淺談霧霾天氣的環境毒理效應楊

摘 要：2013年1月5日至26日，全國多地出現霧霾天氣，長三角、珠三角和京津冀等地區尤其嚴重。導致霧霾天氣形成的一個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，危害程度越大。因此，探尋控制顆粒物產生、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效應，并提出應對措施。

關鍵詞：霧霾；PM2.5；環境毒理效應；應對措施

中圖分類號 P427 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）16-98-02

2013年初我國多地出現霧霾天氣，長三角、珠三角和京津冀等地區尤其嚴重，如北京在2013年的第一個月，只有5d不是霧霾天氣，PM2.5最高濃度達到了993μg/m3。我國霧霾天氣主要分布在長三角、珠三角、京津冀以及四川盆地。氣象衛星遙感監測顯示，2013年的霧霾天氣影響面積達190萬km2，并且呈片狀分布，其影響程度較大。東北地區、烏魯木齊、蘭州以及西安等地霧霾也很嚴重，但由于城市間隔的遠，沒有形成片。

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，就越容易進入呼吸道，且進入越深。當顆粒物的直徑小于等于2.5μm的時候，它能附著大量有害物質進入到細支氣管和肺泡，甚至血液。而相同質量的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，霧和霾的統稱。但是霧是霧，霾是霾，二者有一定區別。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，它本身也是一種污染物，但是二者都能使空氣能見度降低，視野模糊，主要區別在于空氣濕度的不同。一般相對濕度小于80%時的大氣混濁導致視野模糊能見度惡化是霾造成的，相對濕度大于90%時的大氣混濁導致視野模糊能見度惡化是霧造成的。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首。

理論上的霧是由水汽凝結成水滴。假如空氣中沒有細顆粒物，自然界要將水蒸汽變成水滴要在相對濕度達到400%的時候才可以。如果空氣中的細小顆粒物濃度越高，形成霧需要的相對濕度越低。霾的核心物質是空氣中懸浮的灰塵顆粒，氣象學上稱為氣溶膠顆粒。因此，霧、霾、PM2.5都涉及一個問題，即空氣中細顆粒物的問題。

1.3 霧霾形成的主要原因 在我國，導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 自然產生的顆粒物主要是沙漠地帶產生的沙塵，以及海水蒸發產生的海鹽。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 由于人類活動產生的顆粒物，一方面來自工廠化石燃料的大量使用，以煤炭燃燒為主要能源結構的熱電廠和化工廠等會產生很多顆粒物；另一方面機動車尾氣的大量排放也會產生大量的顆粒物。這些顆粒物為霧霾天氣的產生埋下了隱患。

2 霧霾的環境毒理效應及其危害性

2.1 霧霾中顆粒物的遷移效應 由于氣候等原因，空氣中的顆粒物可以隨風長距離遷移，而在遷移過程中，顆粒物的主要成分發生了變化，這種變化常常是伴隨著空氣的污染。從新疆、內蒙古等地的沙塵到達上海，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程中，不斷和二氧化硫等酸性污染物結合的結果。二氧化硫的大量排放，造成了顆粒物在遷移中的成分變化，最終導致了顆粒物的吸光系數和消化系數發生了變化，從而產生了霧霾。

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。氣溶膠是液態或固態微粒在空氣中的懸浮體系。氣溶膠中對能見度影響最大的就是有機鹽，其次是硫酸鹽、硝酸鹽和黑炭。有機鹽和硝酸鹽主要來自汽車尾氣的排放，硫酸鹽和黑炭主要來自化石燃料的大量燃燒。這些顆粒物本身就是致癌物質，同時在顆粒物的表面還能吸附大量的重金屬，危害很大。PM2.5對人體的危害主要取決于兩個方面，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，對呼吸系統和心血管系統影響更大。因此對老人和兒童的危害更為明顯。

在工業化之前，由揚塵產生的顆粒物主要是硅酸鹽，它對人體造成的主要危害是填充肺泡，形成矽肺。

3 當前應對霧霾的主要措施

3.1 環境空氣指標報告和人們的感官差異 我國現行的《環境空氣質量標準》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），并沒有規定PM2.5的標準。根據世界衛生組織的規定，對人體沒有影響的PM2.5濃度是10μg/m3，超過這個標準的3～5倍就不適宜人類居住。而到2016年在全國范圍內實施的新的《環境空氣質量標準》中規定PM2.5的標準是35μg/m3。

目前，我國大部分地方采用的是老標準，以PM10為主要指標，其中的二級標準是日平均150μg/m3，而更多時候PM2.5占PM10的60%左右。因此，如果某天監測PM10是100μg/m3，那么PM2.5達到了60μg/m3，遠遠超過了世界衛生組織的規定。這也就是為什么報告的空氣指標是良好的，而人們的感官感受卻不好的原因。

3.2 主要應對措施 改善我國的能源結構，控制煤炭的使用量。我國以煤炭為主要能源，煤煙污染較嚴重。因此，應合理地調整能源結構，發展集中供熱，限制小型燃煤鍋爐的使用，鼓勵推廣使用天然氣。

我國機動車每年保持高速增長，機動車激增已經成為當前我國很多城市PM2.5超標、形成霧霾的主要原因之一。復旦大學環境科學與工程系大氣化學研究中心主任莊國順團隊對交通管制前后及早7：00之前晚7：00之后空氣中的PM2.5做了對比分析，發現在管制時段內，PM2.5含量顯著下降。因此控制機動車保有量的增長速度，對減少PM2.5的排放和霧霾天氣的產生具有重要意義。

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