可吸入颗粒物
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物质简介

  inhalable particles;IP总悬浮颗粒物是指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称,其粒径范围约为0.1-100 微米。有些颗粒物因粒径大或颜色黑可以为肉眼所见,比如烟尘。有些则小到使用电子显微镜才可观察到。通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10,又称为可吸入颗粒物或飘尘。
 
  动力学直径≤10微米的粒子。它们是可在大气中长期飘浮的悬浮微粒,也称可吸入微粒、可吸入尘或飘尘。由于粒径小能被入直接吸入呼吸道内造成危害,尤其是≤2.5微米的细粒子中,Pb、Mn、Cd、Sb、Sr、As、Ni、硫酸盐、多环芳烃等含量较高,在空气中持留时间长,易将污染物带到很远的地方使污染范围扩大。对环境的有害影响还有散射阳光、降低大气的能见度等。可吸入尘同时在大气中还可为化学反应提供反应床,是气溶胶化学中研究的重点对象,已被定为空气质量监测的一个重要指标。
 
  颗粒物的直径越小,进入呼吸道的部位越深。10微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道,5微米直径的可进入呼吸道的深部,2微米以下的可100%深入到细支气管和肺泡。
 
  可吸入颗粒物(PM10)在环境空气中持续的时间很长,对人体健康和大气能见度影响都很大。一些颗粒物来自污染源的直接排放,比如烟囱与车辆。另一些则是由环境空气中硫氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物,它们的化学和物理组成依地点、气候、一年中的季节不同而变化很大。可吸入颗粒物通常来自在未铺沥青、水泥的路面上行使的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。
 
  可吸入颗粒物的监测分析方法为质量法。
 

相关分类

  对颗粒物目前尚无统一的分类方法,按尘在重力作用下的沉降特性可分为飘尘和降尘。习惯上分为:
 
  尘粒:较粗的颗粒,粒径大于75微米。
 
  粉尘:粒径为1~75微米的颗粒,一般是由工业生产上的破碎和运转作业所产生。
 
  亚微粉尘:粒径小于1微米的粉尘。
 
  炱:燃烧、升华、冷凝等过程形成的固体颗粒,粒径一般小于1微米。
 
  雾尘:工业生产中的过饱和蒸汽凝结和凝聚、化学反应和液体喷雾所形成的液
 
  滴。粒径一般小于 10微米。由过饱和蒸汽凝结和凝聚而成的液雾也称霾。
 
  烟:由固体微粒和液滴所组成的非均匀系,包括雾尘和炱,粒径为0.01~1微米。
 
  化学烟雾:分为硫酸烟雾和光化学烟雾两种。硫酸烟雾是二氧化硫或其他硫化物、未燃烧的煤尘和高浓度的雾尘混合后起化学作用所产生,也称伦敦型烟雾。光化学烟雾是汽车废气中的碳氢化合物和氮氧化物通过光化学反应所形成,光化学烟雾也称洛杉矶型烟雾。
 
  煤烟:煤不完全燃烧产生的炭粒或燃烧过程中产生的飞灰,粒径为0.01~1微米。
 
  煤尘:烟道气所带出的未燃烧煤粒。
 
  粉尘由于粒径不同,在重力作用下,沉降特性也不同,如粒径小于10微米的颗粒可以长期飘浮在空中,称为飘尘,其中10~0.25微米的又称为云尘,小于0.1微米的称为浮尘。而粒径大于10微米的颗粒,则能较快地沉降,因此称为降尘。
 

毒性因素

  PM10对人体的危害程度取决于颗粒物的理化性质及其来源。颗粒物的理化性质包括成分、浓度、状态、粒径、吸湿性、可溶性等。颗粒物成分是主要致病因子;颗粒物的浓度和暴露时间决定了颗粒物的吸入量和对机体的危害程度;颗粒物的粒径和状态与其在呼吸道内沉着滞留和消除有关。PM10中粗粒子主要是人为源产生的原生粒子及自然界尘粒,易沉降,而且容易被阻留在鼻腔和口腔内;而细粒子主要是污染气体经过复杂的多相化学反应转化,或者由高温下排放的过饱和气态物质冷凝,再经碰撞、凝聚、吸附而形成[5]。
 
  另外,环境和机体状况也是影响其毒性作用的重要因素,如太阳辐射影响PM10的细胞毒性,颗粒物中的有机成分在有氧时并在射线照射下能形成过氧化物而具有很强的光致毒效应[6]。酸化也严重影响PM10的毒性,当空气中SO2和NOx被催化氧化并与水作用形成硫酸烟雾和硝酸烟雾时,其毒性比原来高许多倍[2]。此外,气象因素和地理因素也会影响PM10的扩散稀释而间接影响其毒性。
 
  2.3可吸入颗粒物的时空累积效应与联合作用
 
  PM10中的有害成分在机体内和大气中都有累积性。当铅在人体内积累到一定程度时就会影响人体的生理机能和造血机能,尤其是对青少年及幼儿的中枢神经系统和造血系统影响更大[2]。当大气中几种污染物得不到及时疏散时,也会累积,并发生化学耦合。例如,颗粒物中有机物和NOx在一定条件下形成光化学烟雾[5]。另外,PM10中有害物质的毒性往往会产生协同、加合及拮抗作用。研究表明,大气颗粒物与O3的协同作用使呼吸道病和心肺病患者死亡率日增[7,8]。PM10中的一些毒物造成肺组织损伤,从而促进了微生物的感染。赵毓梅等[9]实验发现,Zn、Se对颗粒物中其它有毒成分会产生拮抗作用。
 

导致疾病

  可吸入颗粒物被人吸入后,会累积在呼吸系统中,引发许多疾病。对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统,诱发哮喘 病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病,降低肺功能等。因此,对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群,风险是较大的 。 越细小的颗粒物对人体危害越大,粒径超过10微米的颗粒物可被鼻毛吸留,也可通过咳嗽排出人体,而粒径小于10微米的可吸入颗粒物可随人的呼吸沉积肺部,甚至可以进入肺泡、血液。在肺部沉积率最高的是粒径为1微米左右的颗粒物。这些颗粒物在肺泡上沉积下来,损伤肺泡和粘膜,引起肺组织的慢性纤维化,导致肺心病,加重哮喘病,引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变,严重的可 危及生命。颗粒物对儿童和老年人的危害尤为明显。
 
  可吸入颗粒物还具有较强的吸附能力,是多种污染物的"载体"和"催化剂",有时能成为多种污染物的集合体,是导致各种疾病的罪魁祸首。 据有关资料显示,空气中弥漫着的可吸入颗粒物非常小,能够直达并沉积于肺部,直接参与血液循环,对人体的危害相当大。人体若吸入大量的可吸入颗粒,可以导致呼吸系统病症,例如气促、咳嗽等,并加重已有的呼吸系统疾病,损害肺部组织。而包括患有慢性肺炎、心脏病、感冒或哮喘病患者的老年人及儿童则是最易受可吸入颗粒物影响的人群。
 

毒理机理

  PM10成分复杂,致毒机理也并非一种机理能够解释。目前认为PM10的致毒机理主要是:
 
  PM10进入肺内后,首先与肺泡巨噬细胞、肺上皮细胞作用,刺激释放各种细胞因子,导致肺炎症和肺纤维化[10]。(2)PM10与细胞作用后,释放活性氧(ROS)和自由基,氧化损伤组织细胞和遗传物质并引起细胞增生和分裂紊乱,最后可能导致恶变。
 
  总之,PM10可能通过氧化刺激、炎症反应及遗传物质改变等多种机理引起机体各部分的损伤。而这些损伤又是相关的。如PM10由于损害了免疫系统,更易造成其它系统的损害。

细胞毒性

  PM10主要通过自由基产生细胞急性致毒效应。研究表明[11],颗粒物中含多种无机物和有机物,它们在空气中经紫外辐射,会形成自由基,并引发自由基链反应,形成更多的自由基,进而形成更多的过氧化物。在一定条件下,过氧化物在体内氧化分解,并通过脂质过氧化作用破坏细胞膜和损伤DNA,导致很高的细胞毒性。过氧化物和自由基必须被过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等分解,否则会引起急性中毒甚至死亡。尽管具有较大毒性的多环芳烃类物质能在紫外辐射下降解,但光辐射可诱导多环芳烃类物质产生自由基而具有更高细胞毒性[12,13]。急性细胞毒性往往表现为活性氧的爆发[14],而水溶性过渡金属元素又可诱导过氧化物产生自由基、活性氧。因此,细胞毒性与其中水溶性过渡金属元素含量相关[15]。童永彭等[16]研究发现,酸性较强的市区大气颗粒物粒子中的Fe、Cr、Mn化合物比郊区中的易溶于水,且辐射后的颗粒物比未辐射的含有较多的过氧化物和自由基,并显示出更高的细胞毒性。可见大气颗粒物中可溶性过渡金属盐和过氧化物是诱导细胞自由基毒性的2个因素。

呼吸系统

  PM10在呼吸道内转移方式有如下几种[10]:(1)通过呼吸道纤毛—黏液运动排出体外或进入消化系统。(2)被肺泡巨噬细胞吞噬后进入淋巴系统,由淋巴液带到淋巴结,最后被清除,或者长期滞留在肺间质形成病灶。(3)某些颗粒或组分通过肺的内呼吸进入血液从而到达其他器官。PM10进入呼吸道后,大部分可被呼吸道表面的纤毛—黏液层黏附或清除,但过多的微粒沉积会对气道产生刺激,并导致平滑肌收缩慢支炎、肺气肿患者气道对有害刺激的反应性降低,清除能力减弱,使较多的颗粒物进入小气道和肺泡,加重了对肺功能的损害。
 
  同时,PM10与肺组织细胞接触后,可通过腐蚀刺激或其成分的毒性作用对肺组织细胞造成损害,导致细胞及其生化成分发生改变。Prahalad等[17]研究指出颗粒物会刺激肺部中性粒细胞聚集增加。Longphre等[18]研究认为空气颗粒物刺激肺上皮释放的黏液素及抗菌蛋白等增加。赵毓梅[19]研究发现细颗粒物可使肺灌洗液中生化成分发生改变,具体表现为:中性白细胞增高,乳酸脱氢酶(LDH)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)和唾液酸(SA)等有变化。它们的改变反映了肺组织细胞受损和防御功能降低。大气中某些颗粒物除本身具有自由基活性外,还可以作用于上皮细胞和巨噬细胞,使它们释放活性氧或活性氮[20]。这些颗粒物进入肺组织后,可激发体内的脂质过氧化反应,使体内氧化和抗氧化系统失去平衡。一方面使得脂质过氧化酶(LPO)增高,另一方面使体内的抗氧化系统耗竭,表现为谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)下降和LPO/GSH-Px增高,导致谷胱甘肽转化为氧化型、上皮细胞受到损伤、细胞通透性增加,引起肺损伤和肺疾病,如肺功能下降、肺纤维化、慢支、肺气肿等[10]。

免疫系统

  许多研究证明,PM10损坏非特异性免疫功能。国外有研究认为[21,22],PM10中的细颗粒物进入肺内后,肺泡巨噬细胞将整个颗粒物吞噬,并释放出一系列细胞因子和前炎症因子。前炎症因子或沉积于肺部的颗粒物进一步作用于肺上皮细胞、成纤维母细胞、内皮细胞等后分泌黏附分子及细胞因子,而这些黏附分子及细胞因子使各种炎症细胞聚集,从而导致炎症发生。黄丽红等[23]实验结果表明,随PM10中细颗粒物粒子浓度的增加,巨噬细胞存活率和吞噬功能下降,巨噬细胞出现凋亡,并且降低抗原的提呈能力,使免疫活性细胞功能及组织体液中的杀菌物质改变,从而降低肺局部特异性淋巴细胞的免疫应答,导致局部防御力降低,而引起局部炎症感染。
 
  另外,PM10也损坏特异性免疫功能。免疫反应的核心是细胞增殖,颗粒物由于影响细胞增殖而影响免疫。脾脏和外周血淋巴细胞的转化是反映免疫功能的有力工具。有研究表明[24],汽车尾气颗粒的有机提取物可抑制T淋巴细胞的转化功能,且有1959990.htm>剂量—反应关系。其抑制机理可能与钙稳态失衡和钙信号传递干扰有关。白细胞介素(IL-2)和NK细胞在机体和肿瘤免疫中分别起调节和监视作用。汽车尾气颗粒的有机提取物可通过干扰IL-2(或其受体)介导信号而抑制T淋巴细胞产生IL-2。杨建军等[25]通过对不同粒径颗粒物中金属元素含量及其免疫毒性研究认为,Pb、Ni、As、Zn等能使小鼠细胞免疫功能受到抑制,表现为淋巴细胞转化功能、IL-2活性、NK细胞活性、T淋巴细胞亚群等指标改变。

"三致"效应

  (致癌、致突变、致畸)
 
   PM10内含有各种直接致突变物和间接致突变物,可以损害遗传物质和干扰细胞正常分裂,同时破坏机体的免疫监视,而引起癌症和畸形。PM10的化学组分或活性氧直接损害遗传物质而导致癌基因激活、抑癌基因失活、遗传物质改变,进一步可能导致肺癌[10]。许多研究利用一些短期遗传毒性实验(Ames实验、UDS实验、微核实验等)从基因、DNA、染色体不同水平说明颗粒物具有潜在的致突变及致癌性。有研究发现[26],PM10中的许多有机成分均能损伤DNA,以多环芳烃最明显,并且致癌作用与免疫毒性往往是一致的。国外研究认为[27,20],接触颗粒物可导致上皮细胞和巨噬细胞内的细胞因子增加,污染物作用于细胞产生的一些细胞因子如生长因子,可能导致细胞周期失去正常调节,从而使细胞分裂增加,进一步形成肿瘤。颗粒物可通过影响细胞间隙通讯功能的改变而导致细胞进一步恶化。宋健等[28]研究认为柴油机排出的颗粒物可抑制细胞间隙的通讯功能,具有致癌作用。

循环系统

  苯类化合物及其代谢物酚能在体内产生原浆毒性,可直接抑制细胞核分裂而对骨髓造血细胞产生损害,又常与血红蛋白结合,导致造血系统和血液内有形成分改变[29]。接触PM10后,释放出来的细胞因子使肝脏释放前凝聚因子,它使血管白细胞移动改变,从而导致血液流动性降低,这可能与颗粒物引起心血管疾病和死亡增加有关[27]。另外,由于PM10可以引起肺纤维断裂而发生慢性肺气肿并导致局部纤维增生,因而肺泡受损,使氧在肺泡内失去弥散交换功能,引起低氧血症。肺泡壁的纤维增生、变性,损害肺泡壁上的微细血管,导致小动脉和小静脉狭窄阻塞,造成肺部血管阻力增加,使肺动脉压升高,进而右心室出现肥大,最终导致肺性高血压和肺心病[30]。

其他毒理

  许多研究证明,PM10还能损害生殖系统,降低生育能力,引起胎儿畸形等。烟雾中有毒金属元素可以干扰卵母细胞的成熟分裂,降低生殖能力[31]。此外,PM10还能使儿童所受的紫外辐射量减少,妨碍了体内维生素D的合成,使钙磷代谢处于负平衡状态,造成骨骼钙化不全。
 
形成探讨

 

  可吸入颗粒物的形成主要有两个途径:其一,各种工业过程(燃煤、冶金、化工、内燃机等)直接排放的超细颗粒物;其二,大气中二次形成的超细颗粒物与气溶胶等。其中,第一种途径是可吸入颗粒物的主要形成源,也是可吸入颗粒物污染控制的重要对象。
 
  以煤炭利用领域为例。
 
  中国一次能源以煤炭为主,大量煤炭燃烧已对生态环境造成严重危害,并影响到资源与环境的可持续发展。除控制SO2和NOx的排放外,悬浮颗粒物的排放亦不容忽视。据统计,目前全国粉煤灰的排放量已达1.5亿吨,虽然现有除尘装置的除尘效率可高达99%以上,但静电除尘器对超细飞灰的捕获率较低,约有1%的飞灰进入大气,构成大气气溶胶的主要部分。这部分飞灰以粒径小于2.5微米甚至亚微米级超细颗粒为主,其数量可达到飞灰总数的90%以上,且表面往往富集煤中微量重金属元素及有机污染物,危害甚大。另外,超细飞灰的形成也导致锅炉内炉壁的结渣与沾污程度的增加,影响锅炉的安全经济运行。因此,研究燃煤过程中超细飞灰的形成机制,降低其形成与排放量,意义重大。七十年代以来,鉴于世界各国燃煤吨位的剧增,煤炭燃烧过程中无机组分的转化行为其对锅炉设备和环境的影响受到普遍关注,有关燃煤飞灰的物理化学特性、形成机制及其利用途径,国内外已进行不同程度的研究,但对于超细飞灰的形成机制,尚无定论。M. Shibaoka & A. R. Ramsden利用特殊取样装置观察到煤粉燃烧过程中无机组分的形态变化,认为高灰分及高惰性组含量的煤,容易形成大量细粒飞灰。Quann R.J. and Sarofim A. J.利用电子显微镜研究了褐煤燃烧过程中灰粒的形成过程与数量。Erickson T. A. etc研究了在有Na、S和Si存在的煤粉火焰中飞灰的演变过程。H.M ten Brink揭示出煤粉燃烧过程中,超细硅烟雾的形成。
 
  最近,美国麻省理工学院的研究结果表明,该类飞灰形成的数量主要与煤中矿物分布赋存特征有关,而与煤级关系不大。一般认为,亚微米级颗粒主要由挥发的元素均相凝聚而成,主要为碱金属或碱土金属的盐类(K2SO4、Na2SO4、CaSO4)。日本学者利用低变质烟煤与褐煤进行研究表明,亚微米级颗粒主要来自于与有机质结合的钙离子,燃烧过程中未能充分聚结。可见,不同学者由于采用煤种与试验条件的差异,得出的结论并非一致。
 
  中国也有少数学者涉足该领域的研究,王伯春(1997)等的研究发现,细粒飞灰形成的数量随着煤中Fe、K、Na等元素的蒸发量的增加而增加。中国动力用煤煤种齐全,今后针对不同煤种的煤质特性及不同锅炉类型,研究超细飞灰的形成机制是十分必要的。
 

治理简述

  以燃煤工业过程为例进行简要论述。
 
  燃煤电站与工业锅炉排放烟气中飞灰的中值直径分别为3.8微米和7.5微米。传统的除尘器捕集小于1μm的粒子的效 率是很低的,因为所应用的除尘原理如重力沉积、惯性沉积、电泳等对于该粒径范围的粒子已经没有明显的作用。在目前常规的除尘方法中,采用惯性,旋风方法,对于细微粒子的脱除效率仅在20-40%。
 
  对细微颗粒脱除比较有效的是电除尘、文丘里除尘器和袋式除尘器,对于全效率为97%的电除尘,0-5微米粒径的分级效率仅为90%,对于文丘里除尘器和袋式除尘器则为94-95%,都低于全效率。
 
  近期研究还表明,飞灰颗粒本身,尤其是铁质颗粒对细粒飞灰捕捉的能力较强,具有显著的自脱除效应。有些学者利用脉冲放电技术进行细颗粒的脱除试验,也取得了一定成果。
 
  对燃煤烟气中超细颗粒排放的控制,目前国内外尚无成熟的技术,因此开发实用的超细飞灰脱除技术,是国内外正待加强研究的课题,中国作为燃煤大国,则更显紧迫。
 
  可吸入颗粒物
 
  从可持续发展的观点看,煤的燃烧与污染控制是复杂的系统工程,从煤的形成与埋藏—煤炭资源特性—煤的燃烧—燃烧产物的处置与污染控制,一环紧扣一环,是一个互为关联的整体。其研究的核心,既是煤中有机组分和无机组分在不同环境条件下的物理化学转化行为,研究目的则是充分利用有利于人类发展的这些物质演化过程,并将不利转化为有利或尽量控制不利方向的转化。
 
  总体来讲,煤燃烧过程中超细颗粒物的治理是一个多种学科综合交叉的基础研究与技术开发领域,大力开展超细颗粒物治理工作不仅具有巨大的经济效益,而且具有潜在的环境效益和社会效益。
 
  燃煤过程中超细颗粒物的治理工作主要表现在以下几个方面:
 
  (1)在线测试技术水平的提高。这是研究超细颗粒物形成、排放与治理的重要基础。
 
  (2)打破常规的研究思路与手段。由于超细颗粒物的微观性和复杂性,其化学行为与动力学行为十分特殊,因此需要建立新的研究思路,寻求新的研究手段,才更加有利于问题的解决。
 
  (3) 除上述两点以外,国家在法规及其政策上的支持也是至关重要的。
 

变废为宝

  大气中可吸入颗粒物的一次形成源多为工业过程中超细颗粒物的排放。但超细颗粒如果捕集下来,将是可以再生利用的重要资源。
 
  以铁铝合金冶炼炉排放的超细粉末-硅微粉为例。
 
  硅微粉系铁合金冶炼炉生产过程中,由硅石中的SiO2被还原生成的气态物质,在逸出料面后,再氧化形成的SiO2 微粒。它是一种灰白色的超细粉末,在扫描电镜下为光滑的圆球状,平均粒径小于1mm。用氮吸附法测得比表面积25~30m2/g,比水泥(0.4 m2/g)大50~100倍。堆积密度为200~250kg/m3,比重2.1~3.0 kg/m3,常温下比电阻2.4×1014Ω.m , 酸碱度6.7~8,火山灰活性90%。
 
  硅微粉由于具有优良的理化性能,是一种重要的纳米~微米级无机非金属材料,被国外称为"神奇的材料",目前已广泛应用于建筑、橡胶、陶瓷与耐火材料等领域,且利用范围日益扩大。据悉,日本在从中国进口铁合金产品的同时,也大量进口硅微粉,进行提纯加工后,生产出高性能陶瓷材料,用于航空、航天等高技术领域。而中国在提纯、加密与高性能陶瓷材料方面,尚未掌握关键技术。另一方面,如果对这些粉尘不进行治理,进入大气后成为可吸入颗粒物,可直接进入人体肺部,危害极大。因此,硅微粉的回收利用,不仅体现在其经济效益上,而且体现在环境效益上。
 
  中国冶金炉硅微粉产品自1990年以来,畅销美、日、英、德、港、台等18个国家和地区,年创汇达1000万美元以上,深受国内外用户好评。但目前仅将布袋除尘器收集的原状硅微粉进行出售,由于在硅微粉的除尘回收、提纯、加密以及综合利用方面的技术开发力度不够,在一定程度上影响了硅微粉回收的经济效益,而且产品销
 
  售受到外界市场状况的制约。由于硅微粉的容重轻,密度只有200kg/m3,因此,在运输和包装上费用较高。另外,高纯度的硅微粉在耐火材料、化工等领域应用较广,现在许多国家提出该产品的供货要求,但是,目前中国硅微粉纯度不够,SiO2含量只能达到92%左右,如果在提高收尘率的同时,能够把SiO2含量提高到96%以上,
 
  将其中的杂质 Fe2O3、C等去除,则每吨销售价格可以大幅度提高,为企业带来更显著的经济效益。
 

相关指数

空气污染指数(Air Pollution Index,简称API)是一种反映和评价空气质量的方法,就是将常规监测的几种空气污染物的浓度简化成为单一的概念性数值形式、并分级表征空气质量状况与空气污染的程度,其结果简明直观,使用方便,适用于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。空气污染指数是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康和生态环境的影响来确定污染指数的分级及相应的污染物浓度限值。中国目前采用的空气污染指数(API)分为五级,API值小于等于50,说明空气质量为优,相当于达到国家空气质量一级标准,符合自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护地区的空气质量要求。API值大于50且小于等于100,表明空气质量良好,相当于达到国家空气质量二级标准。API值大于100且小于等于200,表明空气质量为轻度污染,相当于达到国家空气质量三级标准;长期接触,易感人群病状有轻度加剧,健康人群出现刺激症状。API值大于200,表明空气质量较差,超过国家空气质量三级标准,一定时间接触后,对人体危害较大。
 

室内标准

检测标准

  范围
 
  本标准规定了室内空气中可吸入颗粒物日平均最高容许浓度及采样器的要求。
 
  本标准适用于室内空气监测和评价,不适用于生产性场所的室内环境。
 
  定义
 
  本标准采用下列定义。
 
  可吸入颗粒物inhalableparticulatematter
 
  指能进入呼吸道的质量中值直径为10μm的颗粒物(D50=10μm)。
 
  粒径单位;空气动力学当量直径aerodynamicdiameter
 
  指在低雷诺数的气流中与单位密度球具有相同末沉降速度的颗粒直径。
 
  卫生要求
 
  室内可吸入颗粒物日平均最高容许浓度为0.15mg/m3。质量中值直径为10μm。
 
  监测检验
 
  4.1采样器要求D50≤10+1μm,几何标准差δg=1.5+0.1。
 
  4.2室内空气中可吸入颗粒物的测定方法。

减少措施

  室内可吸入颗粒物主要来源于厨房,比如做饭炒菜所用燃料的不完全燃烧及油烟等。此外,建筑材料中常用来作保温材料的石棉,由于长期老化磨损等原因,可释放出一定量的可吸入颗粒物,引发呼吸道的疾病。而饲养宠物的家庭也要注意了,动物或禽类的皮毛等微粒扩散到室内,也会影响人体的健康。
 
  人的呼吸系统类似一个高效分级采样器。通过人的呼吸,颗粒物可按粒径大小沉积在呼吸道的各个部位之中,粒径大于10微米以上的颗粒物大部分被阻挡在上呼吸道(鼻腔和咽喉部位),而颗粒小于10微米能穿透咽喉部进入下呼吸道。特别是粒径小于5微米的颗粒物能沉积在呼吸道深部肺泡内,对人体危害更大。颗粒物在呼吸道中的沉积,主要有三种方式,即惯性碰撞、重力沉降和扩散作用的综合结果。
 
  颗粒物作用于人体分两方面,一是物理方面的作用,细小的颗粒物通过呼吸道进入人的肺部壁上产生刺激作用,出现黏液从而引起肺部疾病,尤其是心脏病患者,当呼吸困难时,可引起心脏的不舒服,有时导致死亡。二是化学方面的作用,微粒上附着大量有害物质,通过呼吸道直接吸入到肺部造成对人体的危害。
 
  要减少颗粒物对人体的危害,从自身出发,要有意识做到以下几点:
 
  1.提高个人的环保意识,多参加植树造林活动,增加绿地面积,尽量减小裸露的地面。
 
  2.城市施工时应注意防止造成大量的扬尘。
 
  3.驾车的朋友,提倡使用绿色燃料。
 
  4.日常生活中,尽量少用煤作为燃料。现在用电比使用天然气、液化石油气及煤气等燃料相对便宜,改用微波炉、电饭煲等做饭可减少厨房的空气污染。
 
  5.在室内,要经常保持清洁卫生,吸烟者不要在室内吸烟,适当养些绿色花草以保持室内空气的清新。
 
  6.喜欢晨练的中老年人,应避开早晨6~8时空气污染高峰期,上午9时以后锻炼为宜;且不要到公路边锻炼,应选择绿色植物多、空气质量好、环境较为安静的公园内。冬季由于室外温度低,为防止中老年人心脑血管病的发生,选择上午10时后锻炼为宜。
 
  7.大型商场或公共娱乐场所,由于周末、节假日时人员众多,空气质量极差,易造成呼吸系统的疾病(冬季为甚),故不宜久留。
 
  可吸入颗粒物与人类住宅高度
 
  大家知道,地心引力与可吸入颗粒物的直径是成正比关系的。也可以说地球引力对可吸入颗粒物的影响是这样的:因为物质的重力影响,距离地表面越近则可吸入颗粒物的直径就越大,从而对人体吸入的概率和侵害就会减少。另外,地磁对人类的生命延续也是有着重要作用的,地球磁场对人类的作用力越大,人类的生命力就越顽强。
 
  经研究表明,大量的有毒有害气体和可吸入颗粒物大部分主要集中在离地表20米以上的空间。高层建筑以及超高层建筑已经不适合人类居住。人类最佳的居住空间应是离地面20米(最好为10米)以内。就其可吸入颗粒物来说,离地面越近可吸入颗粒物的直径就越大,人体吸入的概率也就越小。我们知道,有毒气体的质量是很小的,其基本与空气相混合,很容易被人体吸入。那么对于我们人类来说,其居住的空间离地面越高,可吸入颗粒物对人体的伤害作用也就越大。另外,人类净化生活用水较净化空气容易,而分离空气中的有害气体和细小的可吸入颗粒物一直是科学界的难题。
 
  针对居住在高层建筑中的人员情况调查表明,其主要体现有毒气体以及大量可吸入颗粒物对人体造成的疾病和心理不良影响表现为:
 
  (1)居住在高层住宅中的人群普遍出现恐慌、烦躁、压抑、懒惰以及性情暴躁等不良状态。
 
  (2)生命期缩短、多病。现实中,居住在底层住宅中的老年人寿命普遍较高。
 
  (3)与生命相关的运动量相对减少。
 
  (4)高层住宅中老年人的身体健康状况欠佳。
 
  也许将来会随着科学技术的不断提高,人类可以净化空气中的有毒有害气体成分,其高层住宅建筑不再是人类所担心的问题。但是,现在的科学技术还远远没有达到。要多长时间呢?也许在本世纪末或更长的时间,也有可能是我们人类永远解决不了的科学难题。那么现在的人类住宅层高度还是选在20米以下为宜,这才是人类最佳的居住环境。上面已经说过,可吸入颗粒物的直径、密度、质量等,都与地心的引力有着密切的关系。地表层的每一高度范围都存在直径大小不一样的空间污染物颗粒,住宅建筑越高,可吸入颗粒物就越小,也就越容易被人体吸入。根据这个问题,人类住宅高度的最佳选择应该是六层以下的住宅建筑。
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