【轉載】 查了多篇科學文獻,給你一份PM2.5知識圖譜
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前言
01
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PM2.5以及產生
PM是particulate matter的縮寫,也叫懸浮顆粒或顆粒物,泛指懸浮在空氣中的固體顆粒或液滴。其中,空氣動力學直徑小于或等于10微米 (μm)的顆粒物稱為可吸入顆粒物(PM10);直徑小于或等于2.5微米的顆粒物稱為細顆粒物(PM2.5)。2.5微米是多大呢?作為對比,人的一根頭發絲直徑大概是50-70微米,2.5微米大概是頭發絲的1/28。
圖一:pm2.5_scale_graphic-color
圖二:Airborne-particulate-size-chart
02
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PM2.5會造成哪些不良后果
顆粒物的大小決定了它們最終在呼吸道中的位置,較大的顆粒物往往被纖毛和黏液過濾,無法通過鼻子和咽喉。但是,小于10微米的可吸入顆粒物(PM10),可以穿透這些屏障到達支氣管和肺泡。而小于2.5μm的細顆粒物(PM2.5),更容易吸附有毒害的物質,如一些重金屬鉛、鋅、砷、鎘等,由于體積小,PM2.5具有更強的穿透力,可直接抵達細支氣管壁,并干擾肺內的氣體交換。更小的微粒(直徑小于等于100納米,0.1微米)會通過肺部傳遞影響其他器官。PM由肺然后到其他器官的影響,可以參考下面這張圖(*1-參考資料來源,參見文末)。
03
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研究方法探尋
可能有人會問,這些顆粒物的短期和長期影響,科研人員是怎么跟蹤和評估的呢?污染導致了幾百萬人死亡,這個數據科學嗎?我把看文獻過程中總結的幾點記錄如下,大家可自行評估、參考。
在來自《美國醫學雜志》的參考文獻2中,其分析是基于美國癌癥協會(ACS)收集的數據,該數據是癌癥預防研究(CPS-II)的一部分。研究招募了約120萬成年人,參與者需要填寫一份詳細的調查問卷,用以評估危險因素,其中包括年齡,性別,種族,體重,身高,吸煙史,教育程度,婚姻狀況,飲食,飲酒,職業暴露和其他特征的問題。
在隨后的若干年里,ACS會持續跟進和研究參與者的生命狀態,一旦有報告的死亡情況需要通過死亡證明予以核實。這項研究持續進行了16年,研究期間完成了至少93%的死亡確認,并獲得了死亡證明或死亡原因代碼。然后研究人員使用一個叫做“Cox比例風險模型”的方法,模型擬合涉及兩個階段。在第一階段,使用標準的Cox比例風險模型對生存數據進行建模。在第二階段,使用線性隨機效應回歸模型,確認特定健康響應的估計值與微粒空氣污染有關。當然,模型還需要考慮其他風險因子的影響,包括年齡,性別,吸煙情況,職業暴露等。(感興趣的可自行研究論文)
國內的研究相對來說更加理論化一些,在參考資料4《危險的呼吸2:大氣PM2.5對中國城市公眾健康效應研究》中,研究人員以當年的年平均PM2.5濃度作為基線情景,然后設置了三個對比組,包括“2017年情景、國標情景和WHO情景”。然后以WHO情景為本底,采用細顆粒物暴露造成的全球疾病負擔估算中所采用的“整合風險函數”方法計算國標情景、2017情景和基線情景下,相對于本底情景,各城市缺血性心臟病、腦血管病、慢性阻塞性肺疾病和肺癌死亡率的相對危險度。
相對來說,國外的研究屬于流行病學研究范疇,跨度的時間也很長,數據更有說服力;國內更多的是采用倒推法,是根據已有數據、算法模型推演出的結果。
04
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普通人如何防護
國內多次的大型污染事件,已經讓大部分人意識到顆粒物污染帶來的危害。身處京津冀地段,也能感受到近幾年在政府部門強力干預下天氣變好的趨勢。但我發現,有一部分人可能仍然沒有意識到這一塊,包括家庭中二手煙對家人的影響,空氣污染指數達到多少是對身體有傷害的,甚至還有一小部分人在空氣質量不好時去跑步,更別說如果沒有新冠肺炎這件事口罩的普及率很低,等等。
從上面的圖二中我們可以看到,香煙產生的顆粒物直徑在0.1-1微米之間,這個粒徑的顆粒物可以直接穿過肺泡進入到血液循環中,危害非常大。
來自ncbi上的一篇論文(*5)統計了中國吸煙所致的死亡率,論文中給出了一組數字:在2005年全中國共有673000例死亡(95%可信區間)可被歸因于吸煙。其中80%為男性死亡,吸煙相關死亡的根本死因為:癌癥268200例(214500-321900),心血管疾病146200例(79200-213100),呼吸系統疾病66800例(20300-113300)。而2012年中國衛生部發布的《中國吸煙危害健康報告》中報導說每年因吸煙導致死亡的人數已超過100萬。
所以別吸煙,以及盡量不要被二手煙污染。特別是小孩和老人,讓他們盡量遠離煙。
我們大部分人手機里都有實時的空氣污染指數,手機自帶或者獨立App,比如墨跡天氣。但這個里面有兩個問題:
一是大部分的手機自帶或者獨立污染指數App,用的都是《中國AQI標準》(*6),和《美國AQI標準》(*7)以及《世界衛生組織-空氣質量準則》(*8)相比,國內的標準仍然采用的是過渡期標準。這樣就會出現相同的污染物質和污染值,基于中國的AQI等級計算出來的空氣質量是“良”、“輕度污染”,基于美國的AQI等級計算出來的則是“輕度污染”、“不健康”。
還有一個問題就是,中美兩國AQI標準里,最主要的就是PM2.5的限值不同。在美國標準里,PM2.5大于35.4(μg/m3)就是輕度污染了,而國內PM2.5濃度大于75(μg/m3)才算輕度污染。
所以,在這里給三點小建議:
PM2.5值多少合適運動
目前國內使用的空氣質量標準在PM2.5的要求上和世界衛生組織(WHO)的空氣質量準則值相比,無論是24小時平均或者年平均,相差都比較大。
PM2.5 24小時濃度均值 |
空氣質量指數(AQI) |
空氣質量級別 |
對健康影響 |
建議采取的措施 |
0-12 |
0-50 |
優 |
基本無影響 |
盡情地跑步 |
12.1-35.4 |
51-100 |
中等 |
基本無影響 |
正常地跑步 |
35.5-55.4 |
101-150 |
對敏感人群不健康 |
易感人群有癥狀 |
適當減少跑步和室外運動 |
55.5-150.4 |
151-200 |
不健康 |
有影響 |
不建議跑步和室外活動 |
05
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顆粒物最新研究情況
參考資料:
1
https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2006.10464485?needAccess=true
2
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/194704?resultClick=1
3
https://jamanetwork.com/journals/jamainternalmedicine/fullarticle/414214?resultClick=1
4
https://wenku.baidu.com/view/875fdf45c1c708a1284a44ce.html
5
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19129528
6
http://183.203.132.90:85/ribao/doc/W020120410332725219541.pdf
7
https://www3.epa.gov/airnow/aqi-technical-assistance-document-sept2018.pdf
8
https://www.who.int/publications/list/who_sde_phe_oeh_06_02/zh/
9
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200129091444.htm
10
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200214134717.htm
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