機物,遠距離傳輸,汙染範圍逐步擴大。
6、pm2.5濃度過高,帶來的灰霾現象,會導致能見度急劇下降,而這種能見度下降的情況,將持續一整天甚至更長/能見度長期持續低下,影響交通出行,如對航空和河流上的船舶運輸,造成的影響比較大。
(如果是單純的霧,那麼會隨著白天氣溫升高,而蒸發消散,能見度會變好)
PM2.5比細菌、病毒甚至人體內的紅細胞還要小,所以它能夠穿越呼吸系統的重重障礙,輕鬆的抵達肺部,並通過氣血交換,進入人體的血液循環系統,鑽進毛細血管,直抵人的各個臟器,然後十分微弱的發生著一定反應。
而這種PM2.5與人之間的鬥爭遊戲,只要人活在世上一天,就日復一日的發生著。不過,毒理學的名言告訴我們,脫離劑量談毒性,都是耍流氓,只要我們人體攝入的PM2.5,數量不多,或者我們生活的區域周邊空氣的PM2.5濃度不夠高,這種影響幾乎是微乎其微的。
世界衛生組織認為,空氣中的PM2.5濃度,在十微克每立方的範疇,就是安全的。而一旦超出十微克的範疇,每向上升十微克每立方左右,PM2.5就會對人體的健康,逐漸產生不利的影響,人的壽命也會相應有所減少。
可能很多人有些奇怪,PM2.5應該只對呼吸道有傷害,為啥還會對心血管造成傷害呢?
其實,在一部分流行病學家眼裡,PM2.5對心血管疾病的影響,比對呼吸道造成的傷害,可能更麻煩也更棘手。
專家認為,PM2.5是通過以下五種方式,對心血管造成了比較嚴重的健康威脅。
首先,在PM2.5中,有許多小於0.5微米的顆粒物,會經過肺部組織交換,鑽入血管,進入循環系統。這些細小顆粒物會改變血液成分,有毒有害物質會隨血液,進入末端組織,甚至進入人體脂肪,積存起來。
其次,細小顆粒物會損傷血管壁,讓原本光滑的血管變得坑坑窪窪,讓血液裡的膽固醇或脂類等成分,容易黏附在血管壁上,逐漸增厚血管壁,出現動脈粥狀硬化。
粥狀動脈硬化,是個很討厭的血管毛病,它被認為是各種心血管疾病的根源之一。
第三,白細胞和巨噬細胞等體內細胞,會如同攻擊細菌病毒一樣,攻擊PM2.5,由此產生炎症反應,白細胞和巨噬細胞死亡後,會釋放大量炎症因子,這些炎症因子就類似我們外表皮傷口發炎化膿後的膿液。
也就是說,可能會產生許多細微的疑似「膿液」,會出現在血管裡。然後這些小「膿液」再度附著在血管破損處,加強動脈粥狀硬化。
這些膿液又或者與血液裡的血小板紅細胞等形成混合血栓,同時,呼吸道炎症釋放的炎症因子,也會進入血管血液等循環系統,參與上述過程,加重粥狀動脈硬化和血栓形成的雙重影響。
由於出現動脈粥狀硬化,血管失去彈性,流量下降,這也會直接導致心臟負荷增大,導致收縮壓和舒張壓上升。
長期如此,會增加中老年人甚至是青年人,罹患高血壓等心腦血管疾病的機率,或者提早發病時間,同時動脈粥狀硬化,也與腦卒中、心絞痛、心肌梗死,有顯著相關性。
第四,白細胞和巨噬細胞是人體免疫系統自衛系統的重要成員,本是起到滅殺細菌病毒的作用,但PM2.5本是死物,無法殺死,只能靠不斷產生白細胞或巨噬細胞,前赴後繼的滅殺,會消耗人體產生白細胞和巨噬細胞的能力,降低人體抵抗力。
第五,pm2.5造成炎症反應和氧化應激反應,釋放在血管裡炎症因子,如果被衝刷下來,隨著血液進入大腦、四肢或體內各個器官的小血管,會導致供血不足,輕則手腳無力,甚至會導致中風腦梗。
PM2.5也會影響肺部神經,進而影響人體自主神經,破壞心臟自律性,導致心律不齊。
雖然PM2.5對心血管的影響,可能更麻煩,但是PM2.5進入人體,首先傷害的,還是呼吸系統。
PM2.5輕且細小,會進入人類呼吸系統的各個部位,尤其是會到達肺泡,可使局部支氣管的通氣功能下降,細支氣管和肺泡的換氣功能喪失。
其中的許多有毒有害物質,甚至會腐蝕呼吸道組織,如肺泡等,會誘發或是加重呼吸道疾患的產生和表現,也會導致呼吸道炎症。長期作用可使呼吸道防禦機能受到損害,發生支氣 管炎、肺氣腫和支氣管哮喘等。
長期居住在PM2.5汙染嚴重地區的居 民,可出現肺活量降低、呼吸道疾病的患病率增高等。研究顯示,PM2.5長期暴露是人群呼吸道疾患發病的重要危險因素,pm2.5濃度每升高10ug/m3,人群支氣管炎發病增加29%,兒童的肺功能指標下降1% 左右。
PM2.5還增加人體呼吸道對細菌、病毒等的敏感性,導致呼吸系統對感染的抵抗力下降。
研究還發現,PM2.5汙染可阻礙兒童肺功能的發育。PM2.5還可加重過敏性鼻炎的症狀。
北京市六千名兒童流行病學調查,空氣汙染嚴重地區兒童的各種呼吸系統疾病和症狀發生率,均顯著高於大氣質量較好的對照區。同時,居室附近有交通幹道,其兒童的發病率,均高於居室附近沒有交通幹道的情況。此外,兒童期曝露PM2.5濃度越高,出現慢阻肺的時間將提前。居住在高汙染地區的兒童,與清潔地區相比,呼吸道黏膜和鼻黏膜的超微結構均發生改變,呼吸道和各種細胞受損,及中性粒細胞增加。
除此之外,PM2.5還會導致癌症、傳染病、精神疾病、佝僂病等疾病的患病率提升。PM2.5對人體各個組織器官的健康影響,並不是孤立的過程,它跟心血管、呼吸道、肺部、腎臟等組織器官的炎症、病變、感染,以及系統性炎症和全身性氧化應激都有關聯,是一個相互影響的綜合過程。
世界衛生組織認為PM2.5濃度,在10微克每立方以下,是安全的。超過10微克,人口的死亡率和致病率都將大大提升。不過,我國也有專家認為,由於我國PM2.5濃度長期較高,人體耐受力較強,30微克每立方以下,都是安全的。
硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽;數千種有機化合物,包括芳烴、烷烴、烯烴、有機酸、醛類、酮類、酯類、醇類,如尼古丁,二噁英等;還有元素碳,即黑碳、焦油等。
還有很多無機元素,主要是地殼元素、微量元素和金屬或重金屬元素,化學元素周期表中的70多種無極類元素,都在PM2.5成分中,有發現過。
可以說,PM2.5幾乎包括了化學元素周期表上的所有種類。
PM2.5的重金屬元素,包括鉛、汞、鎘、砷、鉻、錳、銅、鉬、鈷。可以說,PM2.5裡的成分,大部分是有毒有害物質。
綜上所述,PM2.5是伴隨地球生命誕生而產生的,在人類歷史之前就已經有了,同理,當自然界各種行為排放的PM2.5足夠多,也會引起灰霾現象。
不過,灰霾現象在古代產生的機率很少,古代人會把這種現象視為神靈導致的天象異狀,而進行祭祀或膜拜。灰霾現象的大量產生,是在人類進入工業化時代,
因為進入工業化時代後,人類有兩種生活特點,第一,大量的燃燒各種化石燃料,如煤、石油、汽油、柴油、燃料油、液化石油氣,產生大量PM2.5汙染物,其排放強度,數百倍於之前的農業時代。
第二,集中進入城市生活,城鎮化和聚居化程度日益提高,而城市往往建設在氣候條件穩定的區域,而氣候條件穩定,是不利於汙染物擴散的。
所以,基於上述兩個情況,人類生活和生產方式,帶來的人為排放PM2.5汙染物,越來越多,也越來越容易在城市空間中聚集,就帶來了越來越多的灰霾天氣和汙染。
同時,氣象學家也告訴我們,因為城裡有了越來越多的PM2.5,所以城裡已經基本不可能有霧的存在,我們在城裡看到的灰濛濛景象,九成九都是灰霾,都是空氣汙染現象。
八、哪些人類生產和生活方式,會成為PM2.5的主要人為排放源?第一,燃煤燃油發電,會釋放一次顆粒物,主要以碳顆粒和含有重金屬成分的碳顆粒為主,同時也會排放二氧化硫、氮氧化物和揮發性有機物,或叫做二次有機碳等二次顆粒物的前體物。
第二,汽車尾氣,會排放少量一次顆粒物,但會排放大量氮氧化物、碳氫化合物等光化學產物的前體物,而光化學反應也會產生大量二次有機顆粒物。
第三,各種工業排放,包括工業鍋爐燃煤燃油的排放,類似發電排放。還有工業生產過程中的各類飛灰粉塵排放,如鋼鐵廠飛灰,水泥工廠的粉塵,蓄電池廠的鉛塵,各類化工廠的化學原料或廢渣塵。
化工廠還排放各種揮發性有機物,也是二次有機顆粒物的重要前體物,例如生產和使用油漆、溶劑、塗料等揮發性有機物產品的工廠,如汽車廠的噴塗車間等。除此之外,還有生物質燃燒(比如炒菜、抽菸等)、建築工地揚塵、凝噎生產和生活汙水等。
研究顯示,1950年代初期,全國灰霾日數都比較多,可能跟建國初期的戰火以及戰後重建有關,1956年到1980年,全國灰霾日都比較少,只有新疆比較多,可能跟風沙天氣有關。
而1980年後,隨著改革開放,中國的經濟高速發展,工業化和城鎮化進程加快,各地每年灰霾日數,也開始猛增。
許多大城市或省會城市,如廣州、北京、廈門、深圳、西安、杭州、南京、太原、重慶、成都、長沙等,每年灰霾日數,都在上世紀末,或本世紀初,達到五十年來的頂峰狀態。每年可能有一百多天,都處於灰霾狀態。
以廣州為代表的珠三角各地,灰霾日出現最多的年份,是上世紀1997-1999年左右,後來由於加強了灰霾產生機制和汙染來源的研究和治理,在本世紀初到現在,一直呈持續下降的狀態。
首先,我們的房屋設計,無論是否關門關窗,都做不到全封閉,細小的PM2.5還是會通過窗縫門縫,從室外伴隨著風鑽到室內。這就會導致室內PM2.5濃度逐漸升高。
其次,由於我們現在的房屋樓宇建築格局,大量採用框架剪式結構,室內無法形成有效對流,同時,房地產商也不會在室內安裝通風或者新風裝置,所以,室內生活,如炒菜烹飪,抽菸和其他活動產生的PM2.5,越來越難被吹出室外。
而以前我們住的都是一梯兩戶,前後對流很好,PM2.5很容易因為穿堂風,而被吹出去。
同理,室內裝修或購置新家具和其他家居產品,產生的甲醛、苯、二甲苯等揮發性有機汙染物,也很難吹出去。
所以,綜合清華大學、北京大學、中山大學等高校的研究認為,當室外空氣汙染嚴重,PM2.5汙染達到重度時,室內的空氣汙染也會同期上揚,達到中度或者輕度的水平。而室外的空氣汙染水平,因為風的到來,PM2.5濃度急劇下降至良的水平,如果不及時開窗換氣,那麼室內的汙染,還是會停留在中度或者輕度的水平。
此外,室內如果是新裝修,那麼還有可能遭遇甲醛、苯、二甲苯等揮發性有機物的汙染威脅。
從PM2.5對人體的傷害影響,我們知道PM2.5會讓呼吸系統和心血管系統的發病率和死亡率提升,也有讓青年人或少年兒童,有提早患上相關疾病的可能。
對於我們個人,應該用一切辦法,減少PM2.5的吸入量。
減少PM2.5的吸入量,可以使用空氣淨化機和口罩兩種方式,空氣淨化機和口罩的淨化原理,極其相似,都是使用孔徑非常小的纖維織物,去過濾空氣中的PM2.5。已經有權威實驗已經證明,空氣淨化機和口罩,對長期處在灰霾汙染中的國人健康,有著積極重要的正面作用和意義,可以說,每一個對自己健康負責任的中國人,都應該配置這兩種東西在自己身邊。(詳細的實驗過程和結果,可點擊閱讀原文查看)
附:減少灰霾的產生,普通老百姓自己能做哪些事情?
第一式 公交或拼車出行
描述:5公裡以內選擇公交地鐵出行,其他情況也儘可能選擇公交出行,此外跟朋友、同事拼車出行也是不錯的選擇。
原因:家用汽車是以汽油發動機為動力,會直接排放細顆粒物,減少私家車輛的使用,改為公交出行,有助於減少城市PM2.5的產生。
故事大綱:
第二式 停車熄火
描述:當停車超過三分鐘,要熄火。
原因:汽車停車不熄火,在引擎空轉時,除了浪費汽油,還釋放出廢氣、熱氣和噪音,影響道路兩旁行人和店鋪,在空氣汙染的日子和人煙稠密的地區尤其嚴重。此外,停車不熄火增加汽車的溫室氣體排放,造成城市氣溫上升,導致熱島效應進一步惡化。
第三式 及時關掉不必要的電器
原因:目前煤炭發電仍是主要的發電方式,燃煤在燃燒的過程中會直接或間接地向大氣排放PM2.5,所以,節約用電相當於減少煤炭燃燒,相當於減少PM2.5排放
第四式 四層樓梯以下不坐升降電梯,改走樓梯
理由同上。
第五式 減少使用智慧型手機、平板電腦或其他電子產品的頻次,調低屏幕亮度,減少手機能源消耗。
理由同上
第六式 勸導家庭儘可能改變廚藝習慣,少煎炒,多蒸煮。
原因:在煎炒的過程中,油和脂肪在高溫下分解變成氣體,然後在空氣中瞬間冷卻重新組合成為細顆粒物(我們看到的油煙),也就是PM2.5。
第七式 出門帶四寶,水杯、筷子、手帕、環保袋
原因:一次性用品的生產會帶來很多能源的消耗,同時產生大量垃圾,這些垃圾的處理過程也會產生能耗,能耗增多意味著燃料使用增多,產生更多pm2.5
第八式 勸導消費者不要購買非正規企業或汙染企業的產品
第九式 圖書漂流,在班上交換課外書,減少購買書籍
原因:圖書的生產不但增加木材的消耗,會增加能源的消耗。
第十式 勸阻家庭成員周邊親朋減少吸菸量或戒菸
原因:菸草在燃燒過程中,會產生細小顆粒物,形成煙塵。
第十一式 拒絕路邊燒烤食品
原因:燒烤過程產生大量的油煙,造成周邊環境PM2.5濃度飆升
第十二式 跟家人一起做好垃圾分類
原因:目前家庭垃圾中有超過一半是廚餘垃圾、可回收垃圾和有害垃圾,而廣州垃圾的主要處理方式是填埋以及焚燒,如果沒有把垃圾分類出來,直接進行焚燒,就會因為燃燒不充分,從而增加二噁英的排放,二噁英是PM2.5的成分之一。
減少PM2.5,讓我們從自身行動起來吧!大編不想有一日必須這樣出門…………
對於霧霾,你還有什麼想說的?歡迎留言評論~~
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