城市生活与健康系列之三 灰霾中的城市生活
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灰霾中的城市生活
文/致桦
科学汇
SCIENCE
天气晴朗的时候，站在城郊的高处眺望，市区无一例外地笼罩在一团灰蒙蒙的气团中。诗文常将这比喻为“万丈红尘”，用以形容烦嚣的都市生活，真是贴切，这团灰雾就是由细小的微尘组成的，十分有害健康。
作为城市化的代价之一，灰霾天气已日渐成为城市空气污染的突出问题。现有的监测数据显示，北京、上海、广州等大城市的灰霾天数已占到全年天数的30%~50%。这一大气现象背后的元凶就是漂浮在空气中的细尘埃，亦即可吸入颗粒物。它不仅造成了蓝天不蓝的尴尬，同时对人体健康亦危害甚著。
蓝天何不蓝？
久居于大城市的市民往往会有这样的感受：尽管空气监测数据显示达标，蓝天的日子据称也一年年增多，但天空却总给人以灰蒙蒙的感觉，白云映衬下的湛蓝天空似乎成了纸面上的形容词。
这种反差的存在主要由于我国空气质量评价体系存在缺陷所致。现有体系只将PM10(直径2.5~10微米间的颗粒物)纳入其中，并未包括PM2.5(直径小于2.5微米的颗粒物)。而在美国和欧盟等发达国家和地区，早已建立了大气中PM2.5的浓度标准。
在我国目前的评价标准中，当空气质量被判定为良好时，PM10的浓度应介于每立方米50~100 微克，但此时PM2.5的浓度仍有可能远高于世界卫生组织在《空气质量准则》中制定的限值(PM2.5年均浓度限值为每立方米10微克，日均浓度限值为每立方米25微克)。
实际上，PM2.5才是导致灰霾天气的罪魁祸首。灰霾感主要表现为大气能见度的下降。这是由于大气中的颗粒物对光的散射和吸收减弱了光信号，并使天空背景与目标物体的对比度降低所致。空气分子的散射作用非常微小，其最大理论视距可达100~300公里。在颗粒物存在的情况下，尤其是直径为0.1~1微米间的细小颗粒物能够起到显著的光散射作用，这大幅降低了有效视距。
鉴于PM2.5在人体健康和空气质量中产生的重要影响，我国一些地区已经开展了PM2.5的实验性检测。修改完善环境空气质量标准评价体系的呼声也愈加高涨。如今，于1987年颁布的《大气污染防治法》正在修订当中。据悉新法律有望完善增加细微颗粒物、臭氧等指标，用以更加客观地反映空气质量，并在此基础上，对多种大气污染物加以协同控制。
随风潜入肺
提到空气污染，相信“沙尘暴”是每个人都耳熟能详的关键词。每年开春，我国北方大部地区总要经受若干次沙尘暴的洗礼。不过，尽管“很黄很暴力”的沙尘暴往往能给途经的城市带来“满城尽带黄金甲”的恶果，但相比可吸入颗粒物对人体健康和环境造成的威胁，就好比小巫见到了大巫。
在城市化的不同阶段，大气颗粒物的主要成分也随之发生变化。起初颗粒物以机械扬尘为主。而后随着工业化的深入，硫酸盐污染日益成为主角。再以后城市化进程的加快导致城市人口激增，工业、生活及汽车废气的超量排放，再辅以城市中的特殊气象条件及热岛效应，这些因素共同促成了可吸入颗粒物成为拉高空气污染指数的首要污染物。
一般而言，悬浮于空气中且空气动力学直径小于10微米的颗粒物统称为可吸入颗粒物。这些细尘埃主要来源于燃料燃烧的人为活动。比如能源工业部门煤炭的燃烧、机动车尾气的排放、金属冶炼过程中金属蒸汽的冷凝聚结、居民生活炉灶的燃烧等。此外，排入大气中的二氧化硫、氮氧化物等气态污染物经化学反应后也可形成直径较小的二次粒子。
在大气中，可吸入颗粒物主要受气体扩散和湍流扩散作用的影响，由于其质量微小且对气流跟随性极好，因此在常规除尘设备中，几乎总是跟随气流一起运动，难以从气流中分离出来。这些特点使之能长期悬浮于空气之中，随着人的呼吸吐纳，经鼻腔、呼吸道深入到气管、支气管、肺泡乃至血液中。
鬼小危害大
可吸入颗粒物的危害与其直径的大小有着直接的关系。直径10微米以上的颗粒物会被鼻腔或口腔黏膜所黏附。2.5~10微米间的颗粒物可进入上呼吸道，其中有部分为呼吸道上皮的纤毛所吸附，继而通过痰液排出体外。当颗粒物的直径小于2.5微米时，则可以深入至支气管和肺泡，一些更小的颗粒甚至可通过肺泡进入血液，随循环系统到达全身各处。
大量研究发现，大气中PM10浓度的上升，易导致上呼吸道感染、鼻炎、慢性咽炎、慢性支气管炎、肺气肿等多种呼吸系统疾病的恶化。有统计显示，PM10一立方米每增加100微克，成人男女感冒咳嗽的发生率会分别升高4.81%和4.48%，同时成年男性患支气管炎的比率增加5.13%。另外可吸入颗粒物的过多吸收将损害肺部呼吸氧气的能力，并导致肺脏排出污染物的能力降低。
由于PM2.5能够通过肺部进入到血液中，因此心血管成了可吸入颗粒物的又一破坏目标。研究表明，颗粒物会导致心律、血粘度发生改变，增加了突发性心肌梗塞的风险。高浓度的PM2.5还会提高血液的粘稠度，诱发血栓的形成。
可吸入颗粒物除了能够直接对健康造成危害外，由于其个头小，表面积大，它还能作为有害物质的载体。比如石化燃料及木材、烟草等有机物在不充分燃烧时会产生大量的多环芳烃，其中的苯并芘是致癌性最强的代表物质。这些多环芳烃直接排入大气后，可吸附在颗粒物上，特别是PM2.5的表面。
对于可吸入颗粒物危害人体健康的机制，目前科学家尚未形成公认的看法。据推测，其直接作用是作为化学刺激物，诱导免疫细胞分泌大量细胞因子，导致肺部出现损伤性炎症，继而引起血液学改变，导致心血管疾病的发生。间接作用表现为附着于颗粒物表面的有毒有害化合物、重金属元素随其进入体内后损害身体健康。
被沙尘暴侵袭的城市。虽然沙尘暴铺天盖地而来，但要论对健康的危害,细小的微尘和灰霾天气更厉害。
沙尘暴留下厚厚的灰尘，北京人称为“下土”。