雾霾会进脑？英国科学家发现大脑的铁磁纳米粒子来自空气污染

雾霾越来越成为冬季的“常客”，这也让人们对雾霾的危害愈发敏感。科学家仍在不断探究空气污染对健康威胁几何。最近，一篇2016年7月发表在《美国科学院院报》期刊的论文再次引发媒体及公众的关注，并刷爆了朋友圈——雾霾会“进脑”了吗？

所谓“进脑”，其实指的是该论文的研究团队找到了令人信服的证据，证明大脑中大量的磁铁矿纳米粒子来自外部环境，也就是空气污染，而非人体自身机制所产生。据论文介绍，汽车尾气（尤其是柴油车）、工业生产、厨房明火或是使用不密封的火炉，都可能成为大脑中磁铁矿纳米粒子的来源。

研究人员检测了37名（3岁-92岁）生活在墨西哥城（29名）和英国曼切斯特（8名）的参试者大脑额叶皮质，检测结果显示每克额叶皮质中含有数百万个磁铁矿纳米粒子。更为重要的是，这些磁性纳米粒子呈现两种不同的外形，一种外形有棱角，一种则是圆状，而圆状的粒子占了绝大多数，和有棱角的粒子比例是100：1。

左图a、b为圆形磁铁矿纳米粒子，右图c、d为有棱角的磁铁矿纳米粒子。来源：该研究论文形状能说明什么问题吗？恰恰如此。粒子的外形呈圆状，这说明粒子经过高温的燃烧，而人体的温度并不足以改变粒子的形状。这指向一个结论：这些粒子的来源是外部环境。经过对比，研究人员发现这些粒子和城市空气中经过燃烧的磁铁矿纳米粒子高度相似。

此外，他们还在大脑中发现了其他含金属粒子，比如铂、钴和镍。铂来自人体内部的可能性很低，而可能是来自汽车排气系统中的机外净化装置——催化转换器。当汽车废气通过催化转换器时，铂作为催化剂之一，用来控制co的排放。这样一来，铂在大脑中被探测到，又为磁铁矿纳米粒子来源于外部环境增添佐证。

其实，大脑中含有磁铁矿纳米粒子并不是新事，早在26年前，美国加州理工学院教授joe kirschvink就发现大脑中有磁铁矿纳米粒子的存在，但当时，这没有引起太大重视，因为认为这可能来自人体生命活动。《美国科学院院报》这项研究打破了这个认知。

如果来源是外部环境，那么这些磁性粒子是如何进入大脑的？论文给出了解释，由于这些粒子大多十分微小，直径小于200纳米（相当于pm0.2，pm2.5为空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，1微米=1000纳米），可以通过嗅觉神经进入，而又因为鼻腔和大脑之间没有血脑屏障的阻碍，粒子可以直达大脑。颗粒物越小，越容易被吸入。

雾霾天气是怎样形成的？对人体有什么危害？

雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物（PM 2.5），一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。
雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。
雾霾的主要危害主要可归纳为两种：一是对人体产生的危害，二是对交通产生的危害。

1、对人体产生的危害：

（1）对呼吸系统的影响。
霾的组成成分非常复杂,包括数百种大气化学颗粒物质。其中有害健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子、燃料和汽车废气等，它能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺泡中。尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症。对于支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病患者，雾霾天气可使病情急性发作或急性加重。如果长期处于这种环境还会诱发肺癌。
（2）对心血管系统的影响。
雾霾天对人体心脑血管疾病的影响也很严重，会阻碍正常的血液循环，导致心血管病、高血压、冠心病、脑溢血，可能诱发心绞痛、心肌梗塞、心力衰竭等，使慢性支气管炎出现肺源性心脏病等。
另外，浓雾天气压比较低，人会产生一种烦躁的感觉，血压自然会有所增高。再一方面雾天往往气温较低，一些高血压、冠心病患者从温暖的室内突然走到寒冷的室外，血管热胀冷缩，也可使血压升高，导致中风、心肌梗死的发生。所以心脑血病患者一定要按时服药小心应对。
（3）雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱，使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。
（4）不利于儿童成长。由于雾天日照减少，儿童紫外线照射不足，体内维生素D生成不足，对钙的吸收大大减少，严重的会引起婴儿佝偻病、儿童生长减慢。
（5）影响心理健康。
专家指出，持续大雾天对人的心理和身体都有影响，从心理上说，大雾天会给人造成沉闷、压抑的感受，会刺激或者加剧心理抑郁的状态。此外，由于雾天光线较弱及导致的低气压，有些人在雾天会产生精神懒散、情绪低落的现象。
（6）影响生殖能力。
有研究表明，长期暴露于高浓度污染的空气中的人群，其精子在体外受精时的成功率可能会降低。研究人员还发现了有毒空气和男性生育能力下降之间的关联。
2013年11月5日，中国社会科学院、中国气象局联合发布的《气候变化绿皮书：应对气候变化报告(2013)》指出，近50年来中国雾霾天气总体呈增加趋势。其中，雾日数呈明显减少，霾日数明显增加，且持续性霾过程增加显著。
[1]雾霾天气现象会给气候、环境、健康、经济等方面造成显著的负面影响，例如引起城市大气酸雨、光化学烟雾现象，导致大气能见度下降，阻碍空中、水面和陆面交通;提高死亡率、使慢性病加剧、使呼吸系统及心脏系统疾病恶化，改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫结构等。
2、对生态环境和交通造成的危害：
（1）影响交通安全。
雾霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。在日常行车行走时更应该多观察路况，以免发生危险。
（2）阴霾天气更易致癌。
雾霾天气时光照严重不足，接近底层的紫外线明显减弱，使得空气中细菌很难被杀死，从而传染病的概率大大增加。中国工程院院士、广州呼吸疾病研究所所长钟南山曾在某论坛上指出，近30年来，我国公众吸烟率不断下降，但肺癌患病率却上升了4倍多。这可能与雾霾天增加有一定的关系。不但浓雾缠绕、能见度非常低的天气会对人体健康产生影响，时而有雾时而多云的天气也会有同样的问题。
（3）影响生态环境。
雾霾天气对公路、铁路、航空、航运、供电系统、农作物生长等均产生重要影响。雾、霾会造成空气质量下降，影响生态环境，给人体健康带来较大危害。

伦敦雾霾的原因有什么

雾霾污染也曾经困扰伦敦，根据《生命时报》驻伦敦记者的报道，我们也许可以看到治理雾霾污染的一条出路。为什么伦敦雾霾，以下就是我给你做的整理，希望对你有用。

伦敦雾霾的原因

形成伦敦烟雾事件的直接原因是燃煤产生的二氧化硫和粉尘污染。烧煤的工厂排放的大量浓烟、汽车排放的机油废气和从欧洲大陆飘过来的污染云，都令伦敦的空气质量变得很差。当年的伦敦，工业排污量非常大，每天都有1000吨的浓烟从烟囱中飘出来，排放2000吨二氧化碳(CO2)、140吨盐酸和14吨氟化物。更为严重的是，燃煤粉尘中含有三氧化二铁成分，可以催化另一种来自燃煤的污染物二氧化硫氧化生成三氧化硫，进而与吸附在粉尘表面的水化合生成硫酸雾滴，混合了水蒸气之后，就形成了800吨的硫酸。家庭烧煤也加剧了大气污染。在集中供暖时代之前，寒冬的伦敦，数以万计的家庭只能烧煤取暖。由于战后经济困难，政府将优质煤出口国外，而伦敦人则烧劣质煤，污染更为严重。当空气不流通的时候，这些污染严重的黄烟就被?困在伦敦上空?，便形成了浓雾。这些硫酸雾滴吸入呼吸系统后会产生强烈的刺激作用，使体弱者发病甚至死亡。伦敦烟雾事件的间接原因是开始于12月4日的逆温层所造成的大气污染物蓄积。

随后的1956年、1957年和1962年等伦敦又连续发生了多达十二次严重的烟雾事件。20世纪70年代中期，伦敦的?雾日?逐年减少，1980年则进一步下降。目前，伦敦有毒烟雾已销声匿迹，并成为全球的生态之城。

伦敦雾霾的治理措施

第一阶段为准备阶段(1953-1960)。英国政府1953年成立了由比佛爵士领导的比佛委员会(the Beaver Committee)，专门调查烟雾事件的成因并制定应对方案。在比佛委员会的推动下，1956年英国出台专门针对空气污染的《清洁空气法》。该法提出禁止黑烟排放、升高烟囱高度、建立无烟区等措施，并且在控制机动车数量、调整能源结构等方面做出了很多努力。同时，清洁空气委员会(Clean Air Council)成立，负责监督空气污染的改善情况，并从对空气污染治理有经验、有学识或有责任的人那里获取空气污染治理建议。具体的管理措施包括由地方政府负责划定烟尘控制区，改造家用壁炉，更换燃料，禁止黑烟排放;设立奖惩机制，对控制区内进行壁炉改造的合理费用，由地方政府补贴至少70%，而对违反条例的人员则依情节处以10-100英镑罚款或最高3个月的监禁。1960年，伦敦的二氧化硫(SO2)和黑烟浓度分别下降20.9%、43.6%，取得了初步成效。

第二阶段是显著削减阶段(1960-1980年)。1968年，英国政府对《清洁空气法》进行了修订和扩充，赋予负责控制大气污染的住房和地方政府部部长更多权限，包括出台新的锅炉颗粒物和烟尘排放限值的权力，和可以强制要求地方政府设立新的烟尘控制区的权力。1974年，政府颁布《污染控制法》(Control of Pollution Act)，规定机动车燃料的组成，并限制了油品(用于机动车或壁炉)中硫的含量。这一阶段最核心的措施，就是大幅扩大了烟尘控制区的范围。到1976年，烟尘控制区的覆盖率在大伦敦地区已达到90%。伦敦空气中SO2和黑烟的浓度在第一阶段还略有波动，但到了第二阶段，整个城市的空气质量便有了显著改观，SO2和黑烟的浓度在短期内均大幅下降，10年降幅超过80%。到1975年，伦敦的雾霾天数已经从每年几十天减少到15天，1980年降到5天。

第三阶段是平稳改善阶段(1980-2000)，伦敦大气控制与治理的重点已从控制燃煤开始逐步转向机动车污染控制。政府陆续出台或修订了一系列法案，如《汽车燃料法》(1981年)、《空气质量标准》(1989年)、《环境保护法》(1990年)、《道路车辆监管法》(1991年)、《清洁空气法》(1993年)、《环境法》(1995年)、《国家空气质量战略》(1997年)、《大伦敦政府法》(1999)、《污染预防和控制法》(1999年)。这使得伦敦大气污染治理的法律法规更加完善。

第四阶段是低碳发展阶段(2001年至今)，此时伦敦的空气质量和20世纪50年代相比，已经有了巨大的改善，SO2和黑烟浓度分别下降84.2%和47.4%，都不再是伦敦的主要污染物。2002年，伦敦市长经过广泛咨询后发布了伦敦的空气质量战略，其中详细说明了伦敦要如何达到国家空气质量目标。2003年，《英国能源白皮书??我们能源的未来：创建低碳经济》中首次正式提出低碳经济概念，提出将于2050年建成低碳社会。此后，伦敦的空气质量战略在2006、2010年进行了两次修订。目前，伦敦空气质量控制的重点是机动车污染控制，而主要污染物是二氧化氮(NO2)和PM10。低层空气中烟的污染有93%得到控制，酸雨的危害已基本消除。今天的伦敦，已成为一座?绿色花园城市?，并荣登吸引全球游客最多的城市之榜首。

伦敦雾霾的经验

(一)建立完善的法律法规体系，依法治理雾霾

伦敦曾经严重的大气污染引起英国各界的高度重视。具体表现在：(1)依法治霾。1956年，在著名的《比佛报告》 (The Beaver Report)推动下，英国颁布了世界上首部空气污染防治法案??《清洁空气法》(Clean Air Act)。在此基础上，20世纪60-70年代，英国主要采取?末端治理?来治理空气污染。除了不断完善《清洁空气法》，1968年以后，英国又相继出台《污染控制法》(1974)、《汽车燃料法》(1981年)、《空气质量标准》(1989年)、《环境保护法》(1990年)、《道路车辆监管法》(1991年)、《清洁空气法》(1993年修订)、《环境法》(1995年)、《大伦敦政府法案》(1999)、《污染预防和控制法案》(1999年)及《气候变化法案》(2008)等一系列空气污染防控法案，对其他废气排放进行严格约束，制定明确的处罚措施，以控制伦敦的大气污染。英国根据国情，走以?立法为主，补贴为辅，全面推进，最终建立低碳社会?的模式，把建立低碳社会提升为基本国策。英国政府承诺，到2020年，将削减26-32%的温室气体排放;到2050年，将实现温室气体减排80% 的长期目标。(2)制定国家战略,指导治理雾霾。从1995年起，英国又制定了国家空气质量战略，规定各个城市都要进行空气质量的评价与回顾，对达不到标准的地区，政府必须划出空气质量管理区域，并强制在规定期限内达标。欧盟要求其成员国2012年空气不达标的天数不能超过35天，不然将面临4.5亿美元的巨额罚款。为了符合标准，早在2003年，伦敦市政府开始对进入市中心的私家车征收?拥堵费?，以此来改善公交系统发展。随后英国提出《能效：政府行动计划》(2004)、《气候变化行动计划》(2005)、《英国可持续发展战略》(2005)、《低碳建筑计划》(2006)、《退税与补贴计划》(2007)、《英国能效行动计划2007》、《国家可再生能源计划》(2008)及《低碳转型计划》(2009)等一系列计划与政策的出台，彰显了英国政府积极应对气候变化的态度与决心。尤其是2009年低碳转型计划》勾画出英国政府发展低碳经济的国家战略蓝图，目标是到2020年，英国的碳排放量在1990年基础上减少34%，120多万人从事绿色职业;700万栋房屋进行节能改造，150多万户家庭将得到政府资助自产清洁能源;40%的电力将来自低碳能源;新车的平均碳排放量将减少40%。由于英国的大力推动，近年低碳经济的理念在全球迅速传播，并得到广泛的认可。(3)加大财政投入。2009年英国政府拨款32亿英镑用于住房的节能改造，对那些主动在房屋中安装清洁能源设备的家庭进行补偿，预计将有700万家庭因此受益。2009年4月，布朗政府宣布将?碳预算?纳入政府预算框架，使之应用于经济社会各方面，并在与低碳经济相关的产业上追加了104亿英镑的投资，英国也因此成为世界上第一个公布?碳预算?的国家。(4)构建协同配合的政策体系。英国在利用气候变化税、排放贸易机制等政策工具及低碳交通、?清洁煤炭?、碳预算等计划的基础上，充分发挥各种政策工具与计划的特色，组成相互联系、相互作用的有机政策计划体系，低碳技术研发推广计划得到社会各界的广泛认同，已初步形成以市场为基础、以政府为主导、以全体企业、公共部门和居民为主体的?低碳经济?互动体系，促进低碳经济转型，促进可再生能源的发展。(5)设立各种专项基金促进可再生能源发展。?碳基金? 作为由英国政府利用每年大约有6600万英镑的气候变化税作为投资、按企业模式运作的商业化基金，有力地促进英国商业和公共部门减排CO2，加大投资可再生能源等低碳技术。2008年英国政府启动?环境改善基金?，可以将政府对低碳能源和高能效技术示范和部署的支持以及对能源与环境相关的国际化发展结合起来，提供相应的基金资助。为了在绿色运输和能源项目中加大投资，2010年3月英国设立10亿英镑(7.49亿欧元)绿色能源基金，改造运输体系使用清洁燃料，提升低碳能源(如风能、海洋波浪能和太阳能)的利用，为数千人创造新的工作岗位。

(二)利用清洁能源等技术，大力发展低碳经济

伦敦烟雾事件发生时，伦敦的烟尘最高浓度达4460 微克/立方米，二氧化硫日平均浓度达到3830微克/立方米。1950年代，伦敦的有关部门通过对大气污染源进行分析，发现污染物主要来自工业及家庭燃煤，因此，他们除了划定?烟尘控制区?，区内的城镇只准烧无烟燃料外，还决定增加清洁能源比例，推广使用无烟煤、电和天然气，减少烟尘污染和二氧化硫排放;冬季采取集中供暖;发电厂和重工业设施被迁至郊外;政府采用补贴的办法帮助居民改造燃具，而且要求市区和近郊区所有的工业企业都不准用煤炭和木柴作燃料，其产生的废气也均须利用物理和化学方法加以净化，达标后才可排出等。英国还大力发展监控技术，建立大气监测网。自1961年开始，英国在全国范围内建立了一个由450个团体参加的大气监测网。监测网有1200个监测点，平均每小时对烟尘与二氧化硫采样一次，每月测降尘量一次，其中伦敦、爱丁堡、谢菲尔德三个城市被列为重点监测区。再加上环保技术的推广应用等，对控制伦敦的大气污染和环境保护起到了重要作用。

伴随着英国空气质量的改善，英国的能源结构也发生了巨大的变化。1965年燃料构成中煤炭的比例为27%，电和清洁气体燃料占24 5%，燃料油为43%;1980年煤炭仅限于远郊区工厂使用，比例进一步减少到5%，电和清洁气体燃料提高到51%，燃料油为41%。尤其是煤炭占总能源消耗的比例，从1948年的90%下降到了1998年的17%，而天然气的占比却从0上升到了36%。2003年，英国首次正式提出低碳经济概念，将于2050年建立低碳社会。2008年英国颁布《气候变化法案》，政府承诺到2020年将削减26%-32%的温室气体排放、到2050年将实现温室气体的排量降低60% 的长期目标。2009年英国政府公布发展低碳经济的国家战略蓝图，大力发展新能源。到2020年可再生能源在能源供应中要占15% 的份额，其中40%的电力来自低碳领域(30% 来源于风能、波浪能和潮汐能等可再生能源，10% 来自核能)。
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我们地理作业是雾霾天气的研究，帮忙写一下，O(∩_∩)O谢谢

频繁出现的大雾天气让人防不胜防连日来，灰蒙蒙的大雾笼罩了半个中国，记者从北京309医院，中国中医科学院西苑医院等多家医院呼吸科采访，发现连日来的雾霾天气，导致各种呼吸系统疾病的就诊人数都有不同程度增加。“阴霾天气比香烟更易致癌。”中国工程院院士、广州呼吸疾病研究所所长钟南山曾在某论坛上指出，近30年来，我国公众吸烟率不断下降，但肺癌患病率却上升了4倍多。这可能与雾霾天增加有一定的关系。不但浓雾缠绕、能见度非常低的天气会对人体健康产生影响，时而有雾时而多云的天气也会有同样的问题。 在中国环境科学院环境污染与健康研究室研究员张金良看来，空气污染对肺癌的影响有一种长期慢性的作用。北京环境保护科学研究院研究员彭应登博士还指出，国外有研究表明，雾霾天空气中的有毒颗粒物，也是造成心血管疾病的重要原因。除了癌症，雾霾天还是心脏杀手。张金良表示，有研究表明，空气中污染物加重时，心血管病人的死亡率会增高。哈佛大学公共卫生学院曾证明，阴霾天中的颗粒污染物不仅会引发心肌梗死，还会造成心肌缺血或损伤。 老慢支、肺气肿、哮喘、支气管炎、鼻炎、上下呼吸道感染等常见的呼吸道系统疾病，也可能被雾霾天急性触发。彭应登指出，国外研究表明，可吸入颗粒物浓度每上升10ug每立方米，呼吸系统疾病上升3.4%，心血管病上升1.4%，每日总死亡率上升1%。城市有毒颗粒物来源主要是汽车尾气颗粒污染物是罪魁祸首连日雾霾让不少人养成了密切关注“空气污染指数”、“可吸入颗粒物”这些专业名词的习惯。彭应登解释，不同城市决定空气污染指数的检测项目有所不同，在北京，主要是空气中二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项的含量。前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。北京市环保局监测中心主任赵越曾表示，北京的污染物中，95%以上甚至更高的比例是可吸入颗粒物。颗粒物的英文缩写为PM，目前北京监测的是PM10，也就是直径小于10微米的污染物颗粒。这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。 城市有毒颗粒物究竟来自哪里？彭应登说，首先是汽车尾气。使用柴油的大型车是排放PM10的“重犯”，包括大公交、各单位的班车，以及大型运输卡车等。他强调，使用汽油的小型车虽然排放的是气态污染物，比如氮氧化物等，但碰上雾天，也很容易转化为二次颗粒污染物，加重雾霾。其次是北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气。第三是工业生产排放的废气。比如冶金、 机电制造业的工业窑炉与锅炉，还有大量汽修喷漆、建材生产窑炉燃烧排放的废气。第四是建筑工地和道路交通产生的扬尘。为什么雾霾天在北方深秋、初冬季节最多？彭应登指出，和这个季节本身温度低、湿度高，容易形成雾天有很大的关系。南方则在湿度大的季节，易发生雾霾。此外，大城市更容易有雾霾，以北京为例，不到10%的城区面积集中了全市90%的人口和机动车，让污染物高度累积。再加上三面环山的簸箕形地形决定了污染物不易扩散，太原兰州这种北方半盆地结构都是如此。中国的空气污染到底有多严重？连日来网上关于中国能否监测PM2.5，也就是直径小于2.5微米的污染物颗粒，成了讨论的焦点。对此，彭应登表示，中国的空气污染控制已经比过去有了很大进步，比如北京，二氧化硫、氮氧化物等气态污染物都得到了很好的控制，但在PM2.5这种更细微的颗粒物标准的制定和控制管理上，确实和发达国家有一定的距离。从健康的角度来说，PM2.5比PM10对人体的损害更大，后者只会吸入肺部，前者会直接吸入肺泡。与国外的地广人稀、广泛使用清洁燃料、治理污染技术水平更高相比，中国人口和汽车使用密度都高、以燃煤为主、控制污染技术尚待提高等，都决定了要想达到国外的空气质量标准，我们还有很长的一段路要走。

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