發佈時間：2010/10/16
全球污染顆粒濃度地圖
流行病學家懷疑，空氣中的某些污染顆粒，使得每年有多達數百萬的人過早死亡。然而，在許多發展中國家，由於地表空氣污染檢測器的缺乏以及其他現實因素，我們無法得到關於這種污染顆粒的具體數據，哪怕是粗略的統計數字也很難估算。這些有問題的顆粒物，被稱為細顆粒物（PM2.5），它的直徑小於或等於2.5微米，約為人類頭髮絲的十分之一。這些小顆粒可以穿過人體正常的防禦通道，滲透到肺部深處。
最新一期《環境健康展望（Environmental Health Perspectives）》雜誌發表首張PM2.5長期觀測的全球地圖。加拿大研究人員，來自達爾豪斯大學（Dalhousie University，該學校位於美麗的海港城市——哈里法斯，新斯科舍省）的Aaron van Donkelaar和Randall Martin將兩台NASA衛星儀器監測儀器得到的氣溶膠總量相加，並且與電腦模型計算出的氣溶膠垂直分佈量結合在一起，製作出了這張地圖。
他們的地圖，顯示了2001年至2006年PM2.5的平均值。它為這種危害人類健康的細顆粒物研究，提供了一個迄今為止最全面的看法。然而，相對那些早已建立了完善地面監測網絡的發達地區，這項新混合技術並沒有給它們帶來更為精確的污染指數測量結果。
不過，這張地圖首次給一些發展中國家提供了PM2.5衛星測量數據，這些國家還從未有過對其空氣污染水平的評估。
該圖顯示，從北非撒哈拉沙漠一直延伸到東亞的一大片區域，PM2.5污染指數相當嚴重。結合人口密度考量，它表明，全世界超過80%的人口正在呼吸著嚴重污染的空氣，污染指數甚至超過了世界衛生組織給出的最小安全值，即每立方米10微克。美國PM2.5水平相對較低，不過中西部和東部一些中心區域的污染，依然清晰可見。
PM2.5健康影響的探討
讓我們深吸一口氣。就算空氣看起來純淨透明，可以肯定的是，你已經吸入了數以百萬計的PM2.5顆粒。雖然這種顆粒人的肉眼不可見，但它在地球的大氣層中卻無處不在，而且它們的生成機制有自然因素，也有人為因素。研究人員仍在努力量化PM2.5自然與人為產生因素的精確百分比，顯而易見的是，這兩種來源都對新地圖中的那些熱點區域起到了推波助瀾的作用。
比如說，大風在阿拉伯和撒哈拉沙漠區域捲起了大量沙塵。而在許多高度城市化的地區，比如中國東部和印度北部，有很多沒有安裝使用過濾裝置的發電廠和工廠，它們在燃燒煤的過程中，產生了盈千累萬的硫酸鹽和煙塵微粒。機動車尾氣也製造出相當多數量的硝酸鹽和其他微粒。此外，還有農作物廢棄物焚燒和柴油發動機燃燒產生的煤煙顆粒，科學家們稱之為黑碳物質。
美國楊百翰大學的教授，流行病學家，及該領域世界領先的專家之一Arden Pope為我們解釋道，城市空氣中，人為產生的顆粒往往佔據主導地位。人們天天呼吸著這些空氣，同時這些粒子也讓醫學專家最為頭疼。這是因為，較小的PM2.5顆粒可以穿透人體呼吸道的防禦毛髮狀結構，也就是鼻腔中的鼻纖毛。這些鼻纖毛在人體結構中起到一個相當不錯的，篩選較大顆粒的作用。
一些細小的顆粒能深達人體肺部，有些超細顆粒甚至可以滲透進血液，從而引發人體整個範圍的疾病，包括哮喘，心血管疾病，支氣管炎，等等。美國心臟協會估計，僅在美國，被PM2.5顆粒污染的空氣就導致每年約60,000人死亡。
衛星技術引導PM2.5研究的未來
對於試圖解決這一問題和PM2.5其他未解謎團的研究者而言，這張新的地圖，以及圍繞它的相關研究，都將在未來引導他們的研究方向。比如，最基本的問題：全球各地，空氣污染危及健康的具體人數到底是多少？馬丁說：“我們可以清楚地看到，為數不少的人們暴露在高濃度懸浮顆粒環境中，不過，到目前為止，還沒有人去研究這在人類死亡和疾病中的關係。流行病學主要關注的還是發達國家，比如北美和歐洲。”
現在，有了這張地圖和一些相關數據，流行病學家可以開始著手研究長期暴露在高濃度微粒的環境中，會給人類健康造成何種影響。尤其是，亞洲那些快速發展的城市，和北非一些沙塵區域，此項研究一向匱乏。這些新的信息對於美國或西歐一些地區也將大有裨益，那些區域長久以來都使用地表探測器的結果作為衡量空氣質量的標準。
研究人員從多個儀器中採集數據，有裝載在Terra衛星上的多角度成像光譜儀（MISR），還有Aqua和Terra衛星上的中等分辨率成像光譜儀（MODIS），此外，他們還使用一種化學輸送模型，也即GEOS-Chem技術來繪製這張新地圖。
然而，製作這張地圖的研究人員強調，我們並不能從此地圖得出關於全球各地區PM2.5的排放量水平的結論。來自馬里蘭州NASA戈達德航天中心（Goddard Space Flight Center），且參與發布這份報告的遙感專家Ralph Kahn對此進行了詳細解釋，儘管研究人員Aaron van Donkelaar通過應用數據融合技術，給我們提供了一個更為清晰的細微顆粒全球視野，可是，對於某些區域來講，不確定的因素可能使它們的PM2.5預估值偏低了25%或更多。
為了提高對懸浮顆粒的了解，NASA的科學家們計劃參加一系列的現場活動，以及眾多的衛星飛行任務。以NASA戈達德航天中心為例，中心管理人員正致力於加強和擴大一個名為AERONET的全球網絡，該網絡將所有的地表顆粒監測器緊密相連。此外，今年的晚些時候，來自紐約戈達德太空研究所（GISS）的科學家們也將著手分析從Glory衛星接收到的第一份數據。該衛星攜帶了一種創新性儀器——偏光儀，它可以採用新的方式去測量細微顆粒特性，實現對現有空間氣溶膠技術測量儀器的互補。
戈達德地球科學技術中心主管Raymond Hoff坦言：“要實現利用衛星技術測量空氣污染的全部潛能，我們還有很多工作要做。”他最近在《空氣與廢物管理協會》學術期刊中發表了一系列詳實論述，然後，他補充說道：“但是，這已經是我們邁出的重要一步。”
（ 譯言社翻譯美國國家航空航天局（NASA）網站文章）
