PM2.5空气污染物及其他
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每次看到摄影论坛上讨论应该败什么牛头才能拍出“通透”的照片,我都贱贱的偷笑。所谓的“通透”,只要空气干净,狗头一样好用啊。下面这样这张照片,远处的Mt.Rainer离拍摄的地点直线距离170公里,中间还隔着一个美国西北最大的城市——西雅图。在西雅图,影响“通透”的不是空气,而是阴雨。
空气中的悬浮颗粒PM是影响“通透”度的最大罪魁祸首,也是最主要的六种空气污染物之一。美国环保局EPA制定的“国家环境空气质量标准”(NAAQS)监测的六种空气污染物是一氧化碳,铅,二氧化氮,臭氧,颗粒物,二氧化硫。其中铅在美国已经不算重要污染物了,因为所有的汽油早已经是无铅的,70年代以后的房子油漆也完全不含铅。
Particle
Matter,中文的“颗粒物”其实不算准确。中文的“颗粒物”给人的印象只是固体颗粒,例如灰尘,烟尘什么的。其实还包括液体,例如“雾”,还有个好词“霾”。烟是固体颗粒空气悬浮物,雾就是液体颗粒空气悬浮物。
PM主要来源于废气,汽车尾气,发电厂,煤炉子什么的,现在北京应该不会家家烧蜂窝煤了,当然还有工业生产的一些过程也会产生PM,例如烧水泥,例如建筑工地。自然界的灰尘也是,不过灰尘一般来说都比较大,容易沉下来,危害相对来说没那么严重。除非是火山灰,火山灰实际是天然的“纳米”材料的重要来源。不会有人借这句话搞些纳米产品忽悠人吧?
PM是否对健康有危害,主要取决于颗粒的大小。直径大于10微米的颗粒物一般不会飘太远,而且会被鼻毛什么的挡住,擤擤鼻涕就没事了。直径小于10微米的颗粒物可能进入呼吸道,会有潜在的健康风险,所以环保空气监测主要针对这些小于10微米直径的颗粒物,简称PM10,和更小的颗粒物PM2.5。
值得注意的一点是,PM10的定义有变化。以前是指直径小于10微米的颗粒物,当然也包括PM2.5,直径小于2.5微米的颗粒物。我前几天还在国内媒体上读到PM2.5占到PM10的60-70%这样的句子。不过,目前美国环保局的定义更准确了,PM10仅指直径在2.5和10微米之间的颗粒,叫做"
inhalable coarse particles",可吸入粗颗粒;PM2.5指直径小于2.5微米的颗粒,"fine
particles",细颗粒。为什么重新定义?因为EPA在最新的2006年标准里严格了PM2.5的标准,但是保留了PM10的原有标准。如果还按照以前的定义,就会有矛盾了。[1,2]
EPA的最新标准2006 PM
Standards里,PM2.5的含量从上一个标准的65微克/立方米,进一步严格到35微克/立方米(24小时平均值),年度平均值则保持原来的标准为15微克/立方米。显然,根据美国驻中国大使馆的监测值,北京的空气是非常糟糕的。估计鬼子们可以以此为由多要健康补助,嘿嘿,我阴暗的猜的。当然,严格的说,美国大使馆的监测是“瞬间值”,应该取24小时平均更符合标准一些,不过并不改变目前北京空气质量大大超过EPA的标准的事实,鬼子们要补助可是根据他们本国的标准,如果有我所猜测的这项健康补助的话,嘿嘿。
PM10的标准和以前一样,还是150微克/立方米(24小时平均)。EPA说,缺乏证据表明长期暴露于PM10会导致健康问题,所以还进一步取消了年度平均标准限制。我说呢,第一,是和工业巨头拉锯的结果,不得不有些妥协,后面详细说;第二,确实缺乏科学证据,缺乏长期样本。下图是我写这篇文章时候美国全国的PM2.5实时监测图,基本上全美国都是Good,也就是最好的一级,只有个别州是一般[3].
这还是国内专家所说的最容易发生“逆温”导致污染物不能散掉的秋冬季。看起来,美国科学家们根本在本土找不到足够的样本对PM10做长期暴露的研究,他们应该去中国。
PM2.5细颗粒的直径大约是头发的三十分之一,更容易深入肺部。纳米级的颗粒,例如小于50纳米(0.05微米)的颗粒可以进一步进入器官组织内部。目前也有科学家们利用这一点以纳米颗粒作为载体,做可控制的药物输送。
多说一点儿关于纳米级颗粒对健康的影响。目前还没有足够的科学研究,例如导致怎么样的短期长期危害,进入人体的途径,影响机理等等。现在只能是,对未知的东西,小心为妙。想当年我还在学校的时候,学校健康部门居然没有关于接触纳米材料的操作规范SOP,后来还是我们几个天天用纳米材料做实验的人,和学校安全健康部门的人坐在一起,凑出来当时学校第一份关于纳米材料的SOP。近几年相关的研究应该多了不少,以后我会针对此项详细再写一篇。
PM2.5对健康的直接影响还是肺部。小颗粒落在肺里就可能刺激周围的组织收缩,也就是减少了一定的气血交换量。而且小颗粒本身的化学成分也许有更进一步的危害。特别是肺部功能本身就不好的人群,例如小孩和老人,和有哮喘之类病症的人,更需要注意。至于心血管方面,影响是间接的,喘不上气,胸闷当然对心脏也有影响。有统计结果表明,PM2.5会增加心血管病发病的风险,但是机理还不清楚。当然,最新的研究进展我会继续找找。
地区空气质量标准的制定不是一件容易的事情,需要考虑的因素很多。EPA列举的因素包括空气质量数据,排放数据,人口密度和城市化程度,交通和通勤情况,人口增长率,气象,地理,排放控制等等。[4]
但是,无论如何,呼吸清洁空气是基本生存权的一部分,毒奶粉地沟油什么的还可以避免,空气能不呼吸吗?制订标准,严格执行标准是当务之急。为什么不能拿来主义呢?空气质量标准,以及制订标准的方法在美国都是公开资料,依葫芦画瓢也行的。
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找资料的时候发现EPA网站上有一篇FAQ里讲了他们怎么打官司,蛮有意思的。[5]
好的标准需要正义的程序。所以把这一小段翻译出来。
1997年PM2.5标准的诉讼历史
1997年7月,环保局颁布了PM2.5和臭氧的8小时均值标准。之后,一些工业组织和州政府上诉到哥伦比亚特区联邦巡回法庭质疑该标准。1999年5月14日,三人法官小组意见虽然不一致,但是认为EPA依据清洁空气法案制定标准的行为是违宪的,EPA没有被合法授权。不过,法官小组对制定标准的科学事实基础和过程并没有异议,让EPA保留并进一步审核标准本身,并没有取消该标准。1999年六月,司法部和EPA上诉哥伦比亚特区巡回法庭要求重审,但是在1999年10月29日,法庭拒绝了重审的要求。
之后在1999年12月,司法部和EPA进一步上诉至最高法院要求取消哥伦比亚特区巡回法庭之前作出的裁决。2000年11月,最高法院同意听取上诉,并在2001年2月27日发布了裁决。最高法院认为,EPA与民航局合作制定国家环境空气质量标准的行为并不构成违宪的非法授权,一致肯定民航局授权合法,完全在其自由裁量权的范围之内。最高法院还肯定了制定该标准的必要性,指明应当不计成本的保护公众健康和福利水平。最高法院将其他几条争议裁决发回巡回法庭重审,其中包括是否EPA制定标准的过程过于随意。
巡回法庭在2001年12月重新审理了争议部分,并在2002年3月26日作出裁决:认定EPA制定标准的决策过程合理,不必赔偿由执行标准所造成的损失。这个最终决定保障了EPA进一步执行PM2.5标准。
[1]http://www.epa.gov/airnow/particle/pm-color.pdf
[2]http://www.epa.gov/oar/particlepollution/naaqsrev2006.html
[3]http://www.airnow.gov/index.cfm?action=airnow.national
[4]http://www.epa.gov/ttn/naaqs/pm/pm25_2006_techinfo.html
[5]http://www.epa.gov/pmdesignations/2006standards/faq.htm
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