PM2.5對(duì)人體危害有多大

闞海東　陳仁杰

PM2.5及其化學(xué)成分對(duì)呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、癌癥、生殖與神經(jīng)系統(tǒng)都有不同程度的影響

近年來，中國(guó)多次爆發(fā)大面積的霧霾事件，引起了廣泛關(guān)注。霧霾是一個(gè)組合詞，是霧和霾的統(tǒng)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(xì)顆粒物（粒徑小于或等于2.5μm的顆粒物，簡(jiǎn)稱為PM2.5）或氣溶膠污染是霧霾的根本成因。霧霾對(duì)健康的影響是公眾極為關(guān)心的話題，筆者茲就霧霾與健康的研究進(jìn)展做一簡(jiǎn)要評(píng)述。

霧霾與健康

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)關(guān)于PM2.5對(duì)健康影響的研究結(jié)果與發(fā)達(dá)國(guó)家基本一致。中國(guó)已有PM2.5與健康之間相關(guān)性的生態(tài)學(xué)研究和干預(yù)研究，但缺乏對(duì)制訂標(biāo)準(zhǔn)最為有用的前瞻性隊(duì)列研究。

在生態(tài)學(xué)研究方面，在1993年至1997年，中美學(xué)者就合作在廣州、武漢、蘭州、重慶等城市開展了橫斷面調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PM2.5與兒童慢性呼吸系統(tǒng)疾病患病率和肺功能下降呈線性、正相關(guān)關(guān)系，PM2.5的影響遠(yuǎn)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(shí)間序列研究認(rèn)為，PM2.5暴露確實(shí)增加城市居民的死亡和發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。通過組分分析發(fā)現(xiàn)，中國(guó)PM2.5中對(duì)健康危害大的成分來自于化石燃料燃燒。

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

PM2.5對(duì)人體健康的影響

由于霧霾是中國(guó)近年來才出現(xiàn)的新名詞，甚少有學(xué)術(shù)文獻(xiàn)直接報(bào)道霧霾研究領(lǐng)域的健康效應(yīng)，因而本文的主要描述基于PM2.5的健康研究進(jìn)展。

1. PM2.5對(duì)呼吸系統(tǒng)健康的影響。PM2.5進(jìn)入肺部對(duì)局部組織有堵塞作用，可使局部支氣管的通氣功能下降，細(xì)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(zhǎng)期作用可使呼吸道防御機(jī)能受到損害，發(fā)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(xì)胞和上皮細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激系統(tǒng)，刺激炎性因子的分泌以及中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)，引起動(dòng)物肺組織發(fā)生脂質(zhì)過氧化等。大量的流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，無論是短期還是長(zhǎng)期暴露于高濃度顆粒物環(huán)境中，均可提高人群中呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率和死亡率。

2. PM2.5對(duì)心血管系統(tǒng)健康的影響。目前，PM2.5對(duì)心血管系統(tǒng)的影響研究較為深入和全面。PM2.5在進(jìn)入人體后，通過誘導(dǎo)系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，導(dǎo)致血管收縮，血管內(nèi)皮細(xì)胞功能出現(xiàn)紊亂，大量活性氧自由基釋放入血液，進(jìn)而促進(jìn)凝血功能，導(dǎo)致血栓形成、血壓升高和動(dòng)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(jīng)反射弧，刺激交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)中樞，在影響血液系統(tǒng)和血管系統(tǒng)的同時(shí)，還可影響心臟的自主神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致心率變異性降低、心率升高和心律失常。大量的流行病學(xué)研究顯示，短期暴露于高濃度PM2.5環(huán)境（甚至是暴露數(shù)小時(shí)）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(fēng)等）的就診率和死亡率。數(shù)個(gè)隊(duì)列研究進(jìn)一步證實(shí)，長(zhǎng)期暴露于高濃度PM2.5環(huán)境后，可引起人群中的心肺系統(tǒng)疾病死亡率顯著提高、動(dòng)脈粥樣硬化形成加速等。例如，經(jīng)典的美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)隊(duì)列研究最新發(fā)現(xiàn)PM2.5濃度每升高10μm/m，人群冠心病死亡率升高24%。

3. PM2.5的致癌效應(yīng)。PM2.5中的多個(gè)成分具有致癌性或促癌性，如多環(huán)芳烴，鎘、鉻、鎳等重金屬。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)PM2.5的有機(jī)提取物和無機(jī)提取物也都具有致突變和遺傳毒性。美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)主持的一項(xiàng)隊(duì)列研究，對(duì)120萬美國(guó)成人進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)26年（1982—2008年）的跟蹤調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)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(fēng)險(xiǎn)在慢性肺部疾病患者中更高。一項(xiàng)對(duì)歐洲1 1個(gè)隊(duì)列研究的分析結(jié)果更為驚人，即PM2. 5濃度每升高5μm/m，人群肺腺癌風(fēng)險(xiǎn)比HR（hazard ratio）為1.55。

4. PM2.5對(duì)身體其他系統(tǒng)的影響。PM2.5在進(jìn)入母體后，可通過引起系統(tǒng)性的氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、血液流變學(xué)和動(dòng)力學(xué)的改變，對(duì)胎兒產(chǎn)生危害，產(chǎn)生一系列的不良生殖問題。目前流行病學(xué)對(duì)此的研究結(jié)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(chǎn)、宮內(nèi)發(fā)育遲緩、出生缺陷等有關(guān)系。例如，一項(xiàng)薈萃分析（Meta分析）顯示，PM2.5濃度每升高10μm/m，早產(chǎn)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加15%。此外，有部分研究提示，PM2.5誘導(dǎo)的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)可能累及腦部從而加速老年癡呆癥的進(jìn)展，導(dǎo)致認(rèn)知功能減退。

PM2.5化學(xué)成分與居民健康的關(guān)系

PM2.5并不是成分單一的物質(zhì)，而是一種化學(xué)成分極其復(fù)雜的混合物。不同化學(xué)成分的毒性存在差異，因而PM2.5的健康危害與其化學(xué)組成密切相關(guān)。PM2.5已知的化學(xué)成分多達(dá)數(shù)百種，可分為有機(jī)和無機(jī)兩大類。

無機(jī)成分主要指元素及其他無機(jī)化合物，如金屬、金屬氧化物、無機(jī)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(zhuǎn)化為毒性更大的二次污染物，如硫酸鹽和硝酸鹽。

有機(jī)成分包括碳?xì)浠衔?，羥基化合物，含氮、含氧、含硫有機(jī)物，有機(jī)金屬化合物，有機(jī)鹵素等。煤和石油制品燃燒排放的PM2.5有機(jī)成分含量較高。有機(jī)成分中以多環(huán)芳烴最引人注目，而多環(huán)芳烴中的苯并芘是已知對(duì)人類致癌性最強(qiáng)的物質(zhì)之一。PM2.5還可作為一種載體，吸附細(xì)菌、病毒等病原微生物和氣態(tài)污染物。

有關(guān)PM2.5成分與健康的人群流行病學(xué)研究結(jié)果并不一致，這主要與所研究的健康結(jié)局、納入的成分種類、地理位置和統(tǒng)計(jì)方法有關(guān)。一項(xiàng)大規(guī)模的時(shí)間序列研究顯示，短期暴露于元素碳、有機(jī)碳、硫酸鹽、硝酸鹽與健康的關(guān)聯(lián)程度大于PM2.5整體。長(zhǎng)期暴露研究則提示有機(jī)碳、硫酸鹽與健康的關(guān)聯(lián)更強(qiáng)，但目前的研究證據(jù)尚很少。

霧霾對(duì)每個(gè)人的健康危害并不一樣，即人群中存在對(duì)霧霾尤其敏感的個(gè)體。鑒別人群中存在的敏感個(gè)體具有重要的公共衛(wèi)生意義，可為有針對(duì)性地防止大氣污染危害健康提供指南，但是目前的研究結(jié)果并不完全一致。流行病學(xué)研究、受控人體暴露研究和毒理學(xué)研究均一致發(fā)現(xiàn)下列因素可增加對(duì)PM2.5的敏感性：兒童、老年人、患慢性心肺疾病、基因多態(tài)性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(hù)

在中國(guó)這樣一個(gè)“世界工廠”，而非靠旅游資源發(fā)家致富的國(guó)家，走低環(huán)境損耗的發(fā)展道路固然是理想之選，“先污染后治理”則是更為現(xiàn)實(shí)的無奈選擇。作為前所未有的經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)和城市化高歌猛進(jìn)的代價(jià)，中國(guó)大陸城市空氣污染問題的嚴(yán)重性和復(fù)雜性令人瞠目：發(fā)達(dá)國(guó)家的空氣污染物問題是逐個(gè)出現(xiàn)、逐個(gè)解決；中國(guó)則是多種類污染物同時(shí)出現(xiàn)、高濃度爆發(fā)。這是一個(gè)集前現(xiàn)代化的煙花爆竹、餐飲油氣、工業(yè)化時(shí)代的燃煤煙塵以及現(xiàn)代社會(huì)的汽車尾氣于一體的獨(dú)特環(huán)境困局。

中國(guó)現(xiàn)階段的大氣污染形勢(shì)如此嚴(yán)峻，同時(shí)還面臨著工業(yè)化和城市化的緊迫任務(wù)，因此大氣污染防治在中國(guó)是一項(xiàng)緊迫、長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。鑒此，如何從公共衛(wèi)生角度應(yīng)對(duì)霧霾天氣顯得尤為重要。對(duì)此，在出現(xiàn)霧霾天氣或大氣PM2.5濃度較高時(shí)，筆者提出以下建議：第一，居民盡量待在室內(nèi)，緊閉門窗。如果外出，則需盡量減少室外活動(dòng)的時(shí)間或強(qiáng)度，并佩戴合格的口罩。第二，對(duì)PM2.5污染敏感的人群則需要尤其注意自我保護(hù)，盡量減少暴露在室外PM2.5中的時(shí)間。第三，慢性心肺疾病患者可適當(dāng)加大藥物用量，加強(qiáng)健康監(jiān)護(hù)，以預(yù)防霧霾期間可能加重的心肺癥狀。第四，由于氧化應(yīng)激是PM2.5主要致病機(jī)制之一，因此可適當(dāng)補(bǔ)充具有抗氧化功效的藥物或營(yíng)養(yǎng)品，如含ω-3脂肪酸的魚油。第五，參考加拿大環(huán)保部門推出“空氣質(zhì)量健康指數(shù)”（AQHI）的做法（為加強(qiáng)全民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，加拿大聯(lián)邦衛(wèi)生部、環(huán)境部共同開發(fā)了空氣質(zhì)量健康指數(shù)，并向公眾及時(shí)提供空氣質(zhì)量健康指數(shù)信息服務(wù)，接受輿論和民眾的監(jiān)督），中國(guó)環(huán)境管理部門可推出“霧霾健康指數(shù)”，直觀地告訴公眾空氣質(zhì)量對(duì)健康危害的程度，從而指導(dǎo)人們采取適當(dāng)措施減少霧霾對(duì)健康的威脅。endprint