雾霾天气的形成及对人类的危害与防范

2015-07-12刘丽红高凌娜孟微

科学中国人 2015年23期

关键词：颗粒物雾霾大气

刘丽红，高凌娜，孟微

辽宁省新民市气象局

雾霾天气的形成及对人类的危害与防范

刘丽红，高凌娜，孟微

辽宁省新民市气象局

通过对雾霾的定义、雾霾天气的形成、雾霾天气对人的危害及防范措施的简介，以达到让人们了解雾霾天气给人带来的危害，从而加强防范意识的目的。

雾霾天气；形成；危害；防范

近些年来随着社会的高速发展，工业、科学研究的发展导致人类居住的整个自然环境也在随着不断地发生着改观与变化，整个大气环境的污染变化表现更为明显突出，雾霾天气的明显增多、影响范围的逐渐扩大，即是一个有力说明。现就雾霾天气的形成、危害及防范作一简单介绍，以增加人们对雾霾天气的了解，从而增强防范意识。

1 雾霾的定义

简单地说，雾是大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能见度小于1.0km。霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10.0km的空气普遍混浊现象。雾的主要成分是微小水滴或冰晶。霾的形成主要有3个重要因素：水平方向静风现象的增多，近年来城市建设迅速发展，高大建筑物增多，建筑物的阻挡和摩擦都大大增加，这样得风流经城区时风力明显减弱，造成静风现象增多，从而不利于大气污染物的扩展稀释，却使大气污染物在城区内和近郊区周边大量积累；垂直方向上出现逆温层，逆温层使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，导致污染物难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面；空气中悬浮颗粒物的增加这也是形成霾的重要因素之一。夏季时，空气中的颗粒物含量受煤烟尘影响较小，而冬季时则受到的影响较大。污染物又分为天然源排放物和人为污染物，其中以人为污染物为主。按照排放源对大气颗粒物浓度的贡献率来看，汽车尾气的直接排放占70%～80%，其次为工业污染源及其他人类活动的直接排放。除一次性污染物外，霾上还附着有气体污染物经过一系列化学反应所形成的二次污染物。霾天气时的空气污染程度明显高于正常天气，其中颗粒物的污染程度最为显著。

冬季发生霾的次数最多，其次是紧挨着的春季，而夏季时发生霾的次数最少。冬季大气层较稳定，对流活动较弱，而且冬季取暖时期燃煤烟尘排放量大，降雨量少，故而容易形成霾。而夏季降雨量多，降雨对空气中悬浮的灰尘和粉尘等颗粒物起冲刷作用，有效地减少了霾的形成。另外，夏季大气对流活动旺盛，近地层污染物扩散稀释变得很容易。

霾的主要成分为灰尘、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、重金属、地壳物质、含碳（包括元素碳和有机碳，元素碳主要产生于高温燃烧过程，有机碳则主要来自相对低温过程的不完全燃烧产物）等。

2 我国霾的发展趋势及污染区的分布

据文献报道，对1961-2005年中国霾日统计资料的分析表明：全国的平均有霾日近年来大幅增长，增长率为每10年增加1.19天。经济发达、人口密集的特大城市霾天气现象加剧严重。北京市2000-2010年霾日呈波动上升趋势，在过去的10年间增加了30天。2011年1-10月份霾日达到72天，比2010年的平均水平35.4天增加了一倍。目前我国霾污染区主要为华北地区、黄淮海地区、长江三角洲、四川盆地和珠江三角洲。

3 雾霾天气对人类的影响危害

3.1 对呼吸系统的影响损伤

流行病学调查显示，大气污染物对呼吸系统疾病的发病和死亡存在短期和长期的影响。大气污染物对呼吸系统的急性效应包括肺功能下降、呼吸道症状加剧、慢性阻塞性肺疾病（COPD）急性加重、感染增多以及呼吸系统疾病的死亡率增加。既往研究提示，空气中颗粒物（PM10或PM2.5，PM的英文全称是particulate mat⁃ter，即颗粒物质，所谓PM2.5就是直径小于或等于2.5微米的颗粒物质。）浓度每升高10微克／立方米，呼吸系统疾病的死亡风险升高约1%，而呼吸系统疾病的住院率和急诊就诊率会升高2%～3%。美国的研究表明，PM10每增加10微克／立方米，COPD住院率增加1.47%，肺炎住院率增加0.84%；PM2.5每增加10微克／立方米，肺心病的死亡风险增加6%。欧洲近期的一项研究显示，PM10浓度每增加10微克／立方米，呼吸道疾病的住院率增加0.59%，COPD住院率增加0.67%，下呼吸道感染住院率增加1.91%，呼吸道疾病死亡率增加3.95%，其中医院外的病死风险比医院内高得多。PM2.5不仅与儿童哮喘发病率、急诊就诊率和住院率增加有关，还与成人哮喘相关，而且可以增加COPD患者的首次住院率。PM2.5还与肺癌的死亡率相关，其浓度每增加10微克／立方米，肺癌的死亡率增加15%～27%。流行病学调查显示，PM0.1对肺功能的影响比PM2.5更大。除了颗粒物以外，国内研究发现，SO2、NO2日均浓度的增加也会导致呼吸系统疾病急诊就诊率增加。空气中NO2和O3每增加10微克／立方米，儿童中的哮喘急性加重的发生率分别增加3%～6%和5%～6%。空气中NO2浓度的升高也会增加呼吸系统疾病的住院率和死亡率，且作用更强、持续时间更长，影响甚至超过PM10。

3.2 对心血管系统的影响

PM2.5可增加缺血性心脏病、心力衰竭和缺血性卒中等心脑血管疾病的发病率、死亡率及住院率。多项研究显示，日平均PM2.5浓度增加10微克／立方米，心血管疾病的死亡率增加3%～76%。北京市的数据提示，空气中SO2、NO2和PM10浓度每升高10微克／立方米，心脑血管疾病死亡危险性分别增加0.4%、1.3%和0.4%。短期吸入细颗粒物可促进动脉血栓形成，增加心血管病患者死亡的风险。短期或长期吸入颗粒物均与心率和血压波动相关，可引起心肌自主节律性改变，增加心律失常发作的风险。流行病学研究发现PM0.01～0.1、PM0.1～1.0、PM2.5与冠心病患者心电图缺血改变的危险度明显相关，且颗粒物越小其影响越大。此外，大气污染物的长期暴露还与心力衰竭、心脏骤停的风险升高有关。

3.3 对皮肤的影响

雾霾天气时，大气中所含的物质包含有毒的酸性物质，会对皮肤产生很大的刺激，引发一系列的皮肤问题。可吸入颗粒物会阻碍皮肤的正常呼吸与排毒，这些吸附在皮肤上的物质会侵蚀皮肤、滋生细菌。当空气中可悬浮颗粒含量长期维持在一定高的水平时，就很容易引发皮炎、皮肤敏感等状况，如不及时清洁肌肤，将会造成皮炎、脸部皮肤晦暗，肌肤受损加倍。

3.4 不同污染物对人体的损害：大气污染物中的不同成分可引起不同的症状和疾病。除上述主要提到的颗粒物引起心肺为主的疾病以外，SO2吸入可引起心悸、呼吸困难等症状，重者可引起喉头水肿、窒息，SO2在空气中氧化形成的酸雾对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉均有强烈刺激和损害；NO2可引起肺水肿，还可造成神经系统及血液系统损害；一氧化碳（CO）可引起头痛、头晕、记忆力下降和严重缺氧；O3可导致黏膜刺激症状、肺功能下降及意识障碍等；硫化氢会刺激皮肤黏膜引起眼结膜炎、角膜炎，严重时影响视力，急性中毒时导致中枢神经系统症状；氰化物吸入轻者有黏膜刺激症状，重者会出现意识障碍、强直性痉挛、低血压及呼吸衰竭，并可遗留神经系统后遗症；氟化物可对骨骼、血液系统、神经系统、牙齿及皮肤黏膜等造成损害；氯可通过呼吸道和皮肤黏膜对人体造成损害，高浓度会引起肺内化学烧伤而死亡。

4 雾霾天气期间的主要防范措施

4.1 戴防护口罩

口罩的过滤材质采用一般是针对细小颗粒的粉尘。其中，N95口罩所用的材料因厂家的不同而有所不同，有的是用丙纶纺粘无纺布作为外保护层，丙纶超细熔喷无纺布作为中间层，也有用静电滤棉作为中间层的。这些材料可以过滤直径为0.1～0.5微米的氯化钠气溶胶，过滤在95%以上。N95能有效滤过大气中对人体健康造成威胁的直径为10微米以下的可吸入颗粒物（PM10），尤其是PM2.5。

4.2 使用空气净化器

空气净化器是一种针对于雾霾天气的新型家用电器。它具有调节温度、过滤尘埃、自动启动烟雾检测、吸附减小异味及有害气体、杀灭多种细菌、增加空气中负离子指数等功能。它能够向用户提供清洁和安全的空气。

4.3 雾霾天气时在饮食方面应注意

增加水的摄入量：建议每天饮用白开温水在1500～2000毫升。饮水可以润肺，加速肺循环，促进痰液排出，有利于沉积在肺部的有害颗粒物随痰液一起排出体外，降低有害物质对机体的损伤。

多吃水果和蔬菜：水果蔬菜中富含维生素、矿物质和果胶，尤其是维生素C，可以提高机体的免疫力。

饮食中应注意多吃山药、绿豆、百合、藕、白萝卜等具有清热解毒润肺安神功效的食品。

补充优质蛋白质：适当增加豆制品、牛奶、蛋清、鱼虾、和瘦肉类食物，保证蛋白质的摄入量，提高机体免疫力和抗病力。

总之饮食要清淡：尽量少吃刺激性的食物。