西西河

主题:雾霾到底有多毒 -- 向前向前

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    • 家园 试着计算一下,pm2.5和香烟

      在开始讨论之前,先得说说一个化学方面的认识,关于物质的毒性,是这样的:

      没有无毒的物质,只有无毒的剂量;没有有毒的物质,只有有毒的剂量;一切脱离剂量谈毒性的,都是耍流氓。

      水是生命必须的物质,但过量饮水也会引起水中毒。砒霜是剧毒物质,但控制好剂量可以治疗白血病。这里当然不是要证明雾霾可以治病,也不是要证明雾霾无害,而是要算下,和吸烟相比,这个所谓pm2.5到底有多毒。请不必想得太多和过度引申,计算有多毒不等于证明无毒,关键在于要把剂量搞清楚。

      先来看下网上的说法:

      知乎问题

      专家:吸一年PM2.5相当于吸50支烟

      抽一支烟等于吸一天"爆表"空气

      那么这些说法靠不靠谱呢,专家到底是专家还是砖家呢?让我们自己动手验算一下。

      首先算雾霾中的pm2.5浓度。为了保证数据可靠,让我们同时看看美国和中国两方的数字:

      美驻华使馆公布监测数据

      北京市环保局

      根据美方数据,2015年北京的pm2.5平均浓度为82.5 微克/立方米。根据中方数据,2015年和2016年的pm2.5平均浓度分别为81微克/立方米和73微克/立方米。二者基本符合,料敌从宽,这里取美方的较大数字:82.5 微克/立方米。

      接下来,计算人的呼吸空气总量。一般估计为,平静状态下,人每分钟呼吸16次左右,每次呼吸越0.5升空气,算下来一天约12立方米的空气。

      上面两个数字相乘,便得到北京人均一天的pm2.5吸入量等于990微克,一年下来为0.36克。

      那么,吸烟呢?

      扬州市环保局大气自动监测室曾做过一个实验:一支烟完全燃烧,将产生0.62克颗粒物,其中PM2.5占30%~40%,约等于0.19~0.25克。

      让我们取中间值,每只烟燃烧产生pm2.5约0.22克。两只烟就超过一年的pm2.5了。

      当然,实际中并非所有的pm2.5都被吸烟者吸入了,具体的比例取决于周围环境和吸烟的方式。前面专家的说法是两包烟等于一年的pm2.5,也就是40支烟=0.36克pm2.5,即1支烟吸入9000微克,等于9天北京平均pm2.5。按照这个比例倒推回去,意味着在一支烟燃烧产生的全部pm2.5中,吸烟者仅仅吸入了其中的5%,应该说是个合理的估计,而且是相当保守的。

      自行估算一下,依照前面的数据计算,如果在20平方米、2.75米高的封闭室内点一只烟,pm2.5将达到4000微克/立方米,在里面待上1个小时,即以二手烟的方式吸入pm2.5达2000微克之多,相当于2天的(北京平均)pm2.5,考虑到直接吸入肺部的一手烟要远多于此,1支烟等于9天pm2.5的估计是靠谱的。

      综上所述,就pm2.5而言,1支烟大约等于9天pm2.5(北京2015均值,82.5微克/立方米),其他以此类推。香烟的致病性已经被研究得很透彻了,并且香烟中还有雾霾中没有的尼古丁、焦油、苯并芘、一氧化碳等等,雾霾究竟有多毒,大可与之比对。

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      • 家园 对着测量仪吐一口烟,立刻打满999

        高出多少就不知道了

      • 家园 用等同于每天抽几根烟也是一种形象的办法

        这个网站也算过

        http://berkeleyearth.org/air-pollution-and-cigarette-equivalence/

        不过结果和你的似乎有数量级的差别

        Air Pollution Location Equivalent in cigarettes per day

        US, average 0.4

        EU, average 1.6

        China, average 2.4

        Beijing, average 4.0

        Handan, average 5.5

        Beijing, bad day 25.0

        Harbin, very bad day 45.0

        Shenyang, worst recorded 63.0

        • 家园 研究方法比较让人费解

          这段材料采取的研究方法,没有说服力。

          Now let’s consider air pollution. The most harmful pollution consists of small particulate matter, 2.5 microns in size or less, called PM2.5. These particles are small enough to work their way deep into the lungs and into the bloodstream, where they trigger heart attack, stroke, lung cancer and asthma. In the Berkeley Earth review of deaths in China we showed that 1.6 million people die every year from an average exposure of 52 μg/m3 of PM2.5. To kill 1.6 million people would require, assuming 1.37 x10-6 deaths per cigarette, 1.1 trillion cigarettes. Since the population of China is 1.35 billion, that comes to 864 cigarettes every year per person, or about 2.4 cigarettes per day.

          简单来说:

          用伯克利中国死亡统计数据,中国每年有160万人死于平均52μg/立方米的PM2.5污染。杀死一个人根据美国的经验数据,需要1.37x10-6支香烟。所以中国等于消耗了1.1万亿支香烟。所以除以总天数,以及总人口的到中国雾霾的香烟折算。

          加粗的地方都是逗人用的。

          首先,160万死亡人口和空气污染的绝对因果关系怎么来的?甚至52μg的单位浓度是怎么来的?除以国土面积吗?

          其次,为什么美国的健康统计数据,特别是这种和环境密切相关的健康数据,能直接拿来中国当参数?

          最后这个最滑稽。他等于先乘了个总人口,再除以总人口。就为了看起来像那么回事儿吗?

          我对环境污染深恶痛绝,但是这些所谓研究,多半也是沽名钓誉。

      • 家园 你比较的是PM2.5的剂量,不是有害物的剂量

        没有无毒的物质,只有无毒的剂量;没有有毒的物质,只有有毒的剂量;一切脱离剂量谈毒性的,都是耍流氓。

        同意,可问题是:你比较的是PM2.5的剂量,不是有害物的剂量。

        PM指的是可吸入颗粒物,小一点的花粉也可归于此类,本身不一定是有害物质。

        空气中的PM2.5之所以有害,主要是其吸附的有害物质,如有机污染物和重金属。

        在封闭的室内环境下吸烟,会产生雾霾中含有的二氧化硫、氮氧化合物、有机污染物和重金属么?

        为什么只提到香烟中的有害物质,却对雾霾中的污染物选择性失明么?

        用PM2.5替代雾霾,用此剂量替代彼剂量。借用句成语指鹿为马,不算过分吧?

        • 家园 pm2.5自身就是有害物,比的就是其剂量

          首先,这是因为其微粒过于微小,无法被人体自身的过滤机制去掉,沉积在肺泡里造成损伤,并且这个损害是累积和不可逆转的。所以说,pm2.5本身就是有害物质,而非仅仅是一种介质、需要通过吸附其他有害物质达成伤害。相对而言,更大的颗粒物,pm10和pm100,就因为人体可以通过自身的保护机制阻挡和排出,其危害没有pm2.5那么大。这也是为什么大家越看越重视pm2.5的原因。

          其次,pm2.5的害处在于其物理性质,即体积微小、沉积在肺泡,所以花粉什么的,甚至包括炒菜的油烟,食物的香气等等,抛开过敏性不提,其中的pm2.5也是同样有害的。并不存在有害的pm2.5和无害的pm2.5这种区分。因此,雾霾中的pm2.5和香烟中的pm2.5的性质是一样的,只要剂量相同,害处便是相仿,二者对比并无不妥。兄台关于花粉的说法怕是不太准确。

          再次,谈到二氧化硫和氮氧化物,它们都是气体,可以直接被吸入肺部,无须吸附在pm2.5上进入人体。二者都是空气质量指数的计算对象,各自有各自的浓度标准,各自有各自的损害机理,主要是化学和生物方面的,与pm2.5的物理性损害无关,所以不用掺在一起讨论。一码归一码,这不是什么选择性失明。

          何况烟草作为生物制品,必然含有碳氢氧氮磷硫这六种基本生命元素,其中的硫和氮在燃烧条件下就不会产生二氧化硫和氮氧化物,恐怕不是那么肯定吧?退一万步说,就算完全不产生,烟草燃烧产生的pm2.5也是经过空气后进入人体的,二手烟自不必说,一手烟也是在烟卷里生成再进入肺部的。如果是其害处是通过吸附空气中的其他有害物质而达成的,来自烟草的并不比其他来路的干净多少,何必乌鸦嫌猪黑呢。

          还有,至于说重金属,烟草中就不含重金属么?土里生土里长的东西,怕是和大环境脱不开关系。雾霾中有没有重金属?肯定有,比如说铅,只要灵敏度足够,实际上你可以在任何地方检出来,关键在于剂量。雾霾中和烟草中的重金属含量究竟有多少,这方面手头发生没有数据,姑且存疑吧。

          总之,pm2.5就是pm2.5,pm2.5的主要“毒性”就是pm2.5自己的“毒性”,不同于有毒气体和重金属的化学伤害,和具体来源的关系不大,或许称之为物理伤害更准确些。

          当然,要较真起来的话,pm2.5的化学成分必然也是有影响的,还是那句话,看剂量。雾霾中的pm2.5主要是由难溶的盐类和不溶的氧化物组成的,这也是为什么它会在肺泡里沉积,否则就被体液带走了。所以其物理伤害是主要矛盾,化学伤害是次要矛盾。反倒是香烟的pm2.5的化学成分更复杂,雾霾里有的它都有,雾霾里没有的它有的是,哪种伤害更大还真不好说。

          通宝推:kiyohide,
          • 家园 雾霾中的pm2.5和香烟中的pm2.5的性质不一样

            第一,

            PM2.5对健康有影响,但不附着污染物的PM2.5主要危害是对呼吸系统的损害。致癌和引起心脑血管和生殖系统疾病的是重金属和有机污染物。换言之,PM2.5有害但不要命。PM2.5附着的污染物才是更应该注意的。好比马路边的石头也脏,但跟粪坑里的石头还是有区别。所以,你用PM2.5的危害替换雾霾的危害是有问题的。

            第二,

            烟草燃烧产生的pm2.5也是经过空气后进入人体的

            你这里是偷换概念,此空气非彼空气。封闭室内环境的空气和外面堵车的尾气一样么?有多少人是在雾霾的街头抽烟的?

            第三,烟草里面的重金属和硫,能跟燃煤排放、工业废气比么?烟草燃烧能有多少氮氧化物,和汽车尾气差太多了。你自己说的看剂量,大家都别耍流氓,好么?

            • 家园 尾气是排放到空气里稀释过的

              抽烟是直接全吸入了

            • 家园 这个观点不同,大可各自保留意见好了

              你总是说附着这件事情,姑且认为有吧。但你有没有考虑过这样一件事情:

              你所说的附着物,在附着到pm2.5上面之前的时候,在什么地方?在空气里。对吗?

              它们和pm2.5共同漂在空气里,然后才附着在上面了。对吗?

              既然这样,那么问题就来了。如果没有pm2.5,这些物质会不会进入人体?会被直接吸进去。对吗?

              所以,吸附也好,不吸附也好,它们都会同样地进入人体,路径不同而已。对吗?

              不耍流氓地说,无论pm2.5是多少,它们被人体吸入的总剂量是相同的。对吗?

              所以,它们的危害和pm2.5是完全独立的两件事情。对吗?

              综上所述,把这些东西的危害算在pm2.5的头上并不合适。对吗?

              反倒是按照你的逻辑:危害是附着物造成的,所以pm2.5本身是无毒的,如果空气中只有pm2.5,没有其它污染物,那么呼吸这样的空气等于呼吸清洁的空气。对吗?真的对吗?

              就算姑且承认你的说法,其他污染物附着在pm2.5上危害人体,就好比一个凶手坐着汽车去杀人放火。试问,到底凶手有罪呢,还是汽车有罪呢?

              至于说二氧化硫之类的剂量问题,是兄台你先提出来的,你的原始提法是“有没有”,“在封闭的室内环境下吸烟,会产生雾霾中含有的二氧化硫、氮氧化合物、有机污染物和重金属么?”,这个问题只字没提剂量,对吧?这个到底算不算那个什么就不论了,我不过是依照你的问法,稍微回答一下--“有”--罢了。“耍流氓”这顶帽子是万万承担不起的。

              至于雾霾和香烟的全面比较,前者多了二氧化硫、氮氧化物等等,后者多了尼古丁、焦油等等,究竟孰大孰小,个人的看法是后者大些。这个纯属主观判断,大家大可反对,有一说一,各种帽子还是免了的好。

              • 家园 雾霾之下没有赢家

                每个人都有表达自己观点的权利,同时,对错误的观点也有批判的义务。

                PM2.5并不是雾霾的全部,这个问题看来你我一致了。

                同时还得指出,雾霾中颗粒物和附着的污染物都是燃烧的结果,“本是同根生”,而不是“金风玉露一相逢”。

                雾霾之下没有赢家,卖口罩的也不例外。3M的高管在享受夏威夷的阳光海滩时,卖3M口罩的只能享受华北醇厚的烟霾。

                就算烟民对雾霾免疫,可你还有年迈的父母、幼小的下一代。难道你真的不希望他们免于雾霾的伤害?

                面对雾霾,精神胜利法是没有用的。只有全社会正视雾霾、向雾霾宣战,我们才可能最终战胜雾霾。

                通宝推:孟词宗,
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