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霾与呼吸

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霾与呼吸. 北京. “ 阴霾天气比香烟更易致癌。 ”—— 钟南山 近30年来,我国公众吸烟率不断下降,但肺癌患病率却上升了4倍多。这可能与雾霾天增加有一定的关系。. 霾是什么?. 霾 / 阴霾. 霾,也称灰霾、阴霾,是以 颗粒物(主要是PM10和PM2.5 )为载体,以气象条件和污染因素共同作用而产生的一种 危害型天气现象 ,为 非水成物 组成的气溶胶系统。 灰霾发生时, 能见度明显降低 ,严重危害人体健康 。. 雾与霾.

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“阴霾天气比香烟更易致癌。”——钟南山

近30年来,我国公众吸烟率不断下降,但肺癌患病率却上升了4倍多。这可能与雾霾天增加有一定的关系。

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霾/阴霾

  • 霾,也称灰霾、阴霾,是以颗粒物(主要是PM10和PM2.5)为载体,以气象条件和污染因素共同作用而产生的一种危害型天气现象,为非水成物组成的气溶胶系统。
  • 灰霾发生时, 能见度明显降低,严重危害人体健康。
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雾与霾
  • 雾由微小水滴或冰晶组成,是自然天气现象,是近地面层空气中水汽凝结的产物,霾是悬浮在空气中的烟、灰尘等物质,霾时相对湿度不大,低于70%
  • 大小厚度:霾厚达1-3公里,与晴空区之间没有明显的边界;雾几十米左右,与晴空区之间有明显的边界。直径大约在10-20微米,肉眼可见;霾粒子的分布比较均匀,灰霾1-2微米,肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。
  • 颜色:雾呈乳白色;霾呈黄色或橙灰色。
  • 月际分布:雾集中于 10—12 月份,霾分布均匀。
pm particulate matter
PM是什么?(particulate matter)
  • PM指的是颗粒物,直径在0.1-100μm 之间,平均在1-2μm左右,是环境空气污染物
  • 2012年,中国《环境空气质量标准》:
  • 总悬浮颗粒物(TSP):能悬浮在空气中, 空气动力学当量直径≤100μm 的颗粒物。
    • 可吸入颗粒物:粒径≤10μm,PM10
    • 细颗粒物:粒径≤2.5μm,PM2.5
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不同的颗粒物进入人体的情况
  • 颗粒物的粒径决定其最终进入呼吸道的部位及沉积量
    • 大于10umPM被鼻和呼吸道黏液排除
    • 10um以下PM进入鼻腔
    • 7um以下PM进入咽喉
    • 2.5以下PM可深达肺泡并沉积,并进入血液循环
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人类常暴露的颗粒物的大小
  • 吸烟、生物燃料燃烧、沙尘暴、矿业、农耕、被动吸烟、汽车尾气排放、环境污染……
  • 抽一根烟相当于暴露于15,000 - 40,000μg的颗粒物……

Particle exposures and infections.Infection,2014

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回顾历史 伦敦雾
  • 1952年从12月5日到12月8日的4天里,伦敦市死亡人数达4000人。此次伦敦烟雾事件,造成1.2万居民死亡。
  • 伦敦烟雾事件高峰期间(1952年12月5至8日),总悬浮颗粒物(TSP)最高日平均浓度为1620μg/m3,相当于PM2.5浓度约为486μg/m3;TSP日平均浓度为1400μg/m3,相当于PM2.5浓度420μg/m³。
  • 从1987年到1994年,因为颗粒物污染,洛杉矶大约每天死亡148人,纽约每天死亡190.9人,芝加哥每天死亡113.9人。
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欧洲Rob Beelen等进行的ESCAPE队列研究:纳入36万多人,随访平均年限13.9年。研究结果表明:每立方米空气中PM2.5含量增加5微克,人们自然死亡的风险升高7%。
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试验方法:采集PM2.5,制成PM2.5悬液,把老鼠杀掉把肺取出来,直接把悬液滴在肺上面,6天内分3次滴(PM2.5悬液相当于正常空气浓度的成千上万倍)

雾霾确实对肺的损害很大

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“阴霾天气比香烟更易致癌。”——钟南山

近30年来,我国公众吸烟率不断下降,但肺癌患病率却上升了4倍多。这可能与雾霾天增加有一定的关系。

  • 2010年全球疾病负担研究发现:PM2.5成为中国人健康的第四大威胁。
  • 中国每年大约有35-50万人因为户外空气污染而死亡。
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PM10

PM2.5

*Model 1: age (timescale in Cox model), sex, calendar time. †Model 2: model 1 + smoking status, smoking intensity, square of smoking intensity, smoking duration, time since quitting smoking, environmental tobacco smoke, occupation, fruit intake,marital status, education level, and employment status. ‡Model 3: model 2 + area-level socioeconomic status.

肺癌

结论:每立方米空气中PM2.5含量增加5微克,人们患肺癌的风险会升高18%。PM10含量增加10微克,肺癌风险升高22%。其中肺腺癌与颗粒污染物暴露的相关性尤大。

注:本队列研究在欧洲9个国家,纳入31万与人,随访时间平均13年。

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雾霾天对呼吸系统疾病都有什么危害?
  • PM2.5浓度增加与呼吸道疾病患者人数增加显著相关。
  • 调查发现,灰霾期间人群出现上呼吸道感染、哮喘、结膜炎、支气管炎、眼和喉部刺激、咳嗽、呼吸困难、鼻塞流涕、皮疹、心血管系统紊乱等疾病的症状增强,其中儿童和老年人患病的几率更高。
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大气颗粒物中存在大量的有害物质、细菌、病毒、花粉、霉菌孢子等,经检测其中包含 1300 多种微生物。

  • 在雾霾天气时,大气颗粒物引起的呼吸系统的三类疾病值得重视:
    • 传染性疾病:包括流感、肺结核和肺炎等
    • 过敏:包括由自然过敏源引起的哮喘和肺泡炎等
    • 肺癌等恶性疾病。
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颗粒物对儿童和成人哮喘的发生和症状的加重均有不良影响。颗粒物对儿童和成人哮喘的发生和症状的加重均有不良影响。

  • 在 PM2.5高污染区, 运动诱发支气管炎、遗传性过敏性皮炎、哮喘、遗传性过敏性哮喘的患病率均明显高于低浓度区;居住在高交通流量附近的人群, 喘鸣和过敏性鼻炎发生的危险性也升高;颗粒物水平的增加与哮喘患者症状的加重、用药及入院率的增加有关。颗粒物引起哮喘与过敏性疾病的机制与颗粒物的免疫佐剂效应有关。
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颗粒物对健康的影响-呼吸

  • 颗粒物的大小与肺沉积总量呈反比:Svartengren用放射性颗粒物进行的研究证明,2.5μm占肺沉积量的数浓度为83 %,而8.2μm和11.5μm仅有49 %和31 %.
  • 颗粒物最易引起呼吸系统感染,亦可引起脑膜炎感染。

Particle exposures and infections.Infection,2014

Svartengren M , Falk R ,Linnman L. Deposition of large particles in human lung. Exp Lung Res. , 1987

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看看奥运前后

注:奥运期间PM10 在90ng/m3左右,奥运前在160左右,奥运后在110左右。

  • 奥运会期间,为了保证绿色奥运,从2008-7-1开始,临时关闭北京地区以及邻近城市的重工业,从7-20开始到9-20实行限制机动车辆单双号限行。
  • 将2008年5-1到9-20分为三个阶段:奥运前5-1到7-19;奥运期间7-20到-20 ;奥运后9-21到10-31。测量PM10 浓度,按人口密度分层加权。
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PM10 对健康的危害

(日发病率或致死率)

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霾来了,室外室内注意什么?
  • 室外活动:
    • 减少外出,缩短室外活动时间,老年人在雾霾天气时不要在室外晨练,建议只在室内做些简单活动,并减少活动量。
    • 外出时要尽量戴口罩。
  • 室内空气维护
    • 极端天气期间不宜开窗通风,禁止和减少室内吸烟、过度烹炸食品和烧烤等活动。
    • 空气净化器净化室内油烟、家居等释放的有害气体,降低大颗粒物浓度。空气好时及时通风。
pm2 5
PM2.5防护口罩
  • 家用口罩无效:棉布等普通纤维口罩,只起到机械阻挡作用,对直径小于5微米以下PM无效。
  • 医用口罩较差:外科口罩和一次性医用口罩,主要针对PM3以上的可吸入颗粒物,对于PM2.5以下的作用较差。
  • 活性炭口罩作用有限:可有效吸附空气中的苯、氨、甲醛、异味、恶臭等有害气体,对PM2.5作用有限。
  • N95、N99有效: N95口罩过滤效果能达到95%,属专业防护型口罩,但质地致密,容易造成呼吸困难等不适。
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美国口罩执行标准
  • 三类:N\R\P
    • N类 只用于防护非油性颗粒物,雾霾的所有成份都属于非油性颗粒物,因此防霾仅需选择此类口罩即可。
    • R类 在8小时内同时防护油性和非油性颗粒物,防霾不需要。
    • P类 长时间用于同时防护油性和非油性颗粒物,防霾不需要。
  • 数字的意义:NIOSH standard,字母后面的数字表示对0.3微米颗粒物(PM0.3)的过滤率,如95,则为95%的过滤率。该数字越大,防护效果越好,但呼吸阻力也相应越大,因此,N95是防护性和舒适性的最佳平衡,也是适合大多数人的选择。除95外,还有99(最低过滤率≥99%)及100(≥99.97%)
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其他口罩执行标准
  • 欧盟标准(EN149 standard)

该标准规定所有口罩必须同时具备防护油性及非油性颗粒物的能力。以下是欧盟标准的几个级别及其对PM0.3的过滤率

FFP1 过滤率≥80%;

FFP2 过滤率≥94%;

FFP3 过滤率≥97%。

  • 中国标准 GB2626-2006。

基本上是美国标准的翻版,分为适用于非油性颗粒物过滤的KN类,以及用于油性颗粒物防护的KP类。

KN90及KP90,过滤率≥90%;

KN95及KP95,过滤率≥95%;

KN100及KP100,过滤率≥99.97%

  • 常见防护标准是美国标准和欧盟标准,只有FFP2和N95以上的才能有效防治PM2.5,FFP3和N99、N100的当然更好。
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3M 口罩

材料:高效静电滤绵

防护级别:中国LA认证GB2626-20062 KN95级

美国NIOSH N95级认证

欧共体EN149:2001标准 FFP2级别

颗粒物防护口罩类别:

a. 油性颗粒物防护口罩:8246,8247,8576,8577,8822,8833,9320,9322,9332

b. 非油性颗粒物防护口 罩:9102C,9102CS,1860,8110S,8210,8233,8511,9001,9002,9003,9004,9010,9021A,9022A,9041,9042

honeywell
Honeywell/霍尼韦尔
  • 口罩类型较少
  • 材料:超细纤维
  • 国标GB 2626-2006

KN95级别

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日本:Kowa三次元口罩
  • 材料:超细纤维,银离子抗菌过滤层
  • 对0.3μm的飞沫、0.1μm的颗粒物拦截率达到平均99%
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活性炭口罩

UVEX/优维斯 口罩

  • 德国
  • 材料:活性炭过滤层
  • 欧共体EN149:2001标准 FFP2级
  • 款型大概适合欧洲人比较立体的脸型

活性炭口罩

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医用一次性口罩

功能: 防尘 防病菌 防汽车尾气 防异味

细菌过滤效率(BEF):≥99%

标准:欧盟CE标准

等级:D级(三层)

执行标准:GB2626-2006

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全球空气检测的情况
  • 中国现阶段是能源消费大国,其中煤炭的消费占全球总消费的50%左右,对TSP的监测仍是有必要的,PM2.5也在考虑纳入检测标准中。WHO 目前已取消对TSP的检测,美国主要监测PM10、PM2.5,并考虑根据情况取消对PM10 的监测,加大对PM2.5 的监测。
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标准分级

标准分为两级:第一级保护自然生态环境及公共福利,保护能见度。第二级保护公众健康。一类区适用一级限值。二类区适用二级限值。

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