科学故事 | 破解危害人体健康的环保课题


 调查PM2.5危害


你见过雾霾吗?那是一种灾害性天气,望过去天地间一片灰黄色,呼吸也会有不舒服的感觉。雾霾天气是一种大气污染状态,要应对它,我们最主要的任务就是控制PM2.5浓度。 

什么是PM2.5?PM2.5的大名叫细颗粒物,指的是环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物,它对人体健康的危害,如今早已被大家所熟知。我最初做相关研究的时候,PM2.5还是一个听都没听说过的概念,因为理念超前,研究中还遇到了不少的困难。

那是1992年,我受国家环保局委托,接手中美合作课题“空气污染对儿童肺功能影响研究”。在之后长达两年的时间里,我们科研小组对四城八校的空气颗粒物PM2.5、PM10(悬浮在空气中,空气动力学当量直径小于等于10微米的颗粒物)等进行监测,最终得出结论:国内PM2.5空气污染对人的呼吸健康有非常大的危害。
PM2.5颗粒很细,又附着一些其他污染物,会刺激小孩子的呼吸道,影响肺通气功能,进而影响肺功能。如果这个小孩子刚好又生病了,如感冒发烧、气喘咳嗽,病情就会有加重的趋势。
PM2.5的危害当然不止针对儿童,我们日常呼吸的时候,它会随着空气进入我们的肺泡。附着的其他污染物(如农药残留、重金属氧化物、致癌物等),也可能通过肺泡进入我们的血液,从而危害我们的健康。

说到这里,你是否对环境保护工作有了新的理解呢?

▲魏复盛院士在中国环境监测总站科学家团队签约仪式上作报告。

环境保护的最终目的,是提高人们的健康水平和生活质量,促进人类与环境的协调发展。我们常强调“保护环境,人人有责”,因为它和我们每个人的生活息息相关。

保护好生态环境,我们人类才能可持续发展,才能有更好的生活。而要想拥有更好的生活,你必须要有健康。没有健康,再丰富的物质条件,也不能让你拥有幸福的生活。


 调查女性肺癌“元凶”


关于肺癌,你有了解吗?

我国是肺癌发病率最高的国家之一,同时,肺癌也是我国死亡率最高的癌症。在这触目惊心的数据背后,同样也有环境因素的影响。

大家都知道,除了遗传的内因,吸烟是引起肺癌的最主要原因,其他还有一些是因为职业暴露,比如工作环境中存在超出安全剂量的氡、石棉等致癌因子。在云南有这么个地方,很少抽烟只是务农做家务的女性肺癌的发病率也很高,研究结果你们可能想不到,竟然和家里烧烟煤做饭、烧猪食、冬季取暖而引起的室内空气粗细颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、致癌物BaP 重污染等密切相关。此外,还和做饭时高温爆炒、油烟污染有关。 

衣食住行,“食”是我们日常生活中不可或缺的一部分。为了将食物的美味更好地呈现出来,人们发明了蒸、煮、焖、炖、煎、烤、炒、炸等花样繁多的烹饪方式。随着社会的发展,人们越来越认识到饮食健康的重要性,往往会选择蒸、煮、焖、炖的食物。这是非常正确的,因为合理烹调,可以减少产生致癌物质,也就是上面所说的引起女性肺癌高发的元凶之一——多环芳烃。

新鲜的食物,比如我们常吃的鱼肉、猪肉,本身是不含多环芳烃类物质的,但是在烤、炸等高温烹饪的过程中,就可以产生多环芳烃类致癌物。我们时常说“回锅油”危害健康,其中一部分原因就是油在反复加热过程中,多环芳烃类致癌物含量会上升。此外,化石燃料,如做饭、取暖时经常使用的煤,在燃烧的过程中也会释放多环芳烃类致癌物。

在研究中,我们发现,调查对象大部分时间都是待在家里的。她们做饭、烧猪食、取暖,一天24小时几乎都暴露在多环芳烃环境中,这自然就增加了肺癌的发病率。在调查的过程中,我看到当地农民因病致贫的艰难状况,觉得我应该做点什么。于是我向人大建言,组织考察组专门就这个问题开展调研,帮助百姓改炉改灶,改变能源结构,比如使用沼气、清洁能源等;同时还建议他们在室外做饭,这样就不会长期处于高污染物的环境当中。这些举措减轻了他们的症状,他们的综合健康也得到了改善。同时,我们也积极推动改善当地农民的医疗保障和生活条件。能为人民群众做一些力所能及的事,我觉得很有意义。

而改变能源结构的意义不止于此。化石能源燃烧产生的温室气体,导致全球气候变暖,引发了很多极端天气,这都影响着人们的生活和健康。比如现在频频出现的高温天气,很多心血管疾病患者就扛不过去了。

国家确立清洁能源战略,降低煤炭在能源结构中的比例,实行双碳政策,加快降低碳排放的步伐,都是为了应对这些状况,从而保护人类的健康,谋求人类的可持续发展。


 今后一定要做环保


你可能会好奇,我为什么会走上环保这条路呢?

其实,破解这些健康环保课题,为百姓干些实事,是我择业之初就立下的志向。

在我小时候,读书学习是一件奢侈的事情。我出生在一个农民家庭,兄弟姐妹共有七人,我排第五。家里只有大哥被父母送去读书了,理由是家里还是需要一个认识字的人。那是我六七岁的时候,我牵着牛到山上让它吃草,走过一户人家门口,听见里面的孩子在念书。当时我就特别想去念书,但是家里穷,父母根本不同意。我很委屈,甚至抢了大哥的书往山上跑。

后来,教书的先生听说了这件事情,似乎被我读书的执念打动了,他不但亲自教我识字,还不收我的学费。我的名字魏复盛,也是他给我取的,我确实很感激他。

那时为了上学,我什么苦都愿意吃。为了能获得父母对自己的支持,我把家里的杂活,比如挑水,全部承包了下来。家里有九口人,一天要六担水,我每天要从山坡下面,一步一步将水挑上来。读书需要买书籍、文具,没有钱怎么办?我就养小兔子解决。

从小学到初中,我的成绩一直很好,初中毕业时,更是获得了保送高中的机会。但读高中一个月要交六块钱伙食费,我实在交不起,就想去考铁路技校,因为那个免费。班主任听说后极力反对,他批评我:“你家里是有困难,谁都有困难,但是有困难就应该逐步克服。你有培养的前途,你应该去上高中!”班主任还给了我五块钱,作为去报到的学费和头一个月的生活费。

在班主任的劝解和帮助下,我终于得以进入高中读书。为了我的大学梦想,也为了不辜负帮助我的老师们,我一直很努力地学习。后来,我考上了中国科学技术大学。上大学跟上中学不一样,老师讲的书上都没有,我下课做作业根本就无从着手。当时我想,我一定要克服困难,闯过学习关。每天早上,我都会早早来到教室,坐在头两排靠老师最近的地方。老师在上头讲,我就在下面拼命地记,下了课再和同学核对笔记,并去找参考书温习。毕业时,因为成绩好,为人厚道、实在,我得以留校任教。在教学工作之余,也常到一线进行调研,我与环保的不解之缘就是在这时候结下的。

1970年,我在协助铜陵冶炼厂调查固废资源时,发现当地的环境污染问题非常严重。为了保证当地农民种的稻子能够授粉、有收成,冶炼厂一到七八月份就会停产,用一个多月的时间来检修。当时,我关注到的不只是污染导致的粮食欠收问题,还有工人因环境污染产生的健康问题。我是化学专业背景,深知有毒污染物的危害,便开始格外留意环境污染方面的信息。我觉得,生态环境保护是国家发展的重要方向,“今后一定要做环保”。

在20世纪70年代,我主持开展了一系列的环境污染调查,和同事们一起搞污染物分析方法研究,在国内外的学术期刊上发表了200多篇环保论文。


 构建全国监测技术方法体系


在研究的过程中,我认识到一件事情:搞环境保护首先需要监测方法。我和同事们在全国范围走访调研并总结多方资料,提出按照“水和废水”“空气废气”“土壤和工业固体废弃物”等环境要素分类来构建全国监测技术方法体系。当时的环境污染问题很多,国家的经费又非常有限,同志们把工作放在首位,克服生活问题,“自带干粮”搞研究,通过“大协作”的方式攻克了许多监测技术方法的难关。

在进行土壤背景值研究的时候,环保局推选我做牵头人、课题负责人。当时我的职称是讲师,高校和研究所的教授们不服气。教授们说:“讲师来领导我们教授太不合理了,太不公平了。”我能理解,便说:“没关系,你们看看我能不能做,不能做你们来代替我。”技术攻关,高难的动作让他们来做,我们取得最基础的科学可比数据,基础的工作我们来做,我们的数据库对他们公开,这样他们也很高兴。

五年下来,我们没为课题的经费、冠名、署名吵过架,大家都非常友好。时间已经过去了三十多年,但是当时研究的影响还在,一些数据、方法仍然被现在的工作所引用。

▲魏复盛院士与共同主持中国土壤环境背景值科技攻关项目的专家——北京大学陈静生教授(左一)、中国科学院吴燕玉教授(右一)在一起。
酸雨调查是我们另一项攻关课题。当时,我国有大约三分之一的国土面积受到酸雨的严重污染,而有些周边国家称他们也受到了中国的影响。我们通过研究证明,我们的酸雨是二氧化硫污染、煤烟污染造成的,他们的污染是氮氧化物加煤烟污染造成的,成因根本就不一样。得到这个结论后不久,国家就提出了两控区,也就是酸雨控制区和二氧化硫污染控制区。这种控制排污总量的政策出台后,生产技术改善了,污染物就减排了。现在,全国酸雨污染面积占国土面积的比重已经减小到了5%左右,这是一个相当大的进步。

在团队协作下,我们不仅进行了酸雨调查、土壤背景值研究等一系列国家重大科技攻关课题,还完成了我国环境基本国情调查,逐步建立起了适合我国国情的环境监测技术方法体系。监测技术方法统一后,就可以通过标准化的程序,把它上升为国家的标准方法,这样的话全国监测的数据就能够准确可比了。

我们的工作,像采样分析、处理数据等,都是平凡的工作。但就算是再平凡的工作,我们也会脚踏实地努力去把它做好,这样才能为国家的一些重要判断和决策提供准确的科学依据、科学支撑。我们的青少年朋友们一定要认真踏实,做好身边的每一件事,哪怕只是平凡的小事。平凡的事情从量变达到质变,就会变成一个伟大的事情!

文章来源/《科学故事会》2023年7月刊
文/魏复盛
责编/杨佳羽
审校/《科学故事会》编辑部

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创建时间:2023-12-21

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