华盛顿大学的研究人员确定了美国上空亚微米颗粒物的浓度,其中深红色区域表示更高的浓度。这些是最小的空气污染物颗粒,可能对人类健康造成更大的危害。
空气污染会导致健康问题,并且在美国每年导致约5万人死亡,但并非所有空气污染物的影响都相同。科学家们多年来一直在追踪“PM2.5”污染的范围,即直径小于2.5微米的颗粒物。然而,关于其更小的同类——亚微米或“PM1”颗粒物(直径小于1微米)的信息较少。为什么这很重要?因为这些“小家伙”可能会带来更严重的健康影响。
在《柳叶刀星球健康》杂志上发表的一项研究中,华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员量化了过去25年来美国上空的PM1含量。
“这项测量为我们提供了一个起点,以了解监管者可以针对哪些污染物来实现最有效的健康影响,”能源、环境和化学工程Raymond R. Tucker杰出教授Randall Martin说。“这项工作建立在华盛顿大学在卫星遥感和大气气溶胶建模方面的优势之上。”他补充道。
Martin的大气成分分析小组的研究助理教授李池是该研究的第一作者。李池表示,这些估计将使进一步研究亚微米颗粒的健康和环境影响成为可能。
李池说,这项研究中量化的非常小的颗粒通常来自直接排放,例如柴油发动机释放的黑碳颗粒或野火烟雾。有时PM1也可以通过二次过程形成,当二氧化硫或氮氧化物通过燃料燃烧和燃煤排放时。
从直觉上讲,较小的空气污染颗粒可能对身体造成更大的损害,因为它们能够绕过身体的天然防御系统。这些亚微米颗粒至少比红细胞小六倍。
空气颗粒并不总是单一物质,而是由其他材料堆叠在一起的混合物。
较大的颗粒物主要由不易改变的成分如矿物尘埃主导,李池指出。
研究人员基于已知的构成PM2.5颗粒的七个主要成分(如硫酸盐、硝酸盐和矿物尘埃)的比例计算出亚微米颗粒的估计值。
“将这七个物种结合起来,我们可以计算出全国的PM1总浓度,”李池说。
这项研究为进一步分析某些类型颗粒聚集的位置、方式和原因以及它们如何影响环境和人体奠定了基础。
“当EPA在1997年首次颁布细颗粒物空气质量标准时,曾广泛讨论过是否应监管PM1还是PM2.5,”工程教育James McKelvey教授Jay Turner说。“出于多种原因,包括但不限于与PM2.5相比缺乏PM1的健康影响研究,最终选择了后者。这项研究提供了全面的全国数据集,以检查PM1对健康的影响。”
下一步将涉及与流行病学家合作,评估PM1与健康结果之间的关联。
新的数据集揭示了另一个值得注意的事实:污染法规确实有帮助。在整个美国本土,人们呼吸的空气中平均PM1水平从1998年到2022年急剧下降,这得益于几十年来的环境法规,如《清洁空气法》。然而,自2010年以来,这一进展已经放缓,主要是由于野火活动的增加。未来需要控制新兴的非化石燃料污染源,研究作者说。
其他国家如中国已经在跟踪全国范围内的PM1方面领先一步,但现在美国可以迅速赶上。
“这个数据集为美国提供了前所未有的重要污染物信息,而这些污染物很少有其他测量数据存在,”Martin说。
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