科学家们已追踪"PM 2.5"污染范围数十年。PM 2.5是指直径小于2.5微米的"颗粒物"。但关于其更微小的同类——直径小于1微米、被描述为"亚微米"或"PM 1"的颗粒物——可用信息却较少。这为何重要?因为这些"小家伙"可能是造成更严重健康影响的根源。
圣路易斯华盛顿大学的研究人员在《柳叶刀-行星健康》期刊发表研究,量化了美国过去25年的PM 1浓度。
"这项测量为确定监管机构应针对哪些污染物以实现最有效的健康影响提供了起点,"麦凯维工程学院能源、环境与化学工程领域的Raymond R. Tucker杰出教授Randall Martin表示,"该研究依托于华盛顿大学在卫星遥感和大气气溶胶建模方面的优势。"他补充道。
Martin大气成分分析课题组的研究助理教授李驰是该研究的第一作者。李驰表示这些估算数据将有助于进一步研究亚微米颗粒对健康和环境的影响。
李驰指出,本研究所量化的超细颗粒主要来源于直接空气排放,例如柴油发动机释放的黑碳颗粒或野火烟雾。有时PM 1也可通过二次过程形成,当二氧化硫或氮氧化物通过燃料燃烧和燃煤排出时。
更小的空气污染颗粒可能对人体造成更大伤害具有直观合理性,因为它们能够穿透人体的先天防御系统。这些亚微米颗粒比血细胞至少小6倍。
空气颗粒并非单一物质,而是多种材料堆积形成的混合物。
李驰强调,较大粒径的颗粒中不易改变的成分(如矿物尘埃)占比显著更高。
研究人员基于PM 2.5颗粒成分的已知比例计算出亚微米颗粒估算值,这些成分包括硫酸盐、硝酸盐和矿物尘埃等七种主要组分。
"将这七种物质合并计算,我们可得出全国PM 1总浓度,"李驰说。
该研究为深入分析特定类型颗粒聚集的地点、方式和原因,及其对环境和人体的影响奠定了基础。
"EPA在1997年首次颁布细颗粒物空气质量标准时,关于监管PM1还是PM2.5存在大量讨论,"工程教育James McKelvey教授、研究合著者Jay Turner表示,"出于多种原因(包括但不仅限于针对PM1的健康影响研究数量远少于PM2.5),最终选择了后者。本研究提供了用于检验PM1健康影响的全国性综合数据集。"
下一步将与流行病学家合作评估PM1与健康状况的关联。
新数据集揭示了另一显著事实:污染监管确实有效。因《清洁空气法案》等数十年环境法规的实施,1998至2022年间美国本土居民呼吸空气中的平均PM1水平急剧下降。但自2010年以来进展放缓,主要归因于日益加剧的野火活动。研究作者表示,未来的污染控制需针对新兴的非化石燃料污染源。
中国等其他国家在追踪全国PM1方面已先行一步,但美国现在可迅速赶上。
"该数据集为美国提供了一种重要污染物的空前信息,而针对该污染物的其他测量数据极少,"Martin表示。
研究经费来自美国国家环境卫生科学研究所、美国国立卫生研究院。
Story Source:
Materialsprovided byWashington University in St. Louis. Original written by Leah Shaffer.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Chi Li, Randall V Martin, Aaron van Donkelaar, Jose L Jimenez, Qi Zhang, Jay R Turner, Xuan Liu, Mark Rowe, Jun Meng, Wuyue Yu, George D Thurston.Estimates of submicron particulate matter (PM1) concentrations for 1998–2022 across the contiguous USA: leveraging measurements of PM1 with nationwide PM2·5 component data.The Lancet Planetary Health, 2025; 9 (6): e491 DOI:10.1016/S2542-5196(25)00094-4
2025-06-21
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