当前世界环境

介绍

环境空气质量持续恶化，危害人类健康^{1 - 3}。在工业化国家和发展中国家，这一问题的严重程度各不相同^4、5。快速的机动化、快速的工业和城市发展以及飞速的技术进步使全球的空气质量受到威胁^{6 - 8}。许多正在城市化和工业化的欠发达国家没有资源或足够的技术来以最小的环境影响处理污染物^5、9。人类自发评估和管理健康风险的能力已成为在当今不断变化的环境中生存的根本^10、11。

由于颗粒物污染对生态系统的生物和非生物成分造成严重后果，目前已成为全球关注的一个严重问题^12、13。印度共和国拉贾斯坦邦的大城市在过去几年里也经历了高浓度的颗粒物，这给印度经济带来了额外的负担^{在14到18岁}。

细颗粒物因其体积小而受到越来越多的关注。它具有悬浮在环境中的液体和固体颗粒的异质组成。危险颗粒的大小从大到小不等^7日19。有些颗粒非常大，甚至可以通过裸眼观察到，而其余的颗粒非常小，只能通过电子显微镜来监测^20、21。根据其气动直径，可将颗粒物大致分为两类，即颗粒物_2.5(Dia ?2.5µm)和PM₁₀(Día ?10µm)^3、22。

自然和人为活动造成了最恶劣的空气质量^5、23。火山爆发、沙尘暴、野火、煤炭工业中化石燃料的燃烧^{24 - 26日}、车辆废气^25日,27日，发电^8日,28日、炼油厂²⁵，残茬和木材燃烧是颗粒物形成的主要原因^29、30。

颗粒对人类健康的有害影响根据其浓度水平和接触时间有轻度、中度或严重的影响。它已成为全因和特定疾病发病率和死亡率的重要环境风险因素³¹。老年人、儿童和孕妇易受感染^32、33。点_2.5接触会导致肺癌死亡³⁴成人的全自然原因(30)⁺年)，慢性肺阻塞性疾病(COPD)¹¹急性下呼吸道感染(ALRI)³²、中风³⁵缺血性心脏病(IHD)³⁴短期影响增加了呼吸系统疾病、心血管疾病(CVD)、中风和成人死亡率相关疾病的住院人数³⁶。

这项工作的最终目标是在为期四年(2018-2022)的观察期内，测量颗粒物对居民的严重影响，并确定印度拉贾斯坦邦哥打市的生态环境风险类别。文献中没有足够的研究来量化Kota的环境风险。印度拉贾斯坦邦的教育中心哥打是一个拥有200万居民的快速发展的大都市。Kota正在遭受颗粒物污染的有害影响。

研究领域和研究方法

拉贾斯坦邦的工业和教育区哥打排名第16^th就人口而言，是24^th在一个地理区域^th印度拉贾斯坦邦的人口密度根据2011年印度人口普查，2021年哥打的人口为19,51,014³⁷。点₁₀和点_2.5是为研究选择的参数。从2018年1月到2021年12月，收集了四年的空气质量数据。利用7个空气质量监测点获取数据，确定城市空气质量恶化情况。哥打的空气质素监测站载于表1。

表1:印度拉贾斯坦邦哥打市可用空气监测点的GPS位置。

图1:研究区域地图，包括印度拉贾斯坦邦哥打市的空气监测站。 点击此处查看图

图2:本研究逐步完成研究工作的步骤。 点击此处查看图

普通的PM₁₀和点_2.5浓度还与拉贾斯坦邦的其他地区进行了比较，即斋浦尔、乌代浦尔、阿杰梅尔、巴利、阿尔瓦尔和焦特布尔，另外还有10个连续监测空气质量站，包括哥打的一个连续空气质量站。本研究的研究方法如图2所示。人类健康风险评估已借助AirQ+软件(世卫组织发明)进行评估，而生态危害风险类别则通过风险商(RQ)进行识别。与不同地区城市，即斋浦尔、乌代普尔、阿杰梅尔、巴利、阿尔瓦尔和焦特布尔的比较也为总理做了_2.5andPM₁₀浓度。粉尘比(PM_2.5/下午₁₀)，以证实哥打和区域城市的细颗粒物水平比较大的城市增加。细颗粒物具有深入呼吸道的能力，对人体的危害比大颗粒物更严重。PM的标准₁₀和点_2.5规定表2显示了全球不同机构的数据。

表2:全球机构规定的颗粒物标准^{24日,35岁的中山}。

环境风险评估

本研究结合生态环境风险评估和人体健康风险评估，对Kota市进行颗粒物环境风险评估。通过估算风险商来确定生态环境风险评价的危害风险类别。同时使用AirQ+软件进行人体健康风险评估分析。

生态环境风险

生态环境风险是根据颗粒物的物理和化学特性来评价生态环境可能存在的风险类别的半定性风险(表3)。风险商由下式计算^{10, 46岁}：

中移动_p= C_美联社/ C_LP[1]

地点:

中移动_p= RQ为p^th污染物,

C_美联社= p的环境量^th污染物,µg / m^3.,

C_Lp= p的标准极限^th污染物,µg / m^3.。

表3:不同类别环境风险的分类。

人类健康风险评估

世卫组织开发了AirQ⁺软件，用于评估颗粒物对人体健康的危害。COPD、IHD、卒中、自然原因、LC、ALRI、HA-RD、HA-CVD、成人死亡率、慢性支气管炎、儿童支气管炎、儿童哮喘、新生儿后期婴儿死亡率、哮喘儿童哮喘症状的默认相对危险度(RR)值分别为1013、132、49、101、436、436、1260、101、1013、1013、66、497和66。^{尺码,36岁,47岁,48}。

结果与讨论

本研究结果表明，PM_2.5和点₁₀哥打、斋浦尔、阿杰梅尔、乌代普尔、巴利、焦特布尔和拉贾斯坦邦的阿尔瓦尔的浓度高于表2所示的全球不同机构的建议浓度。哥打、斋浦尔、阿杰梅尔、乌代普尔、巴利、焦特布尔和阿尔瓦尔的颗粒物浓度如图3所示。

图3:哥打附近主要区域城市的颗粒物浓度。 点击此处查看图

表4列出了城市中每个采样点的年颗粒物浓度。PM₁₀Kota的浓度分别为152、118、97、119µg/m^3.分别是2018年、2019年、2020年和2021年。PM_2.5Kota的浓度分别为55、58、50、67µg/m^3.分别是2018年、2019年、2020年和2021年。2018年、2019年、2020年、2021年，Kota的粉尘比分别为0.36、0.49、0.52、0.56。在4年的观测中，沙尘比呈上升趋势。尘比因地、因宫、因年而异。PM_2.5在观察期间，浓度逐渐增加，除了2020年，因为2020年印度各地都实施了Covid-19封锁限制^49岁的50。

PM呈下降趋势₁₀直到2020年，但2021年又开始以惊人的速度增长。几项研究表明，这些限制措施有助于改善全球空气质量。图4显示了大都市地区每个采样点的年颗粒物浓度。121和57µg/m^3.是平庸的总理₁₀和点_2.5浓度_，分别。同时，平均粉尘比为0.48。粉尘比(PM)_2.5/下午₁₀)在印度拉贾斯坦邦(Rajasthan)的主要地区的分布情况如图5所示。哥打市的粉尘比从0.36逐渐上升到0.51。Kota的沙尘比分别为2018年0.36、2019年0.49、2020年0.51、2021年0.56。高粉尘比值表明细颗粒物(PM)浓度较高_2.5)与较大的颗粒(PM)相比₁₀)。细颗粒物具有深入呼吸道的能力，对人体产生许多不利影响。因此，对哥打市的居民来说，这是一个更严重的问题。

表4:年度PM₁₀和点_2.5印度拉贾斯坦邦哥打市各站数据。

*NA表示不可用数据。

图4:印度拉贾斯坦邦哥打的颗粒物浓度。 点击此处查看图

图5:粉尘比(PM2.5/下午10)在印度拉贾斯坦邦的主要地方。 点击此处查看图

生态环境风险

风险商可以通过确定颗粒污染物对生态环境的潜在风险来评估。项目管理的风险商值₁₀2018年、2019年、2020年和2021年分别为2.53、1.96、1.61和1.99,PM_2.52018年、2019年、2020年、2021年分别为1.36、1.44、1.25、1.68。2021年，整个印度都爆发了冠状病毒。市民们严格遵守封锁措施，履行对国家的义务。交通和工业活动受到政府命令的限制，这对环境空气质量产生了积极影响。空气污染物浓度下降，居民可以呼吸到清洁的空气。几项关于空气质量的研究表明，封城限制对全球空气质量产生了重大影响^{2,百分比较}2020年，哥打的颗粒物污染水平也有所下降，这也导致PM的RQ值较低₁₀和点_2.5.根据公式1计算Kota的风险商值，如表5所示。PM₁₀和点_2.5通过所有监测站浓度的平均值计算得出哥打市的RQ值(表4)。哥打市每年的RQ值由平均PM计算得出₁₀和点_2.5浓度。

表5:项目管理的RQ值和相对风险类别₁₀和点_2.5。

*H代表High。

人类健康风险评估

年平均PM₁₀和点_2.5分别是123和57µg/m^3.，分别在哥打市进行为期四年的观察。通过软件(AirQ+)进行影响分析时，颗粒物浓度起着至关重要的作用。PM的估计影响₁₀和点_2.5如表6所示。

PM的全因死亡率的ENACs_2.5长期接触最多的是AQS-4地点，有6365人死亡，其次是AQS-3地点(5128人死亡)、AQS-5地点(5036人死亡)、AQS-2地点(4943人死亡)、AQS-1地点(4565人死亡)、AQS-6地点(4565人死亡)、AQS-7地点(4565人死亡)。哥打市因PM造成的平均全因死亡率为5024_2.5长时间的暴露。

表6:PM所致疾病enac各站点分布₁₀和点_2.5。

*ENAC代表可归因病例的估计数目。

AQS-4位点肺癌死亡率为1103,AQS-3位点为903,AQS-5位点为887,AQS-2位点为872,AQS-1、AQS-6和AQS-7位点为809。哥打市因PM造成的肺癌平均死亡率为885_2.5长期暴露。AQS-4地点的ALRI死亡率最高(316例死亡)，其次是AQS-3地点(276例死亡)、AQS-5地点(273例死亡)、AQS-2 - 17地点(269例死亡)，AQS-1、AQS-6和AQS-7地点256例死亡。哥打市的平均空气污染死亡率是272人_2.5长时间的暴露。AQS-4区死亡人数最多，为543人，其次为AQS-3区(471人)、AQS-5区(465人)、AQS-2区(460人)、AQS-1区(436人)、AQS-6区(436人)、AQS-7区(436人)。由于PM，哥打市的平均COPD死亡率为464_2.5长时间的暴露。

AQS-4位点的IHD死亡率为2334,AQS-3位点为2088,AQS-5位点为2068,AQS-2位点为2047,AQS-1、AQS-6和AQS-7位点为1962。哥打市因PM造成的IHD平均死亡率为2060_2.5长时间的暴露。卒中死亡率在AQS-4位点最高(2171例死亡)，其次是AQS-3位点(1908例死亡)、AQS-5位点(1887例死亡)、AQS-2位点(1865例死亡)，AQS-1、AQS-6和AQS-7位点为1777例死亡。由于PM，哥打市的平均中风死亡率为1880_2.5长时间的暴露。因PM引起的新生儿后期死亡率₁₀长期接触最多的是S-4地点，死亡人数为426146人，其次是AQS-3地点(死亡人数364196人)、AQS-5地点(死亡人数354092人)、AQS-6地点(死亡人数354095人)、AQS-2地点(死亡人数341237人)、AQS-1地点(死亡人数325475人)、AQS-7地点(死亡人数325475人)。由于PM，哥打市的平均新生儿后期死亡率为355816₁₀长时间的暴露。

成人慢性支气管炎发病率AQS-4位点为16151例，AQS-3位点为14719例，AQS-5和AQS-6位点为14460例，AQS-2位点为14119例，AQS-1和AQS-7位点为13685例。哥打市成人慢性支气管炎平均发病率为14469₁₀长时间的暴露。儿童支气管炎患病率以AQS-4位点最高(882例)，其次为AQS-3位点(782例)、AQS-5和AQS-6位点(765例)、AQS-2位点(743例)、AQS-1和AQS-7位点(715例)。由于PM，哥打市儿童支气管炎的患病率为767₁₀长时间的暴露。呼吸系统疾病(HA-RD)从PM入院_2.5短时间暴露最多的是AQS-4点，共有2153例，其次是AQS-3点(1532例)、AQS-5点(1487例)、AQS-2点(1442例)、AQS-1、AQS-6和AQS-7点(1260例)。由于PM，哥打市的平均HA-RD是1485_2.5短时间的暴露。

AQS-4区因心血管疾病(HA-CVD)住院的人数为85人，AQS-3区为60人，AQS-5区为58人，AQS-2区为56人，AQS-1、AQS-6和AQS-7区为49人。由于PM，哥打市的平均HACVD为58_2.5短时间的暴露。成人全因死亡率以AQS-4位最高(1142例)，其次为AQS-3位(808例)、AQS-5位(784例)、AQS-2位(760例)，AQS-1、AQS-6和AQS-7位(664例)。哥打市因PM造成的成人平均全因死亡率为784_2.5短时间的暴露。哮喘儿童的哮喘症状₁₀短时间暴露最多的是AQS-4点(430例)，其次是AQS-3点(362例)、AQS-5点(352例)、AQS-2点(338例)、AQS-1、AQS-2和AQS-7点(321例)。哥打市哮喘儿童平均哮喘症状为349₁₀短时间的暴露。

EAP和ENACPL对PM的长期和短期影响_2.5和点₁₀在人类。AirQ+软件给出了环境水平的结果，分别见表7和表8。值得注意的是，颗粒物浓度较高的站点ENACs、EAP和ENACPL较高。

表7 PM致病EAP各站点分布(%)₁₀和点_2.5。

*EAP为估计归属比例。

各个站点的数据被用来显示哥打市因各种原因(自然)、肺癌、慢性阻塞性肺病、急性呼吸道感染、中风和IHD造成的死亡率的空间分布。展示空间变异性的软件为ESRI ArcGIS，采用逆距离加权(IDW)插值方法。

表8:PM致病的ENACPL各站点分布₁₀和点_2.5。

*代表每拉丁美洲人口可归因病例的估计数字。

通过ESRI ArcGIS软件绘制了自然死亡率(图6)、肺癌(图7)、慢性阻塞性肺病(图8)、慢性阻塞性肺病(图9)、IHD(图10)和中风(图11)的空间变异性图。通过这些地图可以很容易地验证，由于该站点的平均PM达到峰值，因此AQS-4站(RSPCB区域办事处)附近区域的人们极易受到颗粒物的不利影响₁₀和点_2.5所有的集中。AQS-4站距离市中心机场圈仅3.5公里。AQS-6站(Balita污水处理厂)位于哥打市的外围，距离市中心机场圈近12公里，由于没有空气污染源，它最不容易受到颗粒物的不利影响。

图6:印度拉贾斯坦邦哥打市全因死亡率空间分布图。 点击此处查看图

图7:哥打市肺癌死亡率空间分布图(印度)。 点击此处查看图

图8:印度拉贾斯坦邦哥打市ALRI死亡率空间分布图。 点击此处查看图

图9:印度拉贾斯坦邦Kota市COPD死亡率空间分布图。 点击此处查看图

图10:印度拉贾斯坦邦Kota市IHD死亡率空间分布图。 点击此处查看图

图11:印度拉贾斯坦邦Kota市中风死亡率的空间分布图。 点击此处查看图

结论

本研究表明，在观测期间，哥打州的颗粒物浓度明显违反了世界卫生组织、美国环保署和印度NAAQS等不同国际机构规定的标准。微粒污染被确定为哥打州空气污染的首要原因。位于香港防止虐待动物协会区域办事处的空气质素监测站显示，不同的微型、小型和中型企业的存在，令空气质素恶化最严重。在重型车辆的帮助下运输货物，使环境空气质量进一步恶化。细颗粒物(PM)的数量_2.5)在观测期内随着沙尘比呈上升趋势，在哥打市逐渐增加。细颗粒物具有深入呼吸道的能力，对人体产生许多不利影响。因此，对哥打市的居民来说，这是一个更严重的问题。

颗粒物质的环境风险评估结果表明，无论是邦首府斋浦尔，还是其他主要城市，如哥打、阿杰梅尔、乌代普尔、巴利、焦特布尔和拉贾斯坦邦的阿尔瓦尔，都没有能力维持或保持在世界不同机构规定的安全范围内的颗粒物质浓度。换句话说，拉贾斯坦邦的地铁城市正遭受定期增长的颗粒物污染。

哥打市的生态环境受到了巨大的威胁，PM的危害风险处于高类别(RQ>1)₁₀和点_2.5。生态环境风险评估表明，哥打居民极易受到颗粒物的负面影响。通过AirQ+软件评估的哥打市死亡病例数顺序为:自然原因(4565 ~ 6365)> IHD(1962 ~ 2333) >脑卒中(1776 ~ 2171)>肺癌(809 ~ 1102)> COPD (436 ~ 542) > ALRI(255 ~ 316)。

加强固体废物管理，限制露天焚烧，增加绿色环城公路，禁止旧车，种植不同的植物，转向清洁能源汽车，将有效减轻颗粒物对人们的影响。

致谢

我们感谢CPCB和RSPCB为本研究提供的颗粒物数据。非常感谢哥打RTU(印度)的大学部门为此提供财政支持

研究。

利益冲突

作者之间没有利益冲突。

资金来源

没有资金来源。

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