目录
前言 (1)
1可吸入颗粒物特性 (2)
1.1可吸入颗粒物来源 (2)
1.2可吸入颗粒物分布 (3)
1.3物理特征 (4)
1.4化学组成 (5)
2对人体健康的危害 (7)
2.1呼吸系统 (7)
2.2神经系统 (7)
2.3致突变性和潜在致癌性 (8)
2.4生殖系统 (8)
2.5心血管疾病 (9)
2.6增加死亡率 (9)
3 防治措施 (10)
结语 (11)
参考文献 (12)
致谢 (14)
摘要
随着城市化和工业化的快速进行，我国的空气污染日益严重，由此造成的健康损害引起人们的广泛关注。近年来，流行病学研究的结果证实了大气颗粒物与人体健康密切相关。随着对大气颗粒物研究的深入，人们越来越意识到可吸入颗粒物（粒径在10μm以下的颗粒物）是大气颗粒物中对环境和人体健康的危害最大的组分。在控制可吸入颗粒物质量浓度的同时，亦应重视可吸入颗粒物本身的物理和化学性质的研究，因为正是颗粒物的物理和化学性质决定了颗粒物的环境及健康效应。
关键词：可吸入颗粒物；特性；危害
Abstract
With the rapid urbanization and industrialization,The increasingly serious air pollution in our country, the resulting health damage to arouse people's attention. In recent years, Epidemiological studies have confirmed the results of atmospheric particulate matter is closely related to human health. With the deepening of the research on atmospheric particulate matter, People are becoming more and more aware of the particulate matter (size under 10 microns particles) in atmospheric particulate matter is harm to environment and human health of the largest component. In the control at the same time, the mass concentration of particulate matter, also should pay attention to the physical and chemical properties of particulate matter. For it is the physical and chemical properties of particles determines the environmental and health effects of particulate matter.
Key words：Particulate matter;Features; Harm
大气可吸入颗粒物的特性及对人体健康
的危害
前言
大气颗粒物是指空气中分散的固态或液态物质，为大气中的不定组分之一，其粒度在约在0.0002（分子级）～500μm之间，颗粒物可以吸附各种气态，固态和液态化合物，形成混合气溶胶，并吸附很多病原微生物。颗粒物按其动力学直径可分为以下几种:①总悬浮颗粒物：它是指在一定体积的空气中，被空气悬浮的全部颗粒物（空气动力学直径≦100μm）；②PM l0：它是指总悬浮颗粒物中能用鼻和嘴吸入的粒径＜10μm的那部分颗粒物，是大气总悬浮颗粒物中的主要组成成分。可吸入颗粒物又可分为粗粒（dp ≥2.5μm）和细粒（dp≤2.5μm）。
粒径在10μm以下的颗粒物是危害环境和人体健康的主要因素。因此美国国家环保局于1985年将原来的颗粒物指标TSP项目修改为PM l0，1997年，美国环保局又一次修改了大气质量标准，并规定了PM2.5的最高限值，以降低颗粒物对人体健康、环境和气候等的危害。我国也在1996年颁布的《环境空气质量标准》(GB3095一1996)中规定了PM l0的标准，并在空气质量日报中统一采用PM l0指标。可吸入颗粒物已经逐渐成为我国许多大中城市的首要空气污染物。国外对于PM l0和PM2.5环境行为的研究起步较早，目前我国对PM l0和PM2.5的研究才刚起步，还没有对大气中的PM l0和PM2.5进行系统的研究，也没有对这些细颗粒物的物理化学特征及其环境效应进行过系统的评价。
随着对大气颗粒物研究的深入，人们认识到颗粒物的粒径越小，携带的有害物质就越多，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5μm直径的可进入呼吸道深部，2μm以下的可100％深入到细支气管和肺
泡，因此10μm以下的颗粒物还能长期漂浮于空气中，故又称为飘尘，其表面常常富集了化石燃料和工业污染的重金属，酸性氧化物，多环芳烃类致癌物和农药等，还载带着细菌，真菌，病毒等，因其细小而不易被清除，又容易进入气道深部，所以是大气颗粒物中对人体健康威胁最大的一类。
1可吸入颗粒物特性
1.1可吸入颗粒物来源
可吸入颗粒物的来源可以分为天然源、人为源和混合源。天然源主要包括地面扬尘、火山喷发所释放出的火山灰、大风或干旱所引起的沙尘以及植物的花粉、孢子等；人为源主要是燃料燃烧过程中形成的烟尘、飞灰，工业生产过程中所散发出来的原料或产品微粒，汽车尾气中的含铅化合物等；混合源是指既受到自然力作用又受到人力作用而排放的颗粒物，主要是扬尘。大气颗粒物的来源和发生量会因不同国家和地区的经济发展、能源结构、工艺方法以及管理水平等不同而存在很大差别，通常贡献率比较大的几种排放源为燃煤烟尘、冶金工业、汽车尾气、物料转运、建筑施工以及地面扬尘等。
粗细颗粒物的来源、形成特点各不相同。粗颗粒物主要是由工业源、生活源燃烧排放、机械粉碎过程和交通运输等产生的原生粒子和各种自然界产生的粒子组成。细颗粒物主要是由细粒子通过碰并、凝聚、吸附等物理效应转化生成，或来自于细小的地面粉尘[1]。颗粒物既有一次颗粒物，也有二次颗粒物。一次颗粒物由排放源排放后直接进入大气，它们主要来源于交通、制造、能源和生活等燃烧过程和其他高温过程；二次颗粒物是由前驱体对象，如可凝结有机化合物、硫氧化物、氮氧化物和氨等在大气与其他污染物相互作用，发生化学反应而形成的。一般认为燃煤电厂排放的颗粒物的化学和物理特性在其进入大气后会发生显著的变化，这种变化随着多种因素的不同而不同，如排放地点、大气温度、湿度
和大气中存在的其他污染物等。自然界也会产生颗粒物，包括风化的有机炭以及源于植被的某些物质[2]。
一般认为在有雾的情况下，空气中PM l0的含量要高于阴雨天气或晴朗天气的含量，并且当生产活动大量减少时大气中PM l0的浓度要比正常生产时的浓度低得多，另外风速、相对湿度和气压也是影响PM l0浓度的主要气象要素。风速或气压增大，PM l0浓度降低，相对湿度增加，PM l0浓度增加。
对公路隧道中颗粒物的研究中发现，PM2.5的污染特征与TSP和PM l0有一定的差异，其中最显著的差别是PM2.5 中有可能来源于道路可扬尘的化学成分浓度及其在质量浓度中的比例比TSP大为降低，同时也远低于PM l0。反之，有可能来源于机动车排放污染和其他人为污染的化学成分则有相对高的含量，这表明PM2.5中人为来源的污染物占有较大的比例。针对这一来源的污染物，有研究显示，各种重金属元索，例如Hg、Cd、Te、Pb、Mn、As等，在细颗粒物中有明显的富集，70％～80％富集在＜2.0μm的颗粒上，PAHs在PM2.5中得到了相当高的富集，可以认为，机动车排放的PAHs对PM2.5的贡献非常显著。这也是一种新的污染特征，证明了机动车可以排放大量的PAHs，它们主要存在于细粒子中，是环境空气中PAHs的主要来源。且随着大中型车辆流量和比例的增加，PAHs的污染程度提高，表明大中型车辆可以排放较多的PAHs。林治卿等也提出，PM2.5 细颗粒物对重金属的载带能力较TSP和IP更强，对人体健康的危害更大。
1.2可吸入颗粒物分布
粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子占总量的比例，事实上颗粒物所有的理化性质都与其粒径分布有关，因此对可吸入颗粒物粒径分布的研究一直是可吸入颗粒物研究领域中最基本最重要的研究之一。研究结果表明，10μm以下的颗粒物可以进入鼻腔，7μm以下的颗粒物可以进入咽喉，小于2.5μm的颗粒物则可以深达肺泡并沉积，进而进入血液循环中。同时，由于小颗粒具有比较大颗粒更大的比表面积，因而其吸附性也更强，更容易成为空气中各种毒害物质的载
体，特别是容易吸附空气中的多环芳烃、多环苯类等，使得癌症的发病率明显升高。随着按粒径分割采集气溶胶样品的各种采样器的不断出现，如级联式冲击采样器，大容量采样器和双通道采样器等，又如微孔撞击器可以把颗粒物按粒径大小分为8个部分，直到粒径为0.08μm，这样就可以得到更多与颗粒物粒径相关的信息，进一步研究可吸入颗粒物的物理化学性质。
1.3物理特征
大气可吸入颗粒物由于其中所含的成分不同，会有不同的物理特性。赵厚银等对北京市冬季室内空气PM l0微观形貌及粒度分布进行研究，发现室内PM l0一般由烟尘集合体、燃煤飞灰、矿物颗粒、生物质颗粒及未知颗粒共5种颗粒物组成，并且粒径集中在2.5～10μm之间。陈圆[3]等对大学校区环境实验室内外空气中PM l0的形貌与元素组成进行研究，发现室内PM l0中燃煤飞灰最多，且绝大多数颗粒均小于2.5μm。李凤菊等[4]对郑州大气PM l0的形貌特征及生物活性研究，发现市区PM l0的数量等效球直径主要分布在0.1～0.4μm范围内，郊区PM l0的体积等效球直径主要分布在大于1μm范围内。
颗粒最重要的物理特征包括颗粒数密度及颗粒数密度分布、质量浓度及质量浓度分布、吸湿性、挥发性、带电性及单个颗粒的表面积和形状。其中，粒径是决定颗粒空气动力学特性的重要参数，颗粒在空气中的迁移特性及其最终进入人体的部位都取决于粒径。大颗粒由于惯性较大，一般沉积在鼻豁膜和上呼吸道地区，而较小的颗粒可以随着气流一直到达呼吸道末端并在扩散作用下沉积下来。研究表明，10μm以下的颗粒物可进入鼻腔，7μm以下的颗粒物可进入咽喉，小于2.5μm的颗粒物(即PM2.5)则可深达肺泡并沉积，进而进入血液循环，可能导致与心和肺的功能障碍有关的疾病[5]。现已明确表明可吸入颗粒物的粒径分布近似对数分布，微分质量图呈现的是多峰型多模结构，一般有三个峰三个模态;粒径大于2μm为粗粒子，粒径小于0.1μm为爱根核模，粒径在0.1～2μm之间为积聚态模，爱根核模和积聚态模合起来为细粒子，积分质量图呈现的是几段直线，表明有几个不同的来源[6]。事实上，颗粒物所有的物理化学性质都与粒径有
关，所以大气颗粒物粒度的时空分布规律一直是人们注意的焦点之一。研究结果表明，不同的地区、不同时间，其可吸入颗粒物粒度分布规律各异，不同地区由于污染源特征不同，其可吸入颗粒物粒径分布也各不同。
PM l0物理特性表现在形状，大小，比重，硬度，分散度等方面。形状越接近球形，颗粒物沉降的速度越快。形状越不规则，硬度越强，越容易引起气道粘膜损伤。直径越小，分散度越高的颗粒物在空气中悬浮的时间越长，沉降的速度越慢，稳定性越高，加之单位体积颗粒物的总表面积大，其吸附能力强，也增加了在空气中的稳定程度。PM2.5因为其粒径小，表面积相对大，更易富集空气中有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等，并能使毒性物质有更高的反应和溶解速度，且能较长时间停留在空气中，对呼吸系统影响极为严重。
1.4化学组成
目前已知的PM l0化学特性表现在成分，所附带的有毒性物质，毒物的溶解度，颗粒物的酸碱度，浓度及病原微生物等方面，其化学成分复杂，畅游无机离子，有机化合物，碳黑等，甚至还吸附有病原微生物。此外，颗粒物所附带的毒性物质可含有大量有毒金属和已知有致癌作用的多环芳烃及其衍生物。毒物的溶解度越大，则吸入人体后产生的毒性作用越强。颗粒物的浓度越高，毒性物质的蓄积量也越大，毒性也越强。颗粒物酸碱度不同，一方面影响气道的pH值，减弱防御功能，另一方面对气道黏膜有较大的刺激。
早期的化学分析主要是无机多元素的分析，现在则进一步包括了水溶性离子(如硝酸盐、铅离子等)、有机成分(如多环芳烃等)以及碳元素等的分析。并且要求对颗粒物的质量要能“闭合”及“重组”，也就是说分析了的颗粒物各级分质量相加要基本达到重量法测得的颗粒物质量，而不能留下明显的缺口。可吸入颗粒物中的化学成分随粒径的变化大多符合对数正态分布。
对无机成分的研究表明: PM l0中SO42-, NO3-和NH4+的微分质量图十分相似，都有两个峰，其中一个峰在0.15～2μm之间，说明这些离子来自相同的污染源，是由气一气或气一颗粒之间反应而形成的二次颗粒物;另一个峰出现在
5.5μm左右，这与海浪飞溅和化肥的生产与使用有关。在粗、细粒子中，有关这些离子成分的最可能化合形式有很多研究，在细粒子中主要以(NH4)2S04,
NH4N03形式存在，也有部分以酸式盐形式出现，这主要依据大气中的含量。在污染大气细粒子中还有部分NaCl，在粗粒子中主要以NaCl, MgC12, CaCO3为主。
对于可吸入颗粒物进行化学成份分析，无论是对颗粒物进行源解析，还是研究颗粒物的毒害性，都具有重要的指导意义。颗粒物的化学成分非常复杂，不同粒径大小的颗粒，其化学成分也有很大差异。研究结果表明，粗粒子主要由Si、Fe、A1、Na、Ca、Mg等30余种元素组成，而细粒子主要是硫酸盐、硝酸盐、铵盐、痕量金属和碳黑等。已经检测到的有机颗粒物主要有烷烃、烯烃、芳烃和多环芳烃等烃类，还有少量的亚硝胺、酚类和有机酸等，其中具有致癌作用的多环芳烃和亚硝胺类化合物对人体危害较大[7] 。
在城市大气可吸入颗粒物中，碳可占颗粒物总重量10%，甚至20%左右，碳元素是可吸入颗粒物中含量最高的元素，可吸入碳颗粒物可分为有机碳和元素碳两大类,其危害最大，成分也最复杂。可以采用热分析方法把可吸入碳颗粒物分成三大类:有机碳、挥发碳、元素碳。可吸入颗粒物中的元素碳一般来源于一次污染物，其中绝大部分来自燃煤、燃油锅炉的烟气和燃油机动车的排气;有机碳大部分来自二次污染物，挥发碳则既包括一次污染物又包括二次污染物。对有机碳成分进行红外光谱分析和碳同位素分析就可初步确定污染源。对PM l0的化学组成研究表明，由较细小的颗粒组成的复杂结构集合体(如M900炭黑)比由较大颗粒组成的简单结构集合体(如M120炭黑)比表面积大，所以更容易吸附一些对人体健康有害的重金属和有机物，因而其毒性更大。
2对人体健康的危害
2.1呼吸系统
大量研究发现，大气中PM l0浓度的上升容易引起上呼吸道感染、使鼻炎、慢性咽炎、慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、尘肺等呼吸系统疾病恶化。PM l0每增加100μg／m3,成人男女感冒咳嗽的发生率分别升高4.81％和4.48％。同时，成年男性患支气管炎的比率增加5.13％[8]。另外，过多的可吸入颗粒物的沉积会损害肺部呼吸氧气的能力。使肺泡中巨噬细胞的吞噬功能和生存能力下降，导致肺部排除污染物的能力降低。空气中PM l0每增加10μg／m3，肺功能下降1％[9]。PM2.5主要通过呼吸道和胃肠道吸收而影响机体，重金属如铅（Pb）、镉(Cd)、镍(Ni)、锰(Mn)等吸附在颗粒物上，通过呼吸作用进入人体，吸附在可吸入颗粒物的重金属极易沉积在肺泡区，危害人体的呼吸系统。一般而言，直径为2.5～10μm之间的大部分粒子被阻留在鼻腔或口腔内，在鼻腔内的高沉积可能导致上呼吸道疾病，如鼻窦炎，过敏症等等。小于2.5μm的粒子主要沉积于气管和肺部（尤其是后者），沉积在肺部的粒子一般能存留数周至数年，因此其对人体健康的影响是持续的，危害更大。
2.2神经系统
在城市中的可吸入颗粒物，许多是由机动车尾气产生的。含铅汽油燃烧后生成的铅化物微粒(含氧化铅、碳酸铅)扩散到大气中，随呼吸道进入人体而影响身体健康。研究表明。铅对人体神经系统有明显的损害作用，可影响儿童智力的正常发育。母体接触铅污染后，后代可以出现神经系统发育异常带有铅的小颗粒物（粒径1μm）在肺内沉着后极易进入血液系统，大部分与红细胞结合，小部分形成铅的磷酸盐和甘油磷酸盐，然后进入肝，肾，肺和脑，几周后进入骨内，导致高级神经系统紊乱和器官调解失能，表现为头疼，头晕，嗜睡和狂躁严重的中毒性脑病。
2.3致突变性和潜在致癌性
指颗粒物对染色体、DNA、基因等不同水平遗传物质产生的毒性作用，包括染色体结构变化、DNA损伤、基因突变等。细颗粒物在染色体水平的遗传毒性主要指染色体畸变，即染色体结构异常，对细胞染色体的遗传毒性常采用微核试验作为检测的终点。细胞DNA的损伤常采用姊妹染色单体交换、程序外DNA 合成等试验进行检测。对予基因水平，一些研究通过观察细颗粒物对大鼠肺细胞内次黄嘌呤、鸟瞟呤磷酸核糖基转移酶基因诱发突变的能力，来检测细颗粒物的诱变强度。利用机动车尾气提取物染毒发现，随着染毒剂量的增大，染色体畸变率、微核出现率及基因突变率都随之升高，通过对照，各种改变均具有统计学差异。时宗波等对北京市区、郊区的大气颗粒物的研究表明，与PM l0相比较，PM2.5的生物活性较大，对质粒DNA的损伤更为明显[10]。
目前，对细颗粒物遗传毒性机制的研究主要集中在对细胞遗传物质的氧化损伤方面，与细颗粒物有关的活性氧族(ROS)是引起氧化损伤的重要机制。细颗粒物携带的某些有机成分，如PAHs能与细胞DNA共价结合，可能也是细颗粒物遗传毒性的一种机制。PAHs及其代谢产物能与遗传物质共价结合，形成加合物，影响DNA的复制和转录，从而使细胞发生突变。国内外对细颗粒物遗传毒性的研究正逐渐深入。但受条件所限，在这些研究中，短期的遗传毒性试验和体外细胞试验较多，利用实验动物进行较长期染毒，来观察细颗粒物遗传毒性的研究还较少。有学者证实，长期暴露予无杀伤细胞浓度的空气细颗粒物中，可引起对大鼠细胞DNA损伤的积累，提示低剂量长期暴露会使其毒性积累，而且也更符合环境中人体暴露的真实状况。采用亚慢性或慢性试验，对实验动物进行长期染毒，将得出的细颗粒物遗传毒性作用外推到人具有很大的现实意义。
2.4生殖系统
通常认为，大气颗粒物的污染与人类生殖功能的改变显著相关。许多研究发现大气颗粒物的浓度与早产儿、新生儿死亡率的上升，低出生体重、宫内发育迟缓(IURG)及先天功能缺陷具有显著统计学相关性，最新研究指出大气颗粒物对
生殖系统的影响不仅表现为造成胎儿出生时形态畸形，而且会导致一些细微的功能缺陷，而影响其一生。由于一些具有潜在毒性的元素，如铅、镉、镍、锰、钒、溴、锌和苯并（a）芘等多环芳烃（PAHs），主要吸附在直径小于2.5μm的颗粒物上，而这些小颗粒易沉积于肺泡区，容易被吸收入血液，故细颗粒物的吸入对生殖系统的影响不容忽视。Dejmek[11]等对波希米亚北部的一组孕妇进行研究发现，对于高浓度的PM2.5暴露（＞37μg／m3），孕妇出现IURG的机率为2.11（1.20～3.70）表明高浓度的细颗粒物污染可能会影响胚胎的发育。
2.5心血管疾病
大量流行病学研究证明，心血管系统疾病患者的入院率和病死率与室外空气污染相关，特别是与PM2.5 浓度相关[12]。Schwartz等[13]研究发现，心肺疾病的日病死率增加与PM2.5有密切的关系，PM2.5日平均值每增加10μg／m3，当日的病死率会增加1.5％，其中，肺部疾患病死率增加3.3％冠心病患者病死率增加
2.1％并发现肺炎，心脏病及其他一些疾病病死率上升的效应随着暴露时间延长而增强。暴露于高浓度PM2.5后，通过活性氧的氧化应激反应，可导致全身性炎症，从而促使动脉粥样硬化的形成，引起血压增高，心肌梗死等一系列心血管急性反应。由PM2.5 引起的心脏自主神经系统在心率，血粘度等方面的改变能增加突发心肌梗死的危险。人体暴露在高浓度的PM2.5中，会增加血液的粘稠度和血液中某些白蛋白，从而引起血栓。Costa[14]研究指出，PM2.5对健康的影响在中年以上和已患心脏疾病的人群中表现的较为明显，所以认为PM2.5是诱发心脏病的原因之一。Zanobetti等[5]研究发现，并发呼吸系统疾病并且受PM2.5影响的心血管病患者，其住院率比较高。
2.6增加死亡率
虽然对于健康人而言，PM l0不是直接的致死因素，但是却可以导致患有心血管病、呼吸系统疾病和其他疾病的敏感体质患者的死亡。据报道，仅PM l0就导致美国每年6万人和英国每年1万人的死亡[16]在美国犹他谷进行的PM l0流行病学研究表明，PM l0日均质量浓度增加50μg／m3，死亡率平均增加4％～5％。
PM l0超过100μg／m3时死亡率比PM l0小于50μg／m3时平均高出11％[17]据Ostro等在泰国曼谷的研究，当PM l0日平均增加10μg／m3时，总死亡率增加1～2％，其中呼吸道疾病死亡率增加3～6％, 心血管疾病死亡率增加1～2％[18],由于许多对人体具有潜在危害的物质，如酸、重金属、PAHs等，主要集中在PM2.5上，因此，可认为大气中PM2.5浓度的增加会导致发病率和死亡率的增加。Schwartz.J等的研究发现[19]，PM2.5平均每日增加10μg／m3，总死亡率增加
1.5％。其中，顽固性肺病死亡率增加3.3％，局部缺血性心脏病死亡率增加
2.1％。Saldira在1995年进行了空气污染与老年人死亡率的时间动态研究,分析结果经气候因素校正后，PM l0与老年人死亡率之间具有显著相关性，呈近似线性的剂量反应关系。当PM l0为100μg／m3，超额死亡率增加近13％[20]。
大量的实验结果及流行病学资料证实，PM2.5在各方面的毒性均强于PM l0，这主要取决于其理化特征和在人体内的分布特征。鉴于我国PM2.5污染已经较严重且较普遍，其在大气可吸入颗粒物中所占比例大，对健康危害严重，设立独立的细颗粒物的空气质量标准是环境和人类健康需要对相关工作提出的刻不容缓的要求。PM l0对人类健康有着明显的直接危害作用，可引起机体呼吸系统、心脏及血液系统、生殖系统和内分泌系统等广泛的损伤。但到目前为止，PM l0对人体健康影响的作用机理还不十分清楚。因此，有关PM l0对人体的致病机制还有待于进一步研究。
3防治措施
第一，对烟尘和工业粉尘的防治，现在当务之急是淘汰落后的除尘设施，强制安装先进的、除尘效率高的除尘设施。第二，对城市扬尘尤其是二次扬尘治理制度要严格可行，提倡城市绿化，做到乔、灌、草、木多品种、多形态相结合，既有环境效益又符合生态学要求。第三，加强机动车尾气排气污染的防治。严格禁止含铅汽油及低燃烧值燃料在市场上销售，禁止尾气排放超标的车辆及化油器
类汽车继续在市场上销售，加强交通管理，拓宽城市道路以减少机动车在道路上滞留时间。第四，严禁秸秆焚烧，可引用先进的厌氧微生物处理技术发展生态农业。第五，向广大市民宣传路边烧烤品对人体健康的危害，坚决取缔路边烧烤摊点。
结语
由于对可吸入颗粒物污染问题的日益重视，国内外对于可吸入颗粒物的研究正在逐步加强，已经取得了一定的技术进展，发展新的源解析技术、探讨颗粒物产生机理是当前所面临的新课题。我国的能源结构以煤炭为主，煤炭直接燃烧时排放出大量粒径较小的一次粒子，同时燃烧所排出的大量S02等气态污染物经过反应后又可以形成二次粒子，我国的PM l0、PM2.5污染程度较高，需要大力加强在可吸入颗粒物研究领域的研究力度，这方面的研究具有较高的科研价值和理论意义，对于我国控制可吸入颗粒物污染、改善大气环境以及实施可持续发展战略都具有重要的现实意义。
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致谢
本论文是在姚昕老师悉心关怀和具体指导下完成的，姚老师严谨的治学态度、渊博的学识、谦和宽厚的人格深深地感染着我。从课题的选择到论文的完成，姚老师给予了我细心的指导，一丝不苟地为我修改论文，在此，谨向姚老师致以最诚挚的感谢和崇高的敬意!感谢各位老师百忙之中审阅我的论文，感谢在大学生活中一直帮助我的老师和同学。
大气颗粒物对环境和人体健康的危害 大气是人类赖以生存的基本环境要素。但随着工业的发展、城市人口的密集、煤炭和石油燃料的迅猛增长，大气环境质量日趋恶化，大气污染已成为影响世界环境和人类身体健康的主要危害因素之一。由于大气污染物中悬浮颗粒物会对人体健康产生直接的负面影响，从而受到各国政府及有关部门的高度重视。在研究过程中，人们逐渐认识到粒径小于10um的颗粒物（即PM10，又称为可吸入颗粒物）是悬浮颗粒物中对环境和人体健康危害最大的一类，因此，国际上很重视对PM10的研究和防治工作，大多数国家都规定了空气中PM10的质量标准。美国国家环保局EPA于1985年将原始颗粒物指示物质由总悬浮颗粒物（TSP）项目修改为PM10，我国也于1996年规定了PM10的二级质量标准为100ug／m3。随着认识的发展，美国环保局在1997年再一次修改美国国家大气质量标准，规定了PM2.5的最高限制值，以降低这些细颗粒物对人体健康和环境的影响。 近几年来，我国的大气污染日益严重，可吸入颗粒物已成为北京等大都市的首要空气污染物,PM10的污染问题正引起越来越多的关注，有关部门已开展了这方面的研究工作。 1.PM10的基本特性、污染现状 1.1 PM10的基本特性 PM10是指空气动力学直径在10um以下的固态和液态颗粒物。不能靠自身的重力降落到地面，因此，又被称为“飘尘”，它空气中可漂浮几天，甚至几年。其在空气中的迁移特性及最终进入人体的部位都主要取决于颗粒物的粒径大小。研究表明，10um以下的颗粒物可进入鼻腔，7um以下的颗粒物可进入咽喉，小于2.5um的颗粒物（即PM2.5）则可深达肺泡并沉积，进而进入血液循环，可能导致与心和肺的功能障碍有关的疾病。 目前已知的PM10的化学成分包括可溶性成分(大多数为无机离子,如硫酸根、硝酸根离子等）、有机成分〔如多环芳烃〕、硝基多环芳烃等、微量元素、颗粒元素碳等，有时PM10上还吸附有病原微生物（细菌和病毒）。对PM10的化学组成研究表明，颗粒物的粒径越小，其化学成分越复杂、毒性越大。这是因为小颗粒的比表面积大，更容易吸附一些对人体健康有害的重金属和有机物，并使这些有毒物质有更高的反应和溶解速度。 1.2PM10的污染现状 目前，我国大气可吸入颗粒物的污染状况非常严重。对几个大城市检测结果表明比美国1997年颁布的标准值高2.8-9.7倍。由此可见，控制PM10污染，减少PM10对环境、人体健康的危害已经成为当前我国大气污染防治工作的重中之重。 2.PM10对环境的影响 虽然大气颗粒物只是地球大气成分中含量很少的组分，但对环境的危害极大。轻者污染建筑物表面,影响市容,重者对能见度、温度等均产生重要影响。 2.1PM10对能见度的影响 自20世纪70年代以来,大气颗粒物对能见度的影响就一直是环保部门所关注的问题之一。尽管在大气中只占很少的一部分，但颗粒物对城市大气光学性质的影响可达99％。大量的研究表明， PM10和PM2.5的性质与能见度的降低密切相
第一章绪论 作为发展中国家的中国，就目前形势来说大气污染程度越来越严重，由于我国在环境治理中，对看得见、摸得着的水污染与固体废弃治理和市场化关注度较高，而对大气污染治理，一直以来，比水和固废的治理度就低。因而这部分市场的推动也是相对薄弱的。 近今年伴随着中国华北地区日久集聚终于爆发出的雾霾天气问题，却引发了社会对大气污染的关注度提升到新的层面。实际上我国的大气污染防治工作在前几年已经开始逐步开展，2002年开始，我国出台了一系列的措施，对节能减排的提倡有了一定的成果，同年8月发布了《节能减排“十二五规划》，从各项政策中对大气污染防治都起到一定的积极作用。根据前瞻产业研究院最新数据表明，我国2000-2011年，工业废气排放量年均增速19.06%，11年间增长了2.39倍。 1.1PM的概况 PM2.5指的是大气中空气动力学当量直径小于2.5mm的颗粒物[1]。公众较为熟悉的获知空气污染指数是在当下城市空气质量预报、指数中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。其中，可以通过人体的组织器官与外界进行气体交换吸入的直径比2.5μm大、等于或小于10μm的颗粒物通常是指可吸入颗粒物，通常用PM10来表示；而直径小于或等于100微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物，也称为PM100随着研究的深入以及监测水平的提高，科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量，空气污染的指数越严重，这个值就越高，称为PM2.5。随着研究的深入以及监测水平的提高，科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量，这个值越高，就代表空气污染越严重。在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高，代表空气污染越严重。 颗粒物的直径小于或等于2.5微米，是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是主要的区别，体积要比PM10小的多，比人类的头发还有要细上许多，是头发的十分之一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于 2.5微米和粗颗粒物对比，别看PM2.5粒径小却危害巨大，它的表层含有许多有毒、有害的物质，不仅如此它还
可吸入颗粒物对人体健康的影响 （一）、可吸入颗粒物（PM10）：空气动力学直径≤10μm的颗粒。 PM10是指空气动力学直径在10um以下的固态和液态颗粒物。不能靠自身的重力降落到地面，因此，又被称为“飘尘”，它空气中可漂浮几天，甚至几年。其在空气中的迁移特性及最终进入人体的部位都主要取决于颗粒物的粒径大小。研究表明，10um以下的颗粒物可进入鼻腔，7um以下的颗粒物可进入咽喉，小于2.5um的颗粒物（即PM2.5）则可深达肺泡并沉积，进而进入血液循环，可能导致与心和肺的功能障碍有关的疾病。 目前已知的PM10的化学成分包括可溶性成分(大多数为无机离子,如硫酸根、硝酸根离子等）、有机成分〔如多环芳烃〕、硝基多环芳烃等、微量元素、颗粒元素碳等，有时PM10上还吸附有病原微生物（细菌和病毒）。对PM10的化学组成研究表明，颗粒物的粒径越小，其化学成分越复杂、毒性越大。这是因为小颗粒的比表面积大，更容易吸附一些对人体健康有害的重金属和有机物，并使这些有毒物质有更高的反应和溶解速度。 （二）、PM10的污染现状 目前，我国大气可吸入颗粒物的污染状况非常严重。对几个大城市检测结果表明比美国1997年颁布的标准值高2.8-9.7倍。由此可见，控制PM10污染，减少PM10对环境、人体健康的危害已经成为当前我国大气污染防治工作的重中之重。 （三）、对健康的影响：
在五大洲至少35个不同国家和地区进行的研究表明，空气中颗粒物的水平与人体健康存在着一定的关系。由于PM10更易于进入人体，在环境中滞留时间更长，以及吸附的重金属和有毒有害的物质较多，因而对人体的危害也更大。国外进行的大量有关PM10的流行病学研究表明，可吸入颗粒物浓度的增加与疾病的发病率、死亡率密切相关，尤其是呼吸系统疾病及心肺疾病。目前已知的可吸入颗粒物对人体的危害主要包括以下几方面。 1、呼吸系统 大量研究发现，大气中PM10浓度的上升容易引起上呼吸道感染、使鼻炎、慢性咽炎、慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、尘肺等呼吸系统疾病恶化。PM10每增加100ug／m3，成人男女感冒咳嗽的发生率分别升高4.81％和4.48％。同时，成年男性患支气管炎的比率增加5.13％。Norris等发现西雅图城市儿童哮喘急诊人数与细颗粒物（粒径小于1um）的污染水平显著相关，当细颗粒物浓度上升11 ug ／m3时，急诊人数增加的相对危险度（RR）=1.15(1.08-1.23)。 另外，过多的可吸入颗粒物的沉积会损害肺部呼吸氧气的能力，使肺泡中巨噬细胞的吞噬功能和生存能力下降，导致肺部排除污染物的能力降低。空气中PM10每增加10 ug／m3，肺功能下降1％。1994年，国家环保总局与美国国家环保局合作开展了一项“大气污染对人体呼吸健康影响研究”的课题，通过对广州、武汉、兰州、重庆*个城市几年的跟踪调查，数据表明，大气颗粒物浓度（尤其是小颗粒物）
负离子与空气质量和人体健康 1 关于负离子 当人们漫步在海边，瀑布和森林时，会感到呼吸舒畅，心旷神怡，其中一个最重要的原因就是空气中含有丰富的负离子，其浓度为污染都市的几十至几百倍。空气负离子之所以被人们称之为“长寿素”或“空气维生素”，是因为它对人体的健康及生态的作用已经被上百年来的国内外医学实践所证明，而且随着技术水平的提高它的作用已被认识得越来越清楚。诺贝尔医学奖获得者德国的Dr.Chonbein博士研究认为，人类生活环境中负离子的含量浓度，与人体健康水准直接相关。目前空气负离子已被当作评价环境和空气质量的一个重要标准。 2 空气负离子的种类 空气中的气体分子或水分子在外界因素和能量的作用下，外层电子摆脱原子核的束缚，从轨道中跃出后即呈正电，成为空气正离子。所跃出的电子被空气中的其它气体分子或水分子俘获结 空气中负离子的产生首先要有来自于大自然的能量作用，其次就是要与空气中气体分子和水分子充分接触，其形成归纳起来有如下能量作用形式。 (1) 放射性物质的作用：地球的岩石圈表面存在有各种的放射性的物质，这些放射性物质会通过能量大的或穿透力强的射线使空气离子化。 (2) 宇宙射线的照射作用：宇宙射线的照射可使空气离子化，但它的作用在距地球表面几公里处比较明显。 (3) 紫外线辐射及光电效应：短波紫外线能直接使空气离子化，臭氧的形成就是在小于2000A的紫外线辐射下氧分离的结果，但如遇光电敏感物质（包括金属、水、冰、植物等），即使不是短波紫外线也通过光电效应如雷电等使这些物质放出电子，与空气中的气体分子结合形成负离子。 (4) 水空气能量电离作用：由于空气气压或水压形成的势能和动能，作用于空气或水中的水分子使其发生破裂并裂解成正负离子。通常形成在瀑布、喷泉、海滨或者风沙等环境。 (5) 材料自身静电场作用：由于物质结构的特殊性导致其天生带有静电产生静电场，当其与空气中水分子接触时电离其中的水分子而形成负离子。 4 空气中负离子的赋存状态 自然界在不断地形成和产生新的负离子，但空气中负离子的浓度不会无限增多，因为粒子在产生的同时伴随着粒子消失的过程。主要是因为： (1) 异性电荷相吸：正负离子静电作用相互吸引而中和。 (2) 与空气中的尘粒、烟雾、粉尘的表面附着在一起形成重离子而沉降。 (3) 负离子被各种换气系统排出 (4) 离子被抑制：空气中的负离子浓度是经常维持在一定水平，浓度饱和到一定程度其产生会被抑制。 5 空气离子与环境健康的关系 多年来的邻床医学研究表明正负离子对人体生理功能的影响完全相反，负离子对人体的健康具有重大的作用和影响。 空气负离子浓度与环境、健康的关系
大气污染对人体健康的影响 随着经济的发展和城市化进程的不断加快，以城市为中心的大气污染问题日趋严重。大气颗粒物已成为我国大多数城市的首要污染物，是影响城市空气质量的主要因素。大气颗粒物是悬浮在大气中固体和液体颗粒物的总称，其主要来源包括： （1）自然界的风沙尘土，海水喷溅等； （2）各种燃料如煤炭、液化石油气、天然气和石油等的燃烧；（3）钢铁厂、水泥厂、石油化工厂等的工业生产过程； （4）公路扬尘、建筑物扬尘等。 大气颗粒物作为一种重要的大气污染物，其粒径大小不同，被吸入并沉积在呼吸系统的部位不同, 引起机体的危害也有明显差异。一般来说，粒径小的颗粒物沉降速度慢，在空气中的悬浮时间长，与人体接触机会大。研究显示：粒径在10μm以下的可吸入颗粒（即PM10）是大气颗粒物中对环境和人体健康危害最大的一类。大气颗粒物对人体健康的影响主要包括以下几个方面： 1、呼吸系统 刺激肺部使其出现炎症；肺功能下降，肺部排除污染物的能力降低；导致鼻炎、慢性咽炎、慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病恶化；引起哮喘等过敏性疾病和矽肺、石棉肺、肺气肿等肺病。
2、心血管系统 可引起血液成分的改变，血液粘度增加，血液凝集以及血栓形成；可引起动脉收缩，血压升高。 3、免疫系统 降低免疫功能，增加对细菌、病毒等感染的易感性，使机体对传染病的抵抗力下降；病原微生物随颗粒物进入体内后，使机体抵抗力下降，诱发感染性疾病。 4、神经系统 导致高级神经系统紊乱和器官调解失能，表现为头疼、头晕、嗜睡和狂躁等。 5、癌症的发生 颗粒物所吸附的多环芳烃化合物(PAHs)是对机体健康危害最大的环境三致(致癌、致畸、致突变)物质，其中苯并芘(a)能诱发皮肤癌、肺癌和胃癌。 此外，大气颗粒物还可造成胎儿增重缓慢；影响儿童的生长发育和功能；导致患有心血管疾病、呼吸系统疾病和其他疾病的敏感体质患者过早死亡。
大气颗粒物污染对植物的危害 朱铭杰广东环境保护工程职业学院12级监测3班 摘要：大气颗粒物污染的影响近年来不断得到人们的重视，通过分析国内外关于大气颗粒物对植物影响的案例了解大气颗粒物污染对植 物的危害。 关键词：大气污染；颗粒物；植物 近年来，随着我国经济的高速发展，我国大气环境质量下降明显，大气污染严重。而颗粒物污染占空气污染物的六分之一[1]，我国以煤炭为主的能源消费结构是我们不能忽视颗粒物污染的危害，特别在我国北方干旱少雨的地区，情况尤为严重。而关于颗粒物与植物的关系人们往往关注植物对颗粒物污染的防治却忽略了颗粒物对植物的 危害。因此本文讨论关于燃煤烟尘的颗粒物对植物的危害。 一、燃煤灰尘对植物的危害 在烟尘污染对植物影响方面国外研究的较少。Jenningsigs1934[3] 注意到烟尘可能堵塞气孔，妨碍气体的正常交换，然而大多数研究者对这一作用持怀疑态度，对阴性树种(阔叶树种) 叶片的显微镜检
查，也没有看到叶片被明显阻塞起来。他进一步指出，对光线的干扰可能比较严重，但是他没有提供重要的实验数据来证实这一理论。Berge(1965)[3]所提的报告显示了生长在德国科隆附近的针叶树气 孔被阻塞的情况，并指出树木生长受到不利影响。Miller和 Rich(1967)[5]观察到当附近烟囱中的烟尘进入温室后，在几种植物的叶片上观察到坏死斑点。坏死是由烟粒的酸性所造成的，温室外面的植物并未受到伤害，可能是由于在产生严重伤害以前，烟粒已被雨水冲洗掉了。 关于煤烟尘污染伤害的临界浓度，结果不一。Petrlik，Z.(1974) 报道，在1 5 0 t/ k m 2/a 的煤尘量的情况下，蛇麻作物生长不受影响。朝鲜的Song，S.D.(1975)等研究了煤尘污染对苹果生产的 影响，他用八年树龄的苹果树作材料，以10g/ m2和50g/ m2 的 喷粉量喷洒植物叶片，其中用50g / m2处理的苹果树叶片叶面积增大( 可能是遮荫造成的) ，采收前苹果脱落，并对苹果的颜色有些影响。原因可能是，处理的作物不一致，所用的煤烟尘和处理的时 间不同造成的。 栗德永(1983)[2]调查了陕西省城市郊区烟尘污染对蔬菜生产的影响，并总结了烟尘对蔬菜污染的类型： 1烟尘覆盖叶面，阻碍光合作用，生长发育不良，导致减产； 2烟尘破坏叶组织，使叶片脱水、失绿、枯干、落叶，导致减产；
附件 （试 行） 第一章 总 则 1.1编制目的 为贯彻落实《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》和《大气污染防治行动计划》，推进我国大气污染防治工作的进程，增强大气颗粒物污染防治工作的科学性、针对性和有效性，根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）及相关法律、法规、标准、文件，编制《大气颗粒物来源解析技术指南（试行）》（以下简称“指南”）。 1.2适用范围 1.2.1本指南适用于指导城市、城市群及区域开展大气颗粒物（PM10和PM2.5）来源解析工作。 1.2.2本指南内容包括开展大气颗粒物来源解析工作的主要技术方法、技术流程、工作内容、技术要求、质量管理等方面。 1.3编制依据 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 —3—
《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见的通知》 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 GB 3095-2012 环境空气质量标准 GB/T 14506.30-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第30部分：44个元素量测定 GB/T 14506.28-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第28部分：16个主次成分量测定 国家环境保护总局公告2007年第4号 关于发布《环境空气质量监测规范》（试行）的公告 HJ 618-2011 环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法 HJ/T 194-2005 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 393-2007 防治城市扬尘污染技术规范 当上述标准和文件被修订时，使用其最新版本。 1.4术语与定义 下列术语和定义适用于本指南。 颗粒物污染源：向大气环境中排放固态颗粒污染物的排放源统称颗粒物污染源。 环境受体：受到大气污染物污染的环境空气统称环境受体，简称受体。 大气颗粒物来源解析：通过化学、物理学、数学等方法定性或定量识别环境受体中大气颗粒物污染的来源。 大气颗粒物来源解析技术方法：用于开展大气颗粒物来源解析 —4—
环境空气质量与人体健康 空气是人类生存的重要外界环境因素之一。人体与外界环境不断地进行着气体交换，机体从空气中吸入生命活动所必需的氧气，并且在代谢过程中产生二氧化碳排入空气中，以维持生命活动。通常一个成年人每天约呼吸2万多次，吸入空气达1万公升。因此，空气是否清洁和有否污染，对人体健康有很大影响。下面就我们常接触的环境做些分析： 一、办公环境质量与健康 现代化大楼多为封闭式的空气调节，为了节约能源，往往新鲜空气的补充量不够充分，人员一多，人体呼出的二氧化碳浓度就会显著高于一般办公用房。二氧化碳浓度升高超过0.15％时，就可使人感到头昏、胸闷，造成注意力分散，工作效率降低。 针对写字楼中空调系统造成的“副作用”，室内新风量不足、室内有害气体和污染物过多的现状，应通过适当补充新鲜空气，让室内外空气能流通交换。单就冲淡二氧化碳而言，每人每小时所需新风量应为30立方米，因此须防止新风采气口有空气污染源出现，定期检查空调过滤器和空调冷却水的洁净状况。也可以在室内养一些花草吸收有害气体；使用灯光时注意生物节律，多用自然光等。 在目前的办公楼房中，多数只注意空气的温度，往往忽视空气的相对湿度和空气的流动速度。湿度太低，空气干燥，易使上呼吸道粘膜受伤，感觉眼干、喉燥；湿度太高，达到70％时，会觉得闷热。合理调控空气的温度、湿度和速度，以保持合乎人体生理适应的氛围和卫生、舒适、高效的工作环境。 二、公共场合环境与健康 （一）商场、超市 人多，空气污浊。商场气味难闻，大多是新风系统的问题。一是空调管道没有定期除菌和清洗；二是新风量供应不足。在由气味引发的问题中，塑胶、皮革散发出的有毒气体也是一个重要方面。虽然不是质量问题，但大量皮革与塑胶制品积聚在一起，造成的浓烈气味对人体非常有害。如塑胶中含有苯，长期吸入可导致再生障碍性贫血；皮革挥发出致癌的甲醛、氡、苯等有毒气味，对婴儿、孕妇有很大危害。 建议：逛商场别超过1小时 第一，要减少商场中污浊和有害气体的危害，首先应减少停留时间，尽量不要超过1小时，特别是老人、孩子和孕妇、有过敏病史和症状的人。 第二，错开污染高峰期。一般来说，周末和每天下午四五点商场人流量大，此时里面汇集了一天的污浊空气，最好少逛。室内外温差太大时，夏天逛商场最好带件披肩，冬天等汗干透了再出门。从商场回家后，一定要先洗手，避免细菌传染。 （二）学校环境与健康 在窗户紧闭的有限空间里，将导致空气污浊，细菌数增加，温湿度上升。教室
论大气污染与人体健康的关系 众所周知，环境是人类赖以生存的基础，因此环境的好坏与我们的健康息息相关。每一天，我们都会接触到的便是那看不见、也摸不着的空气，可以说它是人类赖以生存最重要的外界环境因素之一。然而，随着社会经济的发展和城市化进程的不断加快，以城市为中心的大气污染问题日趋严重。其中大气颗粒物俨然已成为我国大多数城市的首要污染物，也是影响城市空气质量的主要因素。大气颗粒物是悬浮在大气中固体和液体颗粒物的总称，其主要来源包括自然界中的风沙尘土，各种燃料的燃烧物，钢铁厂、石油化工厂等工业生产过程的产生物，公路扬尘、建筑物扬尘、机动车排气等。 大气颗粒物作为一种重要的大气污染物，其粒径大小不同，被吸入并沉积在呼吸系统的部位不同, 引起机体的危害也有明显差异。一般来说，粒径小的颗粒物沉降速度慢，在空气中的悬浮时间长，与人体接触机会大。研究显示：粒径在10μm以下的可吸入颗粒是大气颗粒物中对环境和人体健康危害最大的一类。但是我们千万不要小看了这微小的家伙，大气颗粒物对人体健康有着严重的危害。主要包括以下几个方面:（1）呼吸系统：刺激肺部使其出现炎症;肺功能下降，肺部排除污染物的能力降低导致鼻炎、慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病恶化;引起哮喘等过敏性疾病和矽肺、石棉肺、肺气肿等肺病。（2）心血管系统：可引起血液成分的改变，血液粘度增加，血液凝集以及血栓形成;可引起动脉收缩，血压升高。（3）免疫系统：降低免疫功能，增加对细菌、病毒等感染的易感性，使机体对传染病
的抵抗力下降;病原微生物随颗粒物进入体内后，使机体抵抗力下降，诱发感染性疾病。（4）神经系统：导致高级神经系统紊乱和器官调解失能，表现为头疼、头晕、嗜睡和狂躁等。（5）癌症的发生：颗粒物所吸附的多环芳烃化合物是对机体健康危害最大的环境三致(致癌、致畸、致突变)物质，其中苯并芘能诱发皮肤癌、肺癌和胃癌。（6）刺激作用：大气中的硫化物、氮氧化物、氯气和光化学烟雾对眼、鼻、喉粘膜等有强烈的刺激作用，大气中灰尘的增多也会刺激眼结膜。（6）此外，大气颗粒物还可造成胎儿增重缓慢；影响儿童的生长发育和功能；导致患有心血管疾病、呼吸系统疾病和其他疾病的敏感体质患者过早死亡。 想到这么多可怕的后果，我们当然不能坐以待毙。首先，我们必须了解大气污染侵入人体的途径。直接方式是通过呼吸道直接进入体内。呼吸道粘膜对污染物特别敏感，同时又有很大的吸收能力；另一种是污染物落到水体、土壤和食物中，然后污染物随同饮用水和食物间接进入体内。 由此可以看出，大气污染对人体造成的危害是很大的。针对这样的情况，作为一名社会人，我们可以为环境建设做些什么呢？点滴生活，小事做起。例如我们可以用自行车、步行或公交车代替私家车，以此减少汽车尾气的排放；另外我们在家附近种上树，爱护我们周边的绿化等。除此之外，政府应该加大环境监督力度，加强公民的环境教育，从小培养起环保意识。只有保护好环境，降低大气污染，使人们生活在清新的空气当中，身体才会越来越健康。
空气中颗粒物对人体的危害 空气中的颗粒物是空气中固体和液体颗粒物的总称。按其粒径大小，可分为粗分散系 (粒径>10μm)和胶体分散系(0.001～10μm) 。其中，空气动力学当量粒径小于10μm 为 可吸入颗粒物（PMl0），由于粒径较小，易于直接进入呼吸道和肺中，危害人体健康。直径 小于 2. 5μm 的颗粒物质为细颗粒物(PM2.5)，大部分有害元素和化合物都富集于细颗粒物上，硫酸盐、硝酸盐、铵盐、含碳颗粒、金属颗粒、矿物质等是细颗粒物的主要成分。细颗 粒物粒径越小，其在大气中的存留时间和被人体吸收的比率则越大，对人体健康的影响也 越大。 那么，空气中的颗粒物，特别是可吸入颗粒物和细颗粒物是通过怎样的途径进入人体，对人体健康造成危害的呢？ 一般来说，空气中的颗粒物可以通过呼吸道、消化道、皮肤等途径进入人体。其中，呼 吸道吸入是最主要也是危害最大的途径之一。粒径越小的颗粒物对人体危害越大，粒径超过10微米的颗粒物可被鼻毛吸留，也可通过咳嗽排出人体，而粒径小于10微米的可吸入颗粒 物可随人的呼吸沉积肺部，甚至可以进入肺泡、血液。粒径0.5～2μm 的高密度颗粒物最 易被吸入并在肺泡区沉着。Churg等用电镜对10例温哥华居民的肺脏解剖标本分析发现， 沉积在肺实质内的粒子96%为PM2.5，提示肺脏对此粒径范围的颗粒物具有较高的选择滞留性。PM2.5沉积于肺泡区后，通过对肺粘膜的直接刺激作用，作为异物引起炎症反应或作为 致敏原导致过敏反应等，引起肺泡和粘膜损伤、支气管及肺组织炎症、慢性纤维化，加重哮喘，甚至导致肺心病等。此外，吸附于颗粒表面的可溶性毒性物质则可进入血液，对肺组织、心脏乃至全身各器官造成损害。 人类在漫长的进化过程中为了抵抗物理、化学、生物因素对人体的侵害，在体内形成了 大量的屏障结构，主要包括气血屏障、血脑屏障、血睾屏障、滤过屏障、血胎盘屏障等，这 些屏障结构是人体的保护性机制，对维持机体健康和正常机能起着十分重要的作用。人体 的屏障结构由多层细胞或组织构成，如：气血屏障位于肺泡与肺泡毛细血管之间，由肺表 面活性物质的液体层、肺泡上皮细胞层、上皮基膜、肺泡与毛细血管之间的间隙、毛细血管 的基膜和毛细血管内皮细胞六层组成；血脑屏障由毛细血管的内皮细胞及其之间的紧密连接、毛细血管的基膜、神经胶质细胞的突起组成；血睾屏障由毛细血管的内皮和基膜、毛细血管 与曲精小管之间的结缔组织、曲精小管的基膜、曲精小管的支持细胞及其之间的紧密连接构成；滤过屏障位于肾小囊，由毛细血管内皮细胞，非细胞性基膜，上皮细胞足突之间的裂隙
1.引言 实际上，早在2011年的秋末冬初，在北京，在中国，甚至在全球，就掀起了一场关于中国首都北京的空气污染真相的环保龙卷风。由于美国驻京大使馆周边空气中的PM2.5污染数据的实时公布，中国13亿公众第一次知道，为什么居住在北京的居民和旅行到北京的地球人，亲身感受到的北京空气质量与环境监测报告的差距如此巨大。 2013年1月，京津冀以及我国东部广大地区遭遇严重的大气污染，先后出现四次持续多日的 大范围雾霾天气。在1月份的31天里，雾霾天气达到24天。专家们说，大气颗粒物PM2.5是形成雾霾天气的罪魁祸首。于是，PM2.5再次成为人们关注和热议的焦点。1月12日，是北京人难以忘记的痛苦日子。这一天，北京的天空烟雾弥漫，烟气呛人，呼吸道疾病患者急剧增加，医院人满为患。由于能见度极低，高速公路被迫关闭，飞机停飞，交通受阻。 中国环境监测总站网站1月12日全国重点城市空气质量24小时均值显示，北京的可吸入颗粒物浓度（PM10）为786微克/立方米，天津的可吸入颗粒物浓度为500微克/立方米，石家庄的可 收稿日期：2013-02-20修订日期：2013-05-30 作者简介:杨新兴（1941-），男，中国环境科学研究院研究员，研究方向：大气环境污染。发表论文46篇，出版科普著作一部。获部级科技进步奖3项。E-mail:yangxinxing@https://www.doczj.com/doc/5b7058186.html, 冯丽华，女，工程师，研究方向：数据处理。E-mail:fenglihua99@https://www.doczj.com/doc/5b7058186.html, 尉鹏，男，博士，研究方向：气候与环境。E-mail:weipeng_1981@https://www.doczj.com/doc/5b7058186.html, 大气颗粒物PM2.5及其源解析 ◆杨新兴尉鹏冯丽华 （中国环境科学研究院，北京100012) 摘要：大气颗粒物的来源分为两类：一类是自然源；另一类是人为源。自然源主要包括：岩石土壤风化、 森林大火、火山爆发、流星雨、沙尘暴、海盐粒子、植物花粉、真菌孢子、细菌体，以及各种有机物质的自燃过程等。人为源主要包括：汽车尾气排放、摩托车尾气排放、火车机车排放、飞机尾气排放、轮船排放、工业窑炉排放、民用炉灶排放、农用拖拉机排放、工业粉尘、交通道路扬尘、建筑工地扬尘、裸露地面扬尘、烹饪油烟、街头无序烧烤、垃圾焚烧、农田秸秆焚烧、燃放烟花爆竹、寺庙香火和烟民抽烟等。在大气颗粒物中，细颗粒物主要来自化石燃料和生物质的燃烧过程。专家们认为细颗粒物是导致北京地区雾霾灾害天气频繁出现的最主要因素。汽车尾气排放大量的空气污染物。有车族对北京市严重的大气污染和雾霾灾害的形成，负有首要责任。有车族，少开车，或者不开车，是解决目前北京严重的大气污染，阻止雾霾灾害天气频繁出现的根本出路。 关键词：环境；大气颗粒物；PM2.5；霾；汽车中图分类号：X501 文献标示：A
空气污染与人体健康 摘要：众所周知，环境污染不仅对会大自然造成难以弥补的破坏，同时会对人的身体健康造成各种伤害。本文对近年来我国大气环境现状对人体健康影响,包括大气污染物对人体健康急性和慢性作用、气象要素的变化诱发心脑血管疾病、呼吸系统疾病及免疫功能的影响进行综述。 关键词：空气环境；空气污染物；总悬浮颗粒物；气象因素；人体健康 1.空气污染物 空气污染物即大气污染物，通常以气态形式进入近地面或低层大气环境的外来物质。如氮氧化物、硫氧化物和碳氧化物以及飘尘、悬浮颗粒等，有时还包括甲醛、氡以及各种有机溶剂，其对人体或生态系统具有不良效应。空气污染物主要有：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物(H空气污染物C)、硫氧化物和颗粒物（PM）等。 2.空气中的污染物分别对人体有哪些影响 2.1二氧化硫SO2 主要危害：形成工业烟雾，高浓度时使人呼吸困难, 是著名的伦敦烟雾事件的元凶；进入大气层后，氧化为硫酸（SO4）在云中形成酸雨，对建筑、森林、湖泊、土壤危害大；形成悬浮颗粒物，又称气溶胶，随着人的呼吸进入肺部, 对肺有直接损伤作用。 2.2悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）主要危害：随呼吸进入肺，可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症；沉积在绿色植物叶面, 干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程，从而影响植物的健康和生长；厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统；杀伤微生物, 引起食物链改变，进而影响整个生态系统；遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。 2.3氮氧化物Nox（如：NO、NO2、NO3）主要危害：刺激人的眼，鼻, 喉和肺，增加病毒感染的发病率, 例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒，诱发肺细胞癌变；形成城市的烟雾, 影响可见度；破坏树叶的组织，抑制植物生长；在空中形成硝酸小滴, 产生酸雨。 2.4一氧化碳CO 主要危害：极易与血液中运载氧的血红蛋白结合，结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕, 头疼，重者脑细胞受到永久性损伤, 甚至窒息死亡；对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大；引起胎儿生长受损和智力低下。 2.5挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物）主要危害：容易在太阳光作用下产生光化学烟雾；在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性；对人体有致癌、引发白血病的危险。 2.6光化学氧化物（如：臭氧O3）主要危害：低空臭氧是一种最强的氧化剂，能够与几乎所有的生物物质产生反应，浓度很低时就能损坏橡胶、油漆、织物等材料；臭氧对植物的影响很大。浓度很低时就能减缓植物生长，高浓度时杀死叶片组织, 致使整个叶片枯死，最终引起植物死亡，比如高速公路沿线的树木死亡就被分析与臭氧有关；臭氧对于动物和人类有多种伤害作用, 特别是伤害眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症。 2.7有毒微量有机污染物（如：多环芳烃、多氯联苯、二恶英、甲醛）主要危害：有致癌作用；有环境激素（也叫环境荷尔蒙）的作用。 2.8重金属（如：铅、镉）主要危害：重金属微粒随呼吸进入人体，铅能伤害人的神经系统, 降低孩子的学习能力，镉会影响骨骼发育，对孩子极为不利；重金属微粒可被植物叶面直接吸收，也可在降落到土壤之后, 被植物吸收，通过食物链进入人体；降落到河流中的重金属微粒随水流移动, 或沉积于池塘、湖泊，或流入海洋, 被水中生物吸收，并在体内聚积, 最终随着水产品进入人体。 2.9有毒化学品（如：氯气、氨气、氟化物）主要危害：对动物、植物、微生物和人体有直接危
大气颗粒物对人体健康的危害 陈聪聪倪春辉 【摘要】简要介绍了对大气颗粒物的认识过程及其特性与危害。(还原型与氧化型污染、TSP、PM10、PM2.5、PM0.5)依据国内外流行病学研究的结果,简要阐述了PM2.5的特性、研究现状和对人体呼吸系统的危害与简要机制。 【关键词】大气颗粒物；PM2.5；人体健康；危害 【Abstract】Process of atmospheric particulate’s understanding and its charactreistics and harm of are introduced briefly.(TSP,PM10,PM2.5,PM0.5)according to the results of epidemiological studies both at home and abroad.Expound the character of PM2.5,the research status quo,the harm on human respiratory system and principle briefly. 【Key words】Atmospheric particulate；PM2.5；Human health；Harm 大气是人类赖以生存的基本环境要素。但随着工业的发展、城市人口的密集、煤炭和石油燃料的迅猛增长，大气环境质量日趋恶化，大气污染已成为影响世界环境和人类身体健康的主要危害因素之一。由于大气污染物中悬浮颗粒物会对人体健康产生直接的负面影响，从而受到各国政府及有关部门的高度重视。[1]总悬浮性颗粒（TSP）是指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称，其粒径范围约为0.1-100 微米。粒径的大小决定了其在呼吸道中的位置。通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物（IP）。而当直径小于或等于2.5微米时，即PM2.5，被称为可入肺颗粒物。较大的颗粒物往往会被纤毛和黏液过滤无法通过鼻子和咽喉。然而小于10微米的颗粒物即可吸入颗粒物PM10可以穿透这些屏障达到支气管和肺泡。而小于2.5微米的颗粒物，比表面积大于PM10，更易吸附有毒害的物质。由于体积更小，PM2.5具有更强的穿透力，可能抵达细支气管壁并干扰肺内的气体交换，可能会通过肺部传递影响其他器官。[2, 3]最新的研究显示，PM0.5即粒径小于0.5微米的颗粒物，对人体心血管系统的损伤更大。[4]本文就我国对大气颗粒物的认识过程、PM2.5的研究现状及其对人体造成的危害进行综述，为国内相关研究提供借鉴。 1 对大气污染物的认识过程。 1.1 还原型污染与氧化型污染
目录 前言 (1) 1可吸入颗粒物特性 (2) 1.1可吸入颗粒物来源 (2) 1.2可吸入颗粒物分布 (3) 1.3物理特征 (4) 1.4化学组成 (5) 2对人体健康的危害 (7) 2.1呼吸系统 (7) 2.2神经系统 (7) 2.3致突变性和潜在致癌性 (8) 2.4生殖系统 (8) 2.5心血管疾病 (9) 2.6增加死亡率 (9) 3 防治措施 (10) 结语 (11) 参考文献 (12) 致谢 (14)
摘要 随着城市化和工业化的快速进行，我国的空气污染日益严重，由此造成的健康损害引起人们的广泛关注。近年来，流行病学研究的结果证实了大气颗粒物与人体健康密切相关。随着对大气颗粒物研究的深入，人们越来越意识到可吸入颗粒物（粒径在10μm以下的颗粒物）是大气颗粒物中对环境和人体健康的危害最大的组分。在控制可吸入颗粒物质量浓度的同时，亦应重视可吸入颗粒物本身的物理和化学性质的研究，因为正是颗粒物的物理和化学性质决定了颗粒物的环境及健康效应。 关键词：可吸入颗粒物；特性；危害
Abstract With the rapid urbanization and industrialization,The increasingly serious air pollution in our country, the resulting health damage to arouse people's attention. In recent years, Epidemiological studies have confirmed the results of atmospheric particulate matter is closely related to human health. With the deepening of the research on atmospheric particulate matter, People are becoming more and more aware of the particulate matter (size under 10 microns particles) in atmospheric particulate matter is harm to environment and human health of the largest component. In the control at the same time, the mass concentration of particulate matter, also should pay attention to the physical and chemical properties of particulate matter. For it is the physical and chemical properties of particles determines the environmental and health effects of particulate matter. Key words：Particulate matter;Features; Harm
▲ HUANJINGYUFAZHAN 67 滕宇 （天津师范大学地理与环境科学学院，天津 300387） 摘要：近几年，随着大气污染治理工作的逐步推进，我国整体大气环境质量有所提高，但颗粒物污染依旧影响着绝大多数城市空气质量，并对人体健康造成一定危害。本文针对我国大气颗粒物污染现状及产生危害进行探讨，并提出了防治对策。关键词：大气颗粒物；污染现状；防治对策中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2019)05-0067-01DOI:10.16647/https://www.doczj.com/doc/5b7058186.html,15-1369/X.2019.05.039 Current situation and prevention measures of atmospheric particulate pollution Teng Yu （School of Geographic and Environmental Sciences, Tianjin Normal University ,Tianjin 300387,China ） Abstract: In recent years, with the gradual advancement of air pollution control, the overall atmospheric environmental quality in China has improved, but particulate matter pollution still affects the air quality of most cities and poses certain harm to human health. In this paper, the present situation and hazards of atmospheric particulate matter pollution in China are discussed, and the prevention and control measures are put forward. Keyword: Atmospheric particulate matter; Current situation; Prevention measures 伴随着我国经济社会的飞速发展，城市人口密度增大，机动车总量增加，煤炭消耗量持续攀升，导致经济发达地区严重颗粒物污染，灰霾天气时有发生，能见度降低。特别是细颗粒物（PM 2.5）可以进入人体呼吸道造成呼吸系统疾病，且可能增加暴露人群的死亡风险，也是导致大气能见度降低的罪魁祸首[1]。因此，对大气颗粒物的污染状况进行分析，采取有效的防治措施，控制大气颗粒物污染势在必行。 1?大气颗粒物污染现状 随着城市化和工业化进程的加速，我国大气污染开始由煤烟型转向复合型污染。可吸入颗粒物（PM 10）污染虽有所控制，但未从污染源头得到完全解决。与此同时，汽车尾气和工业燃烧排放增加，一些城市群细颗粒物（PM 2.5）的浓度在持续增加，区域性大气污染愈发严重，并且呈现扩张趋势。研究表明，2016年我国有84个城市环境空气质量达到国家二级标准，254个城市环境空气质量超标[2]。因此，大气颗粒物污染日益成为制约中国经济和社会可持续发展的一个重要环境因素。 2?大气颗粒物的危害 2.1?大气颗粒物对人体健康影响 随着我国城市化、工业化进程加快，人们越来越重视城市建设，工业生产过程中产生的大气颗粒物对人体健康影响。人体如果吸收空气中大量颗粒物会对心肺功能造成损害，进而引发各种肺部呼吸疾病，严重的话会导致肺癌。特别是PM 2.5中的细微颗粒可以被人体吸入体内并长期存在。研究表明，生活在颗粒物污染水平较高地区人群的死亡率显著增加，且颗粒物浓度和暴露时间决定了吸入剂量，浓度越高，暴露时间越长，则损害越大[3]。 2.2?大气颗粒物对生态环境影响 生态环境方面，大气颗粒物对光具有散射和吸收作用，其中吸收效应是由碳黑颗粒物引起，不同程度地削弱光强度，使得视野受限，能见度的下降容易使人的心理健康受到影响，严重时可能造成交通阻塞 [4] 。 当大量细颗粒物（PM 2.5）长时间停留在空中则会造成空气混浊，严重时则会产生雾霾天气，对人体健康产生危害。雨水凝结核中同样含有大气细颗粒物PM 2.5，不同条件下，PM 2.5会吸附空气中水分而引发干旱天气， 或使雨水凝结核的数量异常增加，最终会导致暴雨天气[5]。 3?大气颗粒物防治对策 3.1?重视工业布局，加强工业污染源头控制 合理规划城市中的工业布局，城市建设或改造过程中，工业企业的选址应充分考察周边的气象因素及地理条件。工业生产过程中会排放大量的颗粒污染物，需要对其产生的多种污染物协同减排，避免发生反应生成二次污染物，从源头进行有效控制。因此在工业化发展进程中，加快重污染企业发展转型，促进经济结构调整，整治高排放产业，严格督促清洁生产审批环节，大力发展绿色循环经济，相关企业减排目标落实到位，使空气质量不再恶化。 3.2?加强城市生态绿化建设以及扬尘污染治理 城市发展过程中，加大对裸地及施工扬尘的治理，尤其对于无植被覆盖、风沙尘影响范围大的区域，重点加强防尘措施，尽量避免扬尘的生成及传输。加快城市生态绿化工程建设，保护城市周边湿地，建设周边绿化防护带，对开放型土地资源进行生态修复。提高植被覆盖率，对大气环境进行杀菌、滞尘，有效控制大气颗粒物，改善城市整体大气环境。3.3?控制机动车尾气排放 大气颗粒物有很大部分来源于机动车尾气，其中含有大量芳香烃、有毒有害气体和含铅细颗粒物，阳光照射下会发生反应形成光化学烟雾。为限制机动车尾气排放，要严格执行机动车排放标准，合理控制机动车数量的增长，采用限号的方式适当管控机动车出行。实行公共交通优先策略，加快城区快速轨道交通建设，提倡公共交通出行；同时大力推广清洁能源汽车，以清洁能源替代传统石油燃料，对大气污染治理也十分有效。 4?结论 大气颗粒物可由局部扩散至周边甚至全球，对环境质量和人类健康造成严重影响。大气颗粒物来源十分复杂，污染特征具有区域差异性，传统的固定区域单一污染因子治理方法已经不能满足当前复合污染防治需求，迫切需要制定适合我国污染状况的大气颗粒物污染防治对策，有效改善大气环境质量。 （下转第71页）