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          隆力德

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          PM2.5對人體危害究竟有多大?

            PM2.5及其化學成分對呼吸系統、心血管系統、癌癥、生殖與神經系統都有不同程度的影響。

            那么,它究竟對人體產生了哪些危害,危害到底有多大?何以人們談及PM2.5就色變?

           近年來,中國多次爆發大面積的霧霾事件,引起了廣泛關注。霧霾是一個組合詞,是霧和霾的統稱。霧霾是大量人為排放的污染物在特定氣象條件下積聚造成的。有研究表明,高濃度的細顆粒物(粒徑小于或等于2.5μm的顆粒物,簡稱為PM2.5)或氣溶膠污染是霧霾的根本成因。霧霾對健康的影響是公眾極為關心的話題,筆者茲就霧霾與健康的研究進展做一簡要評述。

            霧霾與健康

            當前,國內關于PM2.5對健康影響的研究結果與發達國家基本一致。中國已有PM2.5與健康之間相關性的生態學研究和干預研究,但缺乏對制訂標準最為有用的前瞻性隊列研究。

            在生態學研究方面,在1993年至1997年,中美學者就合作在廣州、武漢、蘭州、重慶等城市開展了橫斷面調查。結果發現,PM2.5與兒童慢性呼吸系統疾病患病率和肺功能下降呈線性、正相關關系,PM2.5的影響遠大于二氧化硫和二氧化氮。此后,北京、上海、廣州等城市開展的時間序列研究認為,PM2.5暴露確實增加城市居民的死亡和發病風險。通過組分分析發現,中國PM2.5中對健康危害大的成分來自于化石燃料燃燒。

            在干預研究方面,北京奧運期間開展的干預研究發現,北京大氣PM2.5濃度從奧運前的80μm/m3下降到奧運期間的45μm/m3左右,這期間北京市居民哮喘發病風險下降了50%,各種亞臨床健康指標(比如血液炎癥因子、凝血功能等)也有明顯改善。

            PM2.5對人體健康的影響

            由于霧霾是中國近年來才出現的新名詞,甚少有學術文獻直接報道霧霾研究領域的健康效應,因而本文的主要描述基于PM2.5的健康研究進展。

            1. PM2.5對呼吸系統健康的影響。PM2.5進入肺部對局部組織有堵塞作用,可使局部支氣管的通氣功能下降,細支氣管和肺泡的換氣功能喪失。吸附著有害氣體的PM2.5可以刺激或腐蝕肺泡壁,長期作用可使呼吸道防御機能受到損害,發生支氣管炎、肺氣腫和支氣管哮喘等。PM2.5還可直接或間接地激活肺巨噬細胞和上皮細胞內的氧化應激系統,刺激炎性因子的分泌以及中性粒細胞和淋巴細胞的浸潤,引起動物肺組織發生脂質過氧化等。大量的流行病學研究發現,無論是短期還是長期暴露于高濃度顆粒物環境中,均可提高人群中呼吸系統疾病的發病率和死亡率。

            2. PM2.5對心血管系統健康的影響。目前,PM2.5對心血管系統的影響研究較為深入和全面。PM2.5在進入人體后,通過誘導系統性炎癥反應和氧化應激,導致血管收縮,血管內皮細胞功能出現紊亂,大量活性氧自由基釋放入血液,進而促進凝血功能,導致血栓形成、血壓升高和動脈粥樣硬化斑塊形成;另一方面,PM2.5還可通過肺部的自主神經反射弧,刺激交感神經和副交感神經中樞,在影響血液系統和血管系統的同時,還可影響心臟的自主神經系統,導致心率變異性降低、心率升高和心律失常。大量的流行病學研究顯示,短期暴露于高濃度PM2.5環境(甚至是暴露數小時)后就可顯著增加人群每日心血管疾病事件(如冠心病、心肌梗死、心衰、心律失常、中風等)的就診率和死亡率。數個隊列研究進一步證實,長期暴露于高濃度PM2.5環境后,可引起人群中的心肺系統疾病死亡率顯著提高、動脈粥樣硬化形成加速等。例如,經典的美國癌癥協會隊列研究最新發現PM2.5濃度每升高10μm/m3,人群冠心病死亡率升高24%。

            3. PM2.5的致癌效應。PM2.5中的多個成分具有致癌性或促癌性,如多環芳烴,鎘、鉻、鎳等重金屬。實驗研究發現PM2.5的有機提取物和無機提取物也都具有致突變和遺傳毒性。美國癌癥協會主持的一項隊列研究,對120萬美國成人進行了長達26年(1982—2008年)的跟蹤調查,結果發現空氣中PM2.5濃度每升高10μm/m3,人群肺癌死亡率將升高15%—27%,且肺癌死亡風險在慢性肺部疾病患者中更高。一項對歐洲1 1個隊列研究的分析結果更為驚人,即PM2. 5濃度每升高5μm/m3,人群肺腺癌風險比HR(hazard ratio)為1.55。

            4. PM2.5對身體其他系統的影響。PM2.5在進入母體后,可通過引起系統性的氧化應激、炎癥反應、血液流變學和動力學的改變,對胎兒產生危害,產生一系列的不良生殖問題。目前流行病學對此的研究結果不甚一致,但有提示孕期母體的PM2.5暴露與低出生體重、早產、宮內發育遲緩、出生缺陷等有關系。例如,一項薈萃分析(Meta分析)顯示,PM2.5濃度每升高10μm/m3,早產發生風險增加15%。此外,有部分研究提示,PM2.5誘導的系統性炎癥反應可能累及腦部從而加速老年癡呆癥的進展,導致認知功能減退。

            PM2.5化學成分與居民健康的關系

            PM2.5并不是成分單一的物質,而是一種化學成分極其復雜的混合物。不同化學成分的毒性存在差異,因而PM2.5的健康危害與其化學組成密切相關。PM2.5已知的化學成分多達數百種,可分為有機和無機兩大類。

            無機成分主要指元素及其他無機化合物,如金屬、金屬氧化物、無機離子等。不同來源的PM2.5表面所含的元素不同,例如,來自土壤的顆粒主要含硅、鋁、鐵等,燃煤顆粒主要含硅、鋁、硫、硒、氟、砷等,燃油顆粒主要含硅、鉛、硫、釩、鎳等。其中一些金屬成分還具有催化作用,可以使大氣中的其他污染物轉化為毒性更大的二次污染物,如硫酸鹽和硝酸鹽。

            有機成分包括碳氫化合物,羥基化合物,含氮、含氧、含硫有機物,有機金屬化合物,有機鹵素等。煤和石油制品燃燒排放的PM2.5有機成分含量較高。有機成分中以多環芳烴最引人注目,而多環芳烴中的苯并芘是已知對人類致癌性最強的物質之一。PM2.5還可作為一種載體,吸附細菌、病毒等病原微生物和氣態污染物。

            有關PM2.5成分與健康的人群流行病學研究結果并不一致,這主要與所研究的健康結局、納入的成分種類、地理位置和統計方法有關。一項大規模的時間序列研究顯示,短期暴露于元素碳、有機碳、硫酸鹽、硝酸鹽與健康的關聯程度大于PM2.5整體。長期暴露研究則提示有機碳、硫酸鹽與健康的關聯更強,但目前的研究證據尚很少。

            霧霾對每個人的健康危害并不一樣,即人群中存在對霧霾尤其敏感的個體。鑒別人群中存在的敏感個體具有重要的公共衛生意義,可為有針對性地防止大氣污染危害健康提供指南,但是目前的研究結果并不完全一致。流行病學研究、受控人體暴露研究和毒理學研究均一致發現下列因素可增加對PM2.5的敏感性:兒童、老年人、患慢性心肺疾病、基因多態性、社會經濟地位較低(如教育背景或收入水平較低)、糖尿病患者和肥胖者。

            霧霾污染治理與公共健康防護

            在中國這樣一個“世界工廠”,而非靠旅游資源發家致富的國家,走低環境損耗的發展道路固然是理想之選,“先污染后治理”則是更為現實的無奈選擇。作為前所未有的經濟高速增長和城市化高歌猛進的代價,中國大陸城市空氣污染問題的嚴重性和復雜性令人瞠目:發達國家的空氣污染物問題是逐個出現、逐個解決;中國則是多種類污染物同時出現、高濃度爆發。這是一個集前現代化的煙花爆竹、餐飲油氣、工業化時代的燃煤煙塵以及現代社會的汽車尾氣于一體的獨特環境困局。

            中國現階段的大氣污染形勢如此嚴峻,同時還面臨著工業化和城市化的緊迫任務,因此大氣污染防治在中國是一項緊迫、長期而艱巨的任務。鑒此,如何從公共衛生角度應對霧霾天氣顯得尤為重要。對此,在出現霧霾天氣或大氣PM2.5濃度較高時,筆者提出以下建議:第一,居民盡量待在室內,緊閉門窗。如果外出,則需盡量減少室外活動的時間或強度,并佩戴合格的口罩。第二,對PM2.5污染敏感的人群則需要尤其注意自我保護,盡量減少暴露在室外PM2.5中的時間。第三,慢性心肺疾病患者可適當加大藥物用量,加強健康監護,以預防霧霾期間可能加重的心肺癥狀。第四,由于氧化應激是PM2.5主要致病機制之一,因此可適當補充具有抗氧化功效的藥物或營養品,如含ω-3脂肪酸的魚油。第五,參考加拿大環保部門推出“空氣質量健康指數”(AQHI)的做法(為加強全民的環境保護意識,加拿大聯邦衛生部、環境部共同開發了空氣質量健康指數,并向公眾及時提供空氣質量健康指數信息服務,接受輿論和民眾的監督),中國環境管理部門可推出“霧霾健康指數”,直觀地告訴公眾空氣質量對健康危害的程度,從而指導人們采取適當措施減少霧霾對健康的威脅。


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