全球每年因为大气污染(室外大气污染)导致的过早死亡高达330万,到本世纪中叶每年将超过600万。死亡的主要原因是大气中的细颗粒物(PM2.5)和臭氧引发的心脑血管疾病。中风和心脏病导致75%的死亡,另外25%是由于呼吸系统疾病和肺癌。
大气污染不仅仅是发展中国家存在的问题,也是发达国家面临的难题。近日,德国马普化学所的科学家们在nature上报道了全球范围的大气污染源研究成果,并且着重分析大气污染与人类健康的联系。出乎预料的是,大气污染的最主要来源不是之前报道的工业排放和汽车尾气,而是居民供暖做饭产生的烟尘,或者农业氨肥的使用。
2010年全球范围危害人类健康的最主要大气污染源分布图。不同颜色代表不同污染源。比如,黄色代表自然排放,包括中东、北非等沙漠地区;绿色代表了农业排放,包括欧洲、美国东北部和中国东北部。而工业排放和机动车尾气占据了很小一部分地区。
如图所示,在发展中国家,主要污染源是居民和商业能源消耗,包括供暖和生火做饭产生的烟尘、垃圾处理不当以及柴油机的使用。在发达国家,主要污染源是农业化肥和畜牧业排放的氨气。
中国幅员辽阔,不可一概而论,并且城市和乡村的主要污染源也不尽相同。整体统计结果显示,32%来源于居民能源消耗,29%来源于农业排放,9%来源于自然排放,18%来源于火力发电,工业排放只占到了8%,机动车尾气只占到了3%,生物质燃烧占到了1%。也就是说,我们面临的主要矛盾是居民做饭取暖时炉灶不完全燃烧产生的烟尘,并且主要集中在广大农村地区。
至于农业排放,发达国家也在面临相同的问题。值得注意的是,不同化学成分的颗粒物所含的毒性也不同。虽然世界卫生组织(WHO)和美国健康研究所将细颗粒物假定为相同毒性,但是有实验室建议将碳黑和有机颗粒划分为高毒性。假设高毒性因子为5,那么居民能源消耗所占的比例更大,在中国将从32%增高到76%。也就是说,改进广大农村地区的做饭取暖方式尤为重要。另外值得注意的是,特大城市的死亡率明显偏高。
科学家通过将全球大气质量计算机模型与人口数据、健康数据、大气质量-健康方程耦合得到上述结果,并且指出,人们在室内使用落后的工具生活做饭取暖,小火燃烧同时成为室内和室外空气污染来源。大气污染导致不同疾病。当儿童在5岁以下,有可能死于呼吸系统疾病;当超过5岁时,他们可能患呼吸系统疾病,但通常不会因此死亡。同样的道理,在30岁以上死亡的成人可能因为心脏病或者中风死亡。
面对问题,人类有解决问题的信心。臭氧层空洞就是一个很好的例子。科学家发现氟氯烃等物质造成臭氧层空洞以后,各国政府相继禁止生产相关物质,现在臭氧层正逐渐恢复。我们报道颗粒物对人类健康的危害,不是为了危言耸听,而是为了提高公众认识,为保障人类健康提供科学依据。