与气候变化一样，空气污染也是对人类健康最大的环境威胁之一。被称为颗粒物或PM2.5(因其直径仅为2.5微米或更小而得名)的微小颗粒是一种特别危险的污染物。这些颗粒有多种来源，包括野火和化石燃料燃烧，它们可以进入我们的血液，深入肺部，造成呼吸和心血管损伤。全球每年有数百万人因暴露于颗粒物而过早死亡。
针对PM2.5有害影响的证据越来越多，世界卫生组织(世卫组织)最近更新了其空气质量指南，将PM2.5的年度暴露指南推荐值从每立方米10微克降低了50%3.)至5 μm3.．这些更新的指南标志着一种积极的尝试，以促进调节和减少人为排放，以改善全球空气质量。
麻省理工学院土木与环境工程系的研究人员进行了一项新的研究，探讨了5 μm的更新空气质量指南3.在世界不同地区都能切实实现，特别是在大力减少人为排放的情况下。
研究人员想要调查的第一个问题是，在多大程度上转向无化石燃料的未来将有助于不同地区达到这一新的空气质量准则。
“我们发现的答案是，消除化石燃料排放将改善世界各地的空气质量，但虽然这将有助于一些地区符合世卫组织的指导方针，但对许多其他地区来说，自然资源的高贡献将阻碍他们实现这一目标的能力。”麻省理工学院土木与环境工程系、地球、大气与行星科学系的Germeshausen教授、资深作者科莱特·希尔德说。
这项研究由希尔德、杰西·克罗尔教授以及研究生Sidhant Pai和Therese Carter共同完成，并于6月6日发表在该杂志上环境科学与技术通讯的研究发现，目前全球90%以上的人口暴露在年平均浓度高于建议指南的环境中。作者继续证明，即使没有任何人为排放，世界上超过50%的人口仍将暴露在PM2.5浓度超过新的空气质量指南的环境中。
这是因为当人为排放从空气中去除后，大气中仍然存在大量颗粒物质的天然来源——灰尘、海盐和植被中的有机物。
“如果你生活在印度或北非的部分地区，这些地区暴露在大量的细尘中，将PM2.5暴露量降低到新的指导方针以下可能是一项挑战，联合第一作者、研究生Sidhant Pai说。“这项研究促使我们重新思考不同地区不同减排控制措施的价值，并表明需要新一代空气质量指标，从而实现有针对性的决策。”
研究人员以2019年为代表性基准年，进行了一系列模型模拟，以探索在不同减排情景下，在全球范围内实现最新PM2.5指南的可行性。
他们的模型模拟使用了一系列不同的人为源，这些人为源可以打开和关闭，以研究特定源的贡献。例如，研究人员进行了一项模拟，关闭了所有人为排放，以确定可归因于自然和火源的PM2.5污染量。通过分析大气中PM2.5气溶胶的化学成分(如粉尘、硫酸盐和黑碳)，研究人员还能够更准确地了解特定地区最重要的PM2.5来源。
例如，亚马逊地区PM2.5浓度升高主要是由森林砍伐火灾等来源的含碳气溶胶组成。相反，北欧的含氮气溶胶主要来自车辆和化肥的使用。因此，这两个地区需要非常不同的政策和方法来改善空气质量。
“分析单个化学物种的颗粒物污染可以做出特定于该地区的缓解和适应决策，而不是一刀切的方法，如果不了解不同来源的潜在重要性，执行这种方法可能具有挑战性。”Pai说。
世卫组织空气质量指南上一次更新是在2005年，对环境政策产生了重大影响。科学家可以研究一个不符合规定的地区，并提出高水平的解决方案来改善该地区的空气质量。但随着指导方针的收紧，管理和改善空气质量的全球适用解决方案不再明显。
“物种形成的另一个好处是，一些颗粒具有与健康结果相关的不同毒性。”联合第一作者、研究生特蕾莎·卡特说。“这是一个重要的研究领域，这项工作可以帮助激励。能够分离出这一难题，可以为流行病学家提供更多关于不同毒性水平和特定颗粒对人类健康影响的见解。”
作者认为这些新发现是一个扩展和迭代当前指南的机会。
“对PM2.5化学成分的常规和全球测量将为政策制定者提供信息，让他们知道在任何特定地点，什么样的干预措施最有效地改善空气质量。”麻省理工学院土木与环境工程系和化学工程系教授杰西·克罗尔说。“但这也将为我们提供新的见解，了解PM2.5中不同的化学物质是如何影响人类健康的。”
“我希望随着我们更多地了解这些不同颗粒对健康的影响，我们的工作和更广泛的大气化学界的工作可以帮助制定减少对人类健康最有害的污染物的战略。”综补充道。
来源:https://www.mit.edu/education/