除了 PM 2.5 指數,霧霾中還有哪些數據值得關注?
知名國際環保組織與北京環境誘變劑學會潘小川教授合作發布發布的《北京採暖季大氣PM2.5中致癌重金屬組分差異研究報告》提到, 過去三年北京市出台系列大氣污染防治措施,使北京大氣PM2.5中砷、鉛和鎘三種致癌重金屬元素質量比分別下降了85.9%、48.9%和40.7%,其中與煤炭燃燒密切相關的砷改善最為顯著。
這是說雖然 PM 2.5 指數並沒有下降,但是霧霾的危害已經得以減輕了嗎?除了重金屬元素質量,還有哪些關於霧霾的數據值得關注?
霧霾是一種天氣現象,是大氣中高濃度細顆粒物造成的,通常用pm2.5指代細顆粒物。平時關注的是顆粒物的數濃度,就是一些app中看到的pm2.5濃度,是一個整體的總量的概念,而顆粒物組分的意思就是這些懸浮在空氣中的細小顆粒是由什麼組成的。
回到這個問題,我們要關注哪些組分,一定是這些組分對我們有害,我們要提高警惕,我們要控制。一般認為顆粒(霧霾)對環境的不利影響包括三個方面,對健康的影響,對氣候的影響,對能見度的影響。但目前很多研究表明顆粒物的不同組分,甚至組分不同的混合狀態都表現出不同的環境效應。所以關注顆粒物中不同組分的濃度,對於評估環境效應,解析顆粒物的來源,制定控制措施具有重要意義。
顆粒物中的組分主要有:離子,有機碳,元素碳,金屬。這是最簡單的分類,具體分下去,顆粒物中佔比較高的組分包括硫酸鹽,硝酸鹽,銨鹽,有機碳,元素碳,鉀,鈉,硅,鋁,鈣等。而其中有機碳又包括成千上萬種有機物,有多種致癌性較強的多環芳烴,元素碳又叫做黑炭,具有致癌能力。金屬種類也較多可測得幾十種金屬。
目前認為對環境影響較大的組分,也是研究較多的組分:
1.黑碳(元素碳),是不完全燃燒的產物。對人體具有較強的致癌能力,在大氣有較強的吸光能力,引起能見度降低,影響全球的輻射強迫。一些研究表明顆粒物中黑碳與不同組分混合時,具有不同的輻射效應,影響氣候模型的評估。
2.多環芳烴,也是不完全燃燒的產物,是指一類含有多個苯環的有機物,種類很多,具有致癌,致畸致突變的作用。美國EPA(環保局)根據健康效應規定了16種優先控制的多環芳烴。
3.某些金屬,包括砷,硒,鉛,汞,鉻,鎘,釩,鎳等,主要來自燃煤,燃油,工業,礦石冶煉等過程。顆粒物中金屬具有致癌,致畸的作用,同時某些金屬具有氧化應激作用,吸入人體後引發人體產生活性氧物種,引發機體炎症,繼而引發呼吸道炎症,肺炎,心血管疾病,高血壓等。目前美國,歐盟,WHO,我國都對大氣中金屬濃度限值提出要求,但是目前我國大氣顆粒物金屬污染嚴重。
目前對顆粒物組分的研究很多,主要依靠各種監測儀器,通常使用濾膜採樣分析12小時或24小時會得到一個濃度,近年來新研發的在線監測儀器可以監測顆粒物中不能組分的實時濃度,1秒鐘,1分鐘,1小時的濃度值,用於監測顆粒物中關鍵組分的快速變化,快速識別污染來源。
環科小碩,僅代表個人觀點,,霾就要來了,我的儀器祖宗們都要好好的給我采啊,,謝謝邀請。
這個新聞里的信息基本上還處於學術研究範圍,相關內容目前還不適合常規化監測,且成本過高,非專業人士是接觸不到的。
環境監測部門的空氣質量業務播報中,一般有這麼幾個指標:PM2.5, SO2, NO, NO2, O3, CO, PM10等,他們的單位都是質量濃度換算來的空氣質量指數,即AQI。
一個個說。 PM2.5主要影響能見度和人群健康;SO2和NO2亦有明確的健康危害,並且是酸雨的重要成因之一,但在目前嚴格的控制之下他們的濃度一般不會太高;環境中的CO一般不到使人中毒的濃度。臭氧污染是二次顆粒物生成的動力之一,且有嚴重的健康危害。
其危害借用一張 @大臉撐在小胸 圖片:
文章
最後,空氣質量指數里,除了PM2.5,臭氧的指標是最需要注意的。曾在某省局負責大氣實時監測以及火電站煙氣排放實時監測、水源地水質檢測。
大氣一般只檢測二氧化硫,氮氧化物,顆粒物,碳氧化物等。能在網上隨時download的數據(包括歷史數據)至少有幾個常規污染物,二氧化硫,氮氧化物,臭氧,CO的數據。
有條件的可以去查一查TVOCs的數據,即揮發性有機物,主要來源於交通,工業,溶劑塗料使用等。
再有條件的可以關注下VOCs的各個物種數據,看看有沒有毒性強的,這個數據估計環境監測站才有。o3臭氧也是需要關注的.有的時候,PM2.5不超標,但是臭氧指標會超標,對人的呼吸道有刺激。貌似一般臭氧超標是中午或下午,太陽光比較熾烈,溫度比較高的時候(6月、7月和8月 夏天多發)。臭氧是機動車或化工廠等排放的一次污染物在大氣中經光化學反應形成的二次污染物。換句話說,陽光是臭氧污染加劇的直接推手,陽光越強,臭氧就越多。
臭氧超標有何危害?-中新網
瀉藥。
看了些其他人的答案,感覺都沒回答到點子上,題主想問的是,有沒有可能灰霾的程度(例如AQI指數,雖然題主說的是PM2.5指數)沒有降低,但危害性降低了,這個問題挺好。大家舉一些常規監測站都會監測的指標數據,應該不是題主想要的答案,那些指標遠沒題主舉的顆粒物中重金屬的含量技術含量高好么。氣象指標同樣,擴散條件好整個污染狀況都降低了,危害性當然降低了,所謂環保基本靠吹,但這沒什麼意義。
既然重金屬已經被說了,那首當其充的當然是黑碳(Black Carbon)了。氣溶膠中的黑碳對環境、氣候以及個體健康等的影響非常大,這些年各類研究組織,官方機構都開始非常重視黑碳的排放,連IMO都開始關注黑碳了,再加上黑碳的光學性質良好,易於檢測,說不定以後黑碳會成為一個需要獨立監測的日常監測物種之一。
另外再就是多環芳烴。顆粒物中的多環芳烴也是關注人體健康領域非常重要的一個指標。當然,多環芳烴裡面包含的種類複雜,在此就不詳細說明。
至於題主想問的,有沒有可能灰霾的程度不降低,對健康的危害程度降低,我想是有可能的。但這個回答並不嚴謹,因為研究環境本身是一個多元化分析,能引起污染的因素太多,而且最關鍵的是這麼多變數可能之間是自相關的,所以沒法說做控制變數法,控制其他變數不變,只改變其中一個因素然後看結果。
以上。問題不錯,但現實角度不好回答。我們判斷霧霾用的數據基本就是PM2.5,實際操作一般就是分級主動採樣,采完了就是一張膜,稱重後給出一個重量,根據流量換算成濃度。只能說是一個很粗的數據。
如果你打算測一個指標,然後根據指標與毒理學(包括流行病學)數據找相關,基本就可以做到對危害風險的估計了。
那麼問題來了,究竟要關注那些指標?這裡我其實不知道答案,但可以簡單說下這個問題有多複雜。
1 物理形態
PM2.5如果你拿電鏡去掃,不用太高倍數,就會發現各種形態都有,有晶體,有無定形碳,還有一堆沒法命名的東西,各個骨骼驚奇。不同形態(包括更細節的粒徑分布)的毒性一般是不一樣的,更複雜的是同樣的形態對不同的靶器官影響也不一樣。這還是表觀層次,而有些毒性就是跟成分無關,只跟形態有關,搞納米毒理的應該知道一個尺度效應,到一定尺度,不同組成的納米顆粒的特定毒性其實是一致的。
我搜到一篇免費的有電鏡圖的期刊文章,大家感受下(版權問題,不直接貼圖):
Characteristics of PM10 and PM2.5 at Mount Wutai Buddhism Scenic Spot, Shanxi, China
2 化學元素
假設PM2.5物理形態一致(科研可以這樣假設,真實情況沒人跟你假設,基本就是一鍋粥),那麼我們可以考慮成分差異。那麼哪些成分?
元素分析視角下,細顆粒物骨架都是硅氧結構或碳結構的,上面既有常見金屬元素,也有題主提到的重金屬元素。因為元素分析一般使用光譜或質譜,牽扯到一個原子化過程,這樣雖然我們得到了一堆重金屬濃度,但實際分析過程忽略了重金屬形態,例如價態跟化合物種類。而同樣的元素,不同價態跟化合態化學性質差異很大,毒性差異也大。
當前環境監測條件,如果檢測了PM2.5中重金屬,多半是用了ICP-MS,這樣得到的數據就是元素濃度,這個指標理論上認為重金屬的存在形態是單質,這樣去籠統的討論毒性,雖然比用PM2.5濃度有更多細節,但其實也不完整。
那麼還有一類根本就不能當成單質,例如有機物,你給個碳氫氧濃度基本跟沒給一樣,這些就只能靠質譜等手段來拿到其不同化合物的濃度了。
3 化學形態
這部分就比上面元素分析更近一步,討論元素的組合,無機物會有涉及,但主要是有機物。同樣的,分析這類物質你就不能把它原子化了,這時可以考慮離子化。但首先你得把它萃取出來,那又牽扯到一個問題:不同萃取條件萃取到的物質是不一樣的,還有些物質根本就不可萃取。
不可萃取的部分毒性怎麼評價?你可以用酸溶了繼續分析,但實際進入生物體內不可萃取的部分也是可能就是有生物惰性的,不用評價。同時,不可萃取部分又確實可能緩慢釋放一些有毒性的組分。所以這部分的研究比較麻煩。
可萃取的部分也不見得就好評價,因為種類太多。如果你搞控制實驗是可以說清楚已知污染物毒性的,但麻煩就麻煩在一大堆未知污染物在那邊擺著你不能視而不見。但目前科研一般就是暫時不考慮未知的未知,所以你會看到對多環芳烴,多氯聯苯等持久性有機污染物的數據。我舉個例子,如果某單一化合物就是跟某疾病正相關,那我們應該關注吧,但真實情況可能是正相關但只解釋了10%的變異,另外90%不知道也沒法知道,因為我們連是什麼組分都不知道怎麼去分析?
有人說可以用基於高分辨質譜的組學技術來解決。我覺得吧,組學可以解決,但你不能用找標誌物的思路去做,就算你找到標誌物也只是一個指標,如果你可以從數據直接生成一個方便測量的新指標可能更好,但問題在於這個指標可能沒法解釋機理,講不了故事,最後跟machine learning一樣被譏諷成實用主義黑箱。
4 毒性評價
這更是個深坑,不同人面對相同物質敏感性不一樣,同樣物質在不同環境條件下展示的毒性又不一樣。大眾提問題都很簡單直接,例如XX能致癌,PM2.5里有XX,那麼有危害。且不論劑量問題,單是致癌這個說法沒有一堆限制條件就是個偽命題。就算有某污染物的致癌的證據,能不能簡單推廣也是需要研究的。也許你說某某發病率都上去了,肯定有害啊,但你要想知道原因是什麼,就是一大堆晦澀的資料,到了最後反倒成了決策問題,也就是你去相信哪一組。當然,決策也有科學決策的方法。
5 三間分布
時間、空間、人群間三個尺度上你再去看這個問題,又是一地雞毛。污染是一個過程,過程前中後不同階段有不同影響,PM2.5還有個生成積蓄擴散的過程,你只關心峰值可能跟危害沒多大關係。另外,說個政治不正確的,PM2.5有沒有必要治理都是個問題,因為如果經濟轉型產業升級,可能你用20年投入多少錢去做的事在下個10年壓根就不發生了,但申請基金時研究人員肯定不寫這個,要不然就吃不上飯了。至於地域差異也很大,搞大氣的天天源解析,到頭來也就是告訴你各地需要重點控制的產業是不同的,差異大主要也是體現在成分組成不同,那接前面說的,危害也可能不同。至於人群差異,帶不帶口罩,是否抑鬱,是否喜歡室外運動,是否人類種群基因出現漂變,每加一個變數進去,你就可能看到人群間危害的組間差異,這些常規毒理學基本不管。科研可以解決指標間的關係,但指標不一定代表的了危害,而且危害的指標可能也不準,可能只是一種「量化幻想」,例如你心情好壞可能用血液中某個成分來表示,那問題來了,萬一指標告訴你你現在不高興但你就是很高興,咋辦?科研允許統計誤差,你接受嗎?
總結下上面說的這些問題,如果你需要一個指標,你可以按照多個學科不同角度不同層次去生成它,討論它。而顆粒物放大了看可以想像成一個西瓜,多大,有沒有條紋,好不好吃,是不是沙瓤都是描述角度進而去生成指標。但要打算解釋清楚這樣一個相對精確指標跟健康風險(相對模糊概念)的關係而不考慮其他指標,恐怕很困難,你需要定語,但定語寫多了,只有審稿人願意看。VOCs
氣污染物又分污染氣體跟懸浮物兩種。污染氣體有酸性氣體 、溫室氣體和對流層臭氧三種,懸浮物有總懸浮顆粒物、可吸入顆粒物、可入肺顆粒物、TVOC、甲醛、苯…
謝邀
我這不專業,看別的答案吧。
關注PM2.5本身我感覺就夠了~
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