大气中的PM25以及对人体的危害

1、 大气颗粒物颗粒物对人体的影响l 什么是颗粒物，此物究竟从何而来？l 到底对我们人体有多大危害？大气颗粒物到底是啥？大气颗粒物到底是啥？ 背背 景景 事事 件件l 进入2011年10月，那些原本怀着度过“一年中最美季节”的北京市民北京市民却大失所望：连绵不断的阴霾天气加上频繁入侵的西伯利亚冷空气，让人感觉阴冷而又呼吸艰难。一年中最美好的季节，竟然意外的演变成了一年中“最糟糕”的时间l 记者从西安市环保局获悉，11月份，西安市环境空气质量优良天数为25天，其中优级天数为3天。受大雾等不利因素影响，本月西安市出现了5天轻微污染，首要污染物仍为可吸入颗粒物，污染指数最高达到117。环境空气中二氧化硫

2、、二氧化氮和可吸入颗粒物的平均浓度分别为0.023毫克/标立方米、0.030毫克/标立方米和0.103毫克/标立方米，同比分别下降71.6%、56.5%和33.1%。 大气颗粒物大气颗粒物（气溶胶（气溶胶 ） -悬浮在气体中的固体或气体颗粒，在环境科学中，有时把细小颗粒物称为气溶胶。总悬浮颗粒物 Dp100m total suspended particulates, TSP 可吸入颗粒物 Dp10m inhalabal particulates, IP particulate matter, PM10 细粒子 Dp2.5mfine particle particulate matter, P

3、M2.5 包括液体、固体或者液体和固体结合 存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒 能进入人体呼吸道，且能长期漂浮于空气中在空气中悬浮的时间更长,对健康的危害更大l 一般来说，直径大于10微米的颗粒通常不会进入人体的肺部，因为我们的呼吸器官可以对他们进行有效的过滤和阻拦，它们只会对我们的眼睛，鼻子和嗓子造成潜在威胁。l 而直径小于10微米的颗粒物被称为PM10(Particulate Matter 悬浮颗粒)。其中直径在2.5微米-10微米之间的被称为“大颗粒”粉尘，直径小于2.5微米的则又被称为“超细颗粒”，即PM2.5。l 人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人

4、类健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。 名称名称物理性质物理性质粒径（粒径（mm）形成机制形成机制轻雾（轻雾（mistmist）水滴水滴4040雾化、冷凝雾化、冷凝浓雾（浓雾（fogfog）液滴液滴1010雾化、蒸发、凝结和凝聚雾化、蒸发、凝结和凝聚粉尘（粉尘（dustdust）固体粒子固体粒子1 1机械粉碎、扬尘、煤燃烧机械粉碎、扬尘、煤燃烧烟气（烟气（fumefume）固、液微粒固、液微粒0.010.011 1蒸发、凝集、升华蒸发、凝集、升华烟（烟（smokesmoke）固体微粒固体微粒1 1升华、冷凝、燃烧升华、冷凝、燃烧烟雾（烟雾（smogsmog）液滴、固体微粒液

5、滴、固体微粒1 1冷凝、化学反应冷凝、化学反应表 颗粒物的形成机制及其物理性质特征按其形成过程，可分为：1 一次污染物：由人类活动直接产生，自污染源直接排入环境后，其物理和化学性状未发生变化的污染物。2 二次污染物：排入环境的一次污染物，由于自然界的物理、化学和生物因子的影响，其性质和状态发生变化而形成的新的污染物。大气颗粒物来源1 1 天然源天然源 地面扬尘（风吹灰尘）、海浪浪沫、火山爆发喷出物、森林火灾燃烧物、陨星尘及生物界产生的颗粒物，如花粉、袍子等。森林排出碳氢化合物（主要是萜烯类）-光化学反应-产生微小颗粒；与自然界硫、氮、碳循环有关的转化产物如由H2S、SO2经氧化生成的硫酸盐；由

6、NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。2 2 人为源人为源 （1）燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物，如煤烟飞灰等。 （2）工业生产排放的固体微粒。 （3）汽车尾气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物。 （4）人为排放SO2（一定条件下）-硫酸盐粒子 。 （5）城市大气中颗粒污染，如公路扬尘、建筑扬尘等。毒理机制毒理机制 PM10成分复杂,致毒机制也并非一种机制能够解释。目前认为PM10的致毒机制主要是: l (1) PM10进入肺内后,首先与肺泡巨噬细胞、肺上皮细胞作用,刺激释放各种细胞因子,导致肺炎症和肺纤维化。l (2)PM10与细胞作用后,释放活性氧(ROS)和自由基,氧化损伤组织细胞和遗传物质

7、并引起细胞增生和分裂紊乱,最后可能导致恶变。总之,PM10可能通过氧化刺激、炎症反应及遗传物质改变等多种机理引起机体各部分的损伤。而这些损伤又是相关的。如PM10由于损害了免疫系统，更易造成其它系统的损害。 细胞急性致毒作用机制细胞急性致毒作用机制l PM10主要通过自由基产生细胞急性致毒效应。研究表明，颗粒物中含多种无机物和有机物，它们在空气中经紫外辐射,会形成自由基,并引发自由基链反应，形成更多的自由基，进而形成更多的过氧化物。在一定条件下,过氧化物在体内氧化分解,并通过脂质过氧化作用破坏细胞膜和损伤DNA，导致很高的细胞毒性。 PM10进入呼吸道后,大部分可被呼吸道表面的纤毛黏液层黏附或

8、清除，但过多的微粒沉积会对气道产生刺激，并导致平滑肌收缩慢支炎、肺气肿患者气道对有害刺激的反应性降低，清除能力减弱，使较多的颗粒物进入小气道和肺泡，加重了对肺功能的损害。 PM10与肺组织细胞接触后，可通过 腐蚀刺激或其成分的毒性作用对肺组 织细胞造成损害,导致细胞及其生化成 分发生改变。这些颗粒物进入肺组织 后，可激发体内的脂质过氧化反应,使 体内氧化和抗氧化系统失去平衡。一 方面使得脂质过氧化酶(LPO)增高，另 一方面使体内的抗氧化系统耗竭,表现为 谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)下降和 LPO/GSH-Px增高,导致谷胱甘肽转化 为氧化型、上皮细胞受到损伤、细胞通 透性增加，引起肺损

9、伤和肺疾病，如肺 功能下降、肺纤维化、慢支、肺气肿等 对呼吸系统的毒性作用机理对呼吸系统的毒性作用机理 对免疫系统的毒性作用机理 许多研究证明，PM10损坏非特异性免疫功能。国外有研究认为，随PM10中细颗粒物粒子浓度的增加，巨噬细胞存活率和吞噬功能下降，巨噬细胞出现凋亡，并且降低抗原的提呈能力，使免疫活性细胞功能及组织体液中的杀菌物质改变，从而降低肺局部特异性淋巴细胞的免疫应答，导致局部防御力降低，而引起局部炎症感染。 对循环系统的毒性作用机理对循环系统的毒性作用机理 苯类化合物及其代谢物酚接触PM10后，释放出来的细胞因子使肝脏释放前凝聚因子，它使血管白细胞移动改变，从而导致血液流动性降低

10、，这可能与颗粒物引起心血管疾病和死亡增加有关。另外，由于PM10可以引起肺纤维断裂而发生慢性肺气肿并导致局部纤维增生，因而肺泡受损，使氧在肺泡内失去弥散交换功能，引起低氧血症。肺泡壁的纤维增生、变性，损害肺泡壁上的微细血管，导致小动脉和小静脉狭窄阻塞，造成肺部血管阻力增加，使肺动脉压升高，进而右心室出现肥大，最终导致肺性高血压和肺心病。 “三致”效应(致癌、致突变、致畸) PM10内含有各种直接致突变物和间接致突变物，可以损害遗传物质和干扰细胞正常分裂，同时破坏机体的免疫监视，而引起癌症和畸形。PM10的化学组分或活性氧直接损害遗传物质而导致癌基因激活、抑癌基因失活、遗传物质改变,进一步可能导

11、致肺癌。有研究发现，PM10中的许多有机成分均能损伤DNA，以多环芳烃最明显,并且致癌作用与免疫毒性往往是一致的。国外研究认为，接触颗粒物可导致上皮细胞和巨噬细胞内的细胞因子增加，污染物作用于细胞产生的一些细胞因子如生长因子，可能导致细胞周期失去正常调节，从而使细胞分裂增加，进一步形成肿瘤。颗粒物可通过影响细胞间隙通讯功能的改变而导致细胞进一步恶化。其他毒性机理l 许多研究证明，PM10还能损害生殖系统，降低生育能力，引起胎儿畸形等。烟雾中有毒金属元素可以干扰卵母细胞的成熟分裂，降低生殖能力。此外，PM10还能使儿童所受的紫外辐射量减少，妨碍了体内维生素D的合成，使钙磷代谢处于负平衡状态，造成

12、骨骼钙化不全。 颗粒物的危害颗粒物的危害l（1）对人体的影响对人体的影响l（2）酸雨）酸雨l（3）对能见度的影响）对能见度的影响l（4）对温度的影响）对温度的影响l A 如果吸入颗粒物过多或如果吸入颗粒物过多或颗粒物中含有颗粒物中含有毒有害成分毒有害成分时，就可能时，就可能出现出现免疫功能免疫功能障碍障碍，危害健康；，危害健康；l B 颗粒物中如果含有较多颗粒物中如果含有较多病菌和病毒病菌和病毒时，则可能时，则可能引引发传染病发传染病；C 大于大于5m的颗粒物的颗粒物 小于小于5m的颗粒物的颗粒物 长期吸入过量颗粒物，积聚在肺部，可能使人患长期吸入过量颗粒物，积聚在肺部，可能使人患“尘肺病尘肺

13、病”；有些颗粒物沉积在肺部，还可能有些颗粒物沉积在肺部，还可能引起恶性病引起恶性病变变。 人类需要洁净的空气人类需要洁净的空气 排放到空气中的有害物质，大致可分为有害气体和粉排放到空气中的有害物质，大致可分为有害气体和粉尘两大类尘两大类城市空气质量评价指标城市空气质量评价指标l 总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物：这是大气降尘的主要污染指标。 PM10PM10： 粒径小于10微米不能被人的上呼吸道所阻挡的可吸入性颗粒。 PM2.5PM2.5 ：粒径小于2.5微米的可吸入性气溶胶。这种气胶微粒被吸入人体后，会渗透到肺部组织的深处，可引起支气管炎和肺癌等病变。l 二氧化硫：二氧化硫：二氧化硫在大气中会氧化而

14、形成硫酸盐气溶胶，毒性将增大10倍以上l 氮氧化物：氮氧化物：氮氧化物与水可生成硝酸盐、亚硝酸盐。进入人体，可生成强致癌物亚硝酸氨，也可与人体血液中的血红蛋白结合，使人产生缺氧症状。案例：北京案例：北京 PM2.5PM2.5对人体的危害性对人体的危害性现代医院证明，含有高浓度超细颗粒（PM.25）和大颗粒(PM10)的空气会对人体会产生一系列严重的健康伤害，例如可以加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。 颗粒物污染较重的中国城市主要分布示意图PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物，容易引起灰霾天气，也称为可入肺颗粒物，对人体危害较严重，易造成呼吸道疾病等。 北京北京PM2.5PM2.5超标事件超标事件北京北京PM2.5PM2.5超标事件超标事件l曾有网友根据信息公开原则，要求北京市环保局公布PM2.5的监测数据，但遭到了拒绝，北京市环保局的书面回应是，PM2.5监测数据目前只能作为研究使用，所以不予公布。 l美国驻华使馆会将使馆区域内监测到