粒子状物質とは何ですか?

浮遊粒子状物質(PM)は単一の汚染物質ではなく、多くの化学種の混合物です。 これは、液体の小さな液滴、乾燥した固体の破片、および液体コーティングを施した固体コアで構成される、固体とエアロゾルの複雑な混合物です。 粒子はサイズ、形状、化学組成が大きく異なり、無機イオン、金属化合物、元素状炭素、有機化合物、地殻からの化合物が含まれている場合があります。 粒子は、大気質規制の目的で直径によって定義されます。 直径が10ミクロン以下(PM10)のものは肺に吸入可能であり、健康への悪影響を引き起こす可能性があります。 微粒子状物質は、直径2.5ミクロン以下の粒子(PM2.5)として定義されます。 したがって、PM2.5はPM10の一部を構成します。

PM10とPM2.5の違いは何ですか?

PM10とPM2.5は、発生源が異なることが多く、化学組成も異なります。ガソリン、石油、ディーゼル燃料、木材の燃焼による排出物は、屋外の大気中に存在するPM2.5汚染の大部分と、PM10のかなりの割合を占めています。PM10には、建設現場、埋立地、農業からの粉塵、山火事や低木・廃棄物の焼却、産業発生源、開けた土地からの風塵、花粉、細菌の断片なども含まれます。

Pm2.5とPm10の粒子状物質のサイズの違いは?
PMは、発生源(一次粒子)から直接放出されるか、二酸化硫黄(SO)などのガス(二次粒子)の化学反応によって大気中に形成されます。2)、窒素酸化物(NOX)、および特定の有機化合物。 これらの有機化合物は、樹木や植生などの天然資源と、工業プロセスや自動車の排気ガスなどの人工(人為的)資源の両方から排出される可能性があります。 下の図では、PM10粒子とPM2.5粒子の相対的なサイズを比較しています。

Pm2.5とPm10の違いは何ですか?

なぜCARBはPM10とPM2.5について懸念しているのですか?

カリフォルニア州大気資源局(CARB)は、大気中の微粒子がカリフォルニア州民の健康と環境に及ぼす影響を懸念しています。PM2.5とPM10はどちらも吸入される可能性があり、一部は気道全体に沈着しますが、肺への沈着場所は粒子の大きさによって異なります。PM2.5は肺の深部まで移動して表面に沈着しやすい一方、PM10は肺の上部の太い気道の表面に沈着しやすい傾向があります。肺表面に沈着した粒子は、組織損傷や肺の炎症を引き起こす可能性があります。

粒子状物質はどのような有害な影響を引き起こす可能性がありますか?

PM2.5とPM10の両方への曝露は、多くの健康被害と関連付けられています。PM2.5については、短期間の曝露(最長24時間)が、早期死亡、心臓や肺疾患による入院の増加、急性および慢性気管支炎、喘息発作、救急外来受診、呼吸器症状、活動制限日数の増加と関連付けられています。これらの健康被害は、主に乳幼児、小児、および既存の心臓または肺疾患を有する高齢者に報告されています。さらに、世界保健機関(WHO)のグローバル疾病負担プロジェクトに基づくと、一般的な大気汚染物質の中で、PM2.5は米国および世界全体で、大気汚染に関連する健康被害の割合が最も高い物質です。

PM10への短期暴露は、主に喘息や慢性閉塞性肺疾患(COPD)などの呼吸器疾患の悪化と関連しており、入院や救急外来を受診します。

PM2.5への長期(数ヶ月から数年)曝露は、特に慢性心疾患や肺疾患のある人の早死や、子供の肺機能の発達低下と関連付けられています。PM10への長期曝露の影響はそれほど明確ではありませんが、いくつかの研究では、PM10への長期曝露と呼吸器疾患による死亡率との関連性が示唆されています。国際がん研究機関(IARC)は2015年にレビューを発表し、屋外大気汚染に含まれる粒子状物質が肺がんを引き起こすという結論を下しました。

Pm2.5とPm10粒子状物質のサイズ差の測定

粒子状物質への暴露から最大のリスクにさらされているのは誰ですか?

研究によると、慢性心疾患や肺疾患を抱える高齢者、子供、喘息患者は、PM10やPM2.5への曝露による健康被害を受けやすいグループであることが示されています。また、子供や乳幼児は、体重1ポンドあたりの吸入空気量が大人よりも多いため(呼吸が速く、屋外で過ごす時間が長く、体格が小さい)、PMなどの汚染物質の吸入による害を受けやすいのです。さらに、子供の未熟な免疫系は、健康な大人よりもPMの影響を受けやすい原因となる可能性があります。

CARB主導の研究 子供の健康調査 PM2.5濃度が高い地域に住む子供たちは、PM2.5濃度が低い地域に住む子供たちに比べて、肺の発育が遅く、18歳時点での肺のサイズも小さいことが分かった。

CARBは、US EPAのリスク評価方法を使用して、PM2.5への曝露に関連する早期死亡率の評価を実施しました(California Air Resources Board2010)。 2014年から2016年までの大気質データを使用したこの分析の更新は、PM2.5曝露が、カリフォルニアで毎年心肺の原因による5,400(4,200〜6,700の不確実性範囲)の早期死亡に寄与することを示しました。 さらに、PM2.5は、カリフォルニアで毎年約2,800件の心血管疾患および呼吸器疾患の入院(不確実性の範囲350〜5,100)、および喘息の約6,700件の緊急治療室の訪問(不確実性の範囲4,200〜9,300)に貢献しています。

粒子状物質は環境にどのように影響しますか?

多くの科学的研究で、粒子状物質は視界を低下させ、気候、生態系、物質にも悪影響を及ぼすことが示されています。PM、特にPM2.5は、大気中での光の吸収と散乱の仕方を変化させることで視界に影響を与えます。気候変動に関して言えば、大気中のPM混合物の成分の中には気候温暖化を促進するもの(例:黒色炭素)もあれば、冷却効果を持つもの(例:硝酸塩と硫酸塩)もあり、そのため大気中のPMは気候温暖化と冷却の両方の特性を持っています。PMは、植物、土壌、水などの生態系に悪影響を及ぼす可能性があり、PMの沈着とその後の植物による吸収、または水中への沈着によって水質や透明度に影響を与えることがあります。PMに含まれる金属化合物と有機化合物は、植物の成長と収量に最も大きな影響を与える可能性があります。表面にPMが沈着すると、物質が汚染されます。

粒子状物質は屋内で問題になりますか?

室内で見られる微粒子状物質の中には、特にPM2.5のように屋外由来のものがあります。これらの粒子は、ドア、窓、建物の構造上の隙間などから室内に入り込みます。また、室内由来の粒子もあります。室内由来の粒子には、花粉、カビの胞子、ダニ、ゴキブリなど、アレルゲンとして知られるものを含む生物由来の成分が含まれます。喫煙、調理、薪、ろうそく、お香の燃焼など、室内での活動も粒子を発生させます。さらに、家庭用洗剤や芳香剤などから放出されるガス状汚染物質の複雑な反応によって、室内で粒子が形成されることもあります。

粒子状物質の周囲空気品質基準は何ですか?

大気質基準は、人間の健康を害することなく屋外の空気中に存在することができる汚染物質の最大量を定めています。2002年、科学文献を広範に検討した結果、委員会はPM2.5 ppmの新しい年間平均基準を採用し、PM10の既存の年間および24時間平均基準を維持しました。国の年間平均PM2.5基準は、既存の基準よりも低いPM2.5濃度で早期死亡リスクが増加するという証拠を示した新しい文献を徹底的に検討した結果、2012年に最も最近改訂されました。2012年の見直しの結果、既存の24時間平均PM2.5およびPM10基準が維持されました。

***

この記事はもともとカリフォルニア州大気資源局のウェブサイトに掲載されたものです:https://ww2.arb.ca.gov/resources/inhalable-particulate-matter-and-health