大气污染与健康研究综述

张金刚泰山医学院

摘要：近年来我国大气污染问题日益严重，国内外的大量研究表明：大气污染与许多健康效应直接或间接相关，可对人体呼吸、循环、等多个系统产生不良影响，造成肺功能下降、心血管疾病发生率和死亡率升高。目前，在国家规定的个空气污染防治重点城市中有约三分之二的城市的大气质量尚未达到标准。我国北方城市居民呼吸系统疾病发病率和死亡率比发达国家高出几倍【1】。该文综述了大气污染物与人群健康的关系，为控制大气危害和解决政策提出依据，为今后开展此类研究提出建议。

关键词：大气污染健康流行病学疾病

1、大气污染的概况

大气污染物是由诸多污染物组成的复杂混合物，可以分为化学性、生物性和物理性污染物三类。根据其存在状态，可分为气态和气溶胶两类。气态污染物主要有：二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。气溶胶态的大气污染物即大气颗粒物（ambient particulate matter），按空气动力学直径可分为：总悬浮颗粒物（total suspendedparticulates，TSP；粒径≤100μm）、可吸入颗粒物（inhalable particle，IP；PM10；粒径≤10μm）、细颗粒物（fine particle；fine particulate matter，PM2.5；粒径≤2.5μm）和超细颗粒物（ultrafine particle；ultra-fine partieu- late matter，PM0.1；粒径≤0.1μm）。WHO在2005年修订了世界卫生组织大气质量基准（AQG）提出目前全球主要大气污染物为以下4 项：大气颗粒物、二氧化硫、二氧化氮和臭氧。【2】

1、1 颗粒物

近年来，细颗粒物对心血管系统的影响被尤为关注。BROOK等[2]认为短期暴露于细颗粒物可诱发心律失常、心肌梗死、心肌缺血、心力衰竭、中风、外周动脉疾病的加重以及猝死。长期暴露也可增加高血压和全身性动脉粥样硬化等多种心血管疾病的风险。颗粒物的大小和形状决定颗粒最终进入人体的部位和对人体的危害程度，d<5.0μm的尘埃则能进入肺中，其中粒径为0.5～5.0μm的可以沉积在细支气管中，经数小时后可由纤毛作用排除掉，而d<0.5μm的可到达并滞留于肺泡中达数周、数月或数年，甚至可能进入血液通往全身。PM2.5 粒径小，表面积相对大，更易富集空气中的有毒重金属、酸性

氧化物、有机污染物、细菌和病毒等。

1、2 二氧化硫

SO2易溶于水，被上呼吸道和支气管黏膜的黏液吸收，可对上呼吸道黏膜产生强烈的刺激作用，损伤呼吸道，减弱肺泡活性，从而引发气管炎、支气管哮喘等。SO2在金属微粒催化下被氧化成SO3，其危险性更高。SO2与苯丙芘B[a]P联合作用时可增加其致癌作用。另外，SO2可吸附在PM2.5 的表面进入呼吸道深部，使毒性增加3、4 倍。ROUTLEDGE 等让健康志愿者短期吸入极低浓度二氧化硫（200 ppb），4 h 后心脏交感神经的控制性减少（P <0.05），认为SO2可增加室性心律失常的发生率。刘晓莉等用SO2将大鼠染毒，发现海马CAI 区神经元自发放电的时程较对照组显著延长（P<0.001）；中频放电神经元比例明显下降（P<0.05），而低频放电神经元比例升高；SO2染毒大鼠的学习记忆能力显著下降（P <0.01），推断SO2具有类似神经毒物作用，抑制大鼠海马CAI 区神经元的兴奋性，并干扰和影响学习记忆功能。【3】

1、3氮氧化物

NOx尤其NO2是可直接侵入肺泡内巨噬细胞，释放蛋白分解酶，破坏肺泡。正常健康者暴露在室内水平的NO2 3 h，会出现轻微呼吸道炎症。BARCK等对轻微哮喘和过敏症患者的研究显示：与无暴露对照组相比，在浓度为500μg/m3的NO2下暴露30min，支气管灌洗液和肺泡灌洗液中的嗜中性粒细胞增加（P =0.02）。另外，大气环境中的NOx和HC在强烈太阳光紫外线照射下，经过复杂的光化学反应，可生成光化学烟雾，造成严重的二次污染，破坏生态环境【4】。NO在无污染的大气中含量极低，城市生活区大气中则较高，它具有广泛的生理学作用性，使细胞内cGMP水平升高而引起生物效应。同时，NO2、NO作为环境毒物，都可以形成酸雨破坏臭氧层。

1、4臭氧

O3是光化学烟雾最重要的因子，可溶性气体，是城市中光化学氧化剂的主要成分，人体的影响与接触的浓度、时间和接触者的运动量相关。免疫学研究表明，哮喘和非哮喘人群的呼吸系统疾病发病率和入院率的增加均与环境中O3浓度上升有关。JERRETT等在18年间研究了全美448850名个体，收集同期96个大城市的空气污染数据，分析发现：和空气污染的其他因素相比，O3在心脏性死亡中作用甚微，但是O3长期暴露对呼吸系统死亡率有促进作用：O3浓度每增加10 ppb，

呼吸系统死亡率增加1.040（95%CI：1.010～1.067）。PARKER调查了1999～2005 年全美约70 000 个儿童呼吸症状及其居住地20英里内的同期空气质量数据分析发现：夏天O3浓度每增加10 ppb，呼吸过敏或花粉症发病危险将增加1.20（95%CI：1.15~1.26）。ALEXEEFF等在1995～2005 年对1 100 个老年个体每3年测量1 次肺功能情况（FVC和FEV1），并收集同期O3的浓度数据，分析发现：O3每增加15 ppb，可致滞后48 h 的FEV 减少1.25%（95%CI：1.96%～0.54%），研究认为：O3对老年人的肺功能有急性损伤，且这种影响可能表现为抗氧化基因的多型性修改。【5】

1、5 其他

多环芳烃（PAHs）大部分是人类生活和生产活动过程中燃料的不完全燃烧产生的，本身并无毒性，进入机体后经过代谢活化呈现致癌作用。PAHs 亦可和O3、NOx、HNO3等反应，转化成致癌或诱变作用更强的化合物。目前动物实验证明的有较强致癌性的PAHs 有苯并（a）芘、苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、二苯并（a，h）芘、二苯并（a，h）蒽等，其中以B[a]P 的致癌作用最强[3]。铅可以损害神经、造血、消化、泌尿、生殖等多个系统，造成智力发育不良和造血功能障碍，且对成年后心血管异常、骨质疏松等也有影响【6】。JAIN等对83 名老年男性患者进行血铅和骨铅基线水平的测量，并与引起缺血性心脏病发生之间的联系进行了随访，结果发现血铅增高者，其未来发生缺血性心脏病的风险增加1.27 倍（95%CI：1.01～1.59）；骨铅增高者，则增加1.29倍（95%CI：1.02～1.62）；慢性铅暴露使血铅浓度>5μg/dL之后，可引起心率变异性（heart rate variability，HRV）有显著的下降。

2、大气污染物对人体健康的影响

2、1大气污染物对呼吸系统的危害

呼吸道是空气中悬浮颗粒物和其他有害物质进入人体的主要途径之一，呼吸系统是大气污染物直接作用的靶器官。流行病学观察认为短期暴露于户外颗粒物可增加上呼吸道疾病的发病率【7】。PEREIRA 等调查了圣保罗12 个市区1981～1990年大气污染物的数据，发现喉部和肺部肿瘤的发病率与大气污染有关，其中臭氧与肺癌和喉癌发病率的关联强度最大，相关系数分别是0.7234（P =0.277）和0.9929（P=0.007）。大气污染对呼吸系统损伤的确切机制还不完全明了，气态和颗粒污染物均能加重上下气道的潜在病理生理变化。活性氧簇的

3、大气污染对人体健康影响研究的展望

大气污染的危害是多方面和多层次的，它与人群的健康状况息息相关。国内外流行病学和毒理学等学科的研究在该领域取得了很大成绩，使人们对大气污染与健康关系的认识日新月异。当前，对颗粒物健康影响的研究重点已从TSP 及PM10 逐渐向PM2.5转移。细颗粒物和超细颗粒物（UFPs）及其对人体健康的影响成为国际环境流行病学研究的热点之一，而UFPs 被认为是介导颗粒物不良健康效应的主要因素。但迄今为止，流行病学研究结果还尚未把健康效应特异地归因于某一种大气污染物，亦不能明确地观察到大气污染物对人群健康产生影响作用的阈值范围。研究工作还存在一定的问题：研究资料少而局限，缺少全国范围内大气污染造成的健康损失的定量资料；流行病学研究大多为时间序列分析和地区间比较的生态学研究，缺少精心设计的大规模人群队列研究；研究大气颗粒物污染对人群健康的影响时多考虑颗粒物的重量浓度，对空气中颗粒物表面吸附的化学、物理、生物污染物的种类考虑不足；此外，多数研究工作系在上个世纪完成，时效性不强。

目前的科学研究成果还远远满足不了环境健康决策以及与大众进行环境健康风险交流的需求，还有很多科学问题需要解决，许多研究工作亟待开展。还需要通过大量研究人群的长期追踪调查，才能评估出长期空气污染暴露对疾病发病率和死亡率的影响。

今后的研究工作中，应着重强调以下几点：寻找敏感的生物标志物；关注暴露引起疾病的早期效应，以人们因暴露在空气污染中患心肺疾病及癌症的早期标志为基础制订和修改大气环境标准；由单纯的对大气污染物的监测发展为对居民或生物体内污染物负荷乃至疾病指标的监测等。

参考文献：

【1】陈广仁，祝叶华；“城市空气污染的治理”；《科技导报》2014年11期。

【2】汪林安；“城市大气污染现状及其应对措施”；《资源节约与环保》2013年11期。

【3】陈娜；“大气污染现状及防治措施分析”；《资源节约与环保》2015年2期。

【4】高峰；“治理环境污染需要新思路”《防灾博览》2014年12期。

【5】郭新彪;，黄婧；“城市化进程中应关注交通相关空气污染物对人体健康的影响”；《国外医学(医学地理分册)》；2013年12期。

【6】何静华；“有关大气污染预防及防治工作的探讨”；《科技资讯》2013年10期。

【7】屈芳；“环境气象因素对呼吸系统疾病影响的研究进展”；《气象科技进展》2013年12期

【8】杨敏娟，潘小川；“北京市大气污染与居民心脑血管疾病死亡的时间序列分析”；《环境与健康杂志》2008年04期。

【9】王锦溪，李虹伟；“空气污染与心血管疾病发病及预后的研究进展”；《心脏杂志》；2013年09期。

【10】王冰，贺璇；“中国城市大气污染治理概论”；《城市问题》2014年12期。