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后大流行时期的生活42——颗粒物与感染风险

淡斋达原 淡斋达原 2023-12-24
上期提到我这边新到的二氧化碳和颗粒物检测仪，既然已经分享过了二氧化碳和新冠病毒感染风险之间的关系（《后流41-二氧化碳与感染风险》），那我们一鱼两吃，这期来聊一聊颗粒物和感染风险之间的事情。

首先需要先从基础了解一下我们日常生活中在空气中接触到的颗粒物。

一、关于颗粒物

（一）什么是颗粒物

空气中的颗粒物((particulate matter,,PM)是指悬浮在空气中固态或者液态颗粒，也称气溶胶状污染物，包括尘土、矿物质、无机纤维、凝结金属颗粒(砷、镉、铅和汞等)、纸屑、苯并芘和半挥发性有机物的细粒子部分。

（二）什么是可吸入颗粒物

由于颗粒物的物理化学性质和健康效应均与颗粒物的尺寸大小密切相关，因此通常根据空气动力学当量直径（dp）将颗粒物进行分类。学术上的分类命名如下：

  • 总悬浮颗粒物，dp≤100μm。

  • 可吸入颗粒物，dp≤10μm，也叫PM10。

  • 可入肺颗粒物，dp≤2.5μm，也叫PM2.5。

  • 超细颗粒物，dp≤0.1μm，也叫PM0.1。


（三）颗粒物对健康的影响

颗粒物能够在大气中停留很长时间，并可随呼吸进入体内，积聚在气管或肺中，甚至进入血液，影响身体健康。

1.总悬浮颗粒物

粒径大于10μm的颗粒物通常会被人的鼻纤毛挡在外面，并可通过咳嗽排出人体。但也会随气流附着在皮肤上或进入眼睛，会阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎或造成角膜损伤，不过对人体健康危害相对较小。

2.可吸入颗粒物（PM10）

PM10能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，也有部分会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小。

3.可入肺颗粒物（PM2.5）

PM2.5通常很难被阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，沉积肺部，甚至可以进入肺泡、血液。在肺部沉积率最高的是粒径为1μm左右的颗粒物。这些颗粒物在肺泡上沉积下来，损伤肺泡和粘膜，引起肺组织的慢性纤维化，导致肺心病、加重哮喘病、引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎和心血管病等方面的疾病，严重的可危及生命，对儿童和老年人的危害尤为明显。

人体的生理结构特点决定了对于小于2.5μm的污染物颗粒，没有任何过滤、阻拦能力。PM2.5能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

（四）空气污染指数
空气指数就是根据空气中的各种成分占比，将监测的空气浓度简化成为单一的概念性指数值形式，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。

  • 一级：空气污染指数 ≤50优级

  • 二级：空气污染指数 ≤100良好

  • 三级：空气污染指数 ≤150轻度污染

  • 四级：空气污染指数 ≤200中度污染

  • 五级：空气污染指数 ≤300重度污染

  • 六级：空气污染指数＞300严重污染


二、颗粒物与新冠病毒的传播

根据新冠病毒典型的呼吸道疾病传播特点，我们可以知道飞沫传播和气溶胶传播是直接和颗粒物相关的，特别是新冠病毒经被证实可以附着在0.1μm大小的气溶胶颗粒上。根据2020年关于意大利米兰地区空气质量与新冠病毒每日新增人数的研究（doi:10.1016/j.scitotenv.2020.139825），我们可以比较清晰的看到新增确诊人数和空气质量之间存在着明显的正相关性，即空气质量的变差，每日新增的感染人数也会增加，证明了大气污染环境是病毒传播的有利环境。

可能的原因是新冠病毒会随着感染者呼吸和说话扩散到空气当中，并大量附着在颗粒物中形成大小不一的气溶胶颗粒，所以在条件允许的情况下请尽可能地规避在较高空气污染情况下的外出，以尽量降低感染风险。

三、长期空气颗粒污染与新冠

早在2020年新冠病毒刚刚开始大流行不久就已经有学者注意到了新冠病毒的感染和长期空气污染的相关性，Daniele Fattorini 和 Francesco Regoli根据对意大利多达71个省份的长期空气质量数据和新冠病例数量的研究，证明了长期暴露于污染指数较高的环境中会增加感染的相关风险。

从图中我们可以看到，意大利北部作为传统的工业区域，其长期空气质量明显比意大利其他地区更差，新冠病毒的传播也呈现出了明显的区域差异，长期暴露在空气污染中使得意大利北部的居民相较于南部的居民在大流行期更容易感染新冠。

另外一方面，意大利的新冠患者死亡率从北部地区的18% 到其他地区的不到5%，也证明了长期空气污染对人身体健康的影响，长期生活在空气污染的环境中会显著增加新冠病毒感染后发展为重症概率，尤其是针对易感个体。这主要是由于长期暴露在高PM2.5环境下，相关炎症反应对ACE2受体的长期影响。这似乎也从一个侧面解释了为何在2022年12月时，京津冀地区的新冠疫情相较于南方的一些地区更为严重的原因。

四、如何减少颗粒物的吸入

在我们已经十分明确颗粒物污染程度与新冠感染和重症发生率之间的关系后，就应该尽量减少暴露于高可吸入颗粒物环境的时间。

相应的也可以采取佩戴口罩的方式减少颗粒物的吸入，即便没有新冠病毒的传染风险，在颗粒物指数较高的通风环境佩戴口罩也可以保护你的健康。同时正确佩戴口罩减少颗粒物吸入也是预防新冠病毒传染的基本安全措施，在正确且贴合的佩戴口罩的情况下使用颗粒过滤率PFE(Partical Filteration Efficiency）≥95%的口罩都可以有效进行防护。关于口罩的一些技术标准可以参考《后流15-口罩（上）》和《后流16-口罩（下）》。

另外我们还可以利用装有HEPA滤网的空气净化或者CR box通过吸附来减少室内环境中的可吸入颗粒物。

五、颗粒物检测的一些建议

这里再回到最开始提到的颗粒物检测仪上，如果你生活在一个常年空气质量较差的城市，条件允许可以添置一部颗粒物检测仪用于随时观测居住地或工作学习场所中的颗粒物情况，根据颗粒物的多少决定随时调整室内的通风办法。若当天室外的空气质量较差，则不建议开窗户进行通风，最好选择关闭窗户并开启室内的空气过滤装置来降低颗粒物总量，在不通风的情况下室内的颗粒物水平越低你感染新冠病毒的风险也就越低。在一些无法佩戴口罩或存在较高暴露风险的场合，你也可以通过各种空气过滤装置在小范围内（比如脸部或口鼻处）形成一个低颗粒物区域来尽量保障自己的安全，部分使用高等级滤网的空气过滤装置甚至可以在区域内实现0.3μm颗粒物的清零。

根据所定居城市的空气状况，你也可以判断是否需要安装新风，毕竟如果定居地常年空气质量都非常糟糕，那么你在多数情况下都不适合进行开窗通风，不如索性安装新风。有读者也和我讨论过家中长辈对新风的接受度的问题，这种情况下你选择一个空气污染度较高的天气分别采集下室外、开窗的室内、关窗的室内和开启空气净化后一段时间的室内颗粒物数据来给长辈做个一形象的说明。

另一方面，如果是便携的可随身携带的颗粒物检测仪，也可以在你外出时随时提供颗粒物数量信息，让你可以有针对性地避免前往一些非必要的风险区域，或者提醒你在不得不前往高风险区域时提高自己的防护等级（比如更换更高过滤等级的口罩）。

本期的分享就先到这里，如果有什么问题欢迎给我留言，要是什么比较有趣的和新冠疫情相关的工具设备也可以推荐给我。

（文中所有图片均来自网络公开渠道）
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