空氣污染對(duì)人體健康的影響

程灝旻，王 維，羅 卿，王敦欣

（1.四川省內(nèi)江生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，四川內(nèi)江 641000；2.內(nèi)江市第一人民醫(yī)院，四川內(nèi)江 641000）

1 概述

空氣污染物是一種復(fù)雜的混合氣體和顆粒，產(chǎn)生于各式各樣的固定和流動(dòng)源，嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境。不僅對(duì)動(dòng)物造成了危害，同時(shí)還使植物環(huán)境惡化，導(dǎo)致糧食減產(chǎn)等。近年來，空氣污染日益嚴(yán)重，作為世界上最重要的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)因素之一，受到了人們廣泛的關(guān)注。空氣中的污染物大部分來源于生物質(zhì)和化石燃料的燃燒，其中燃燒會(huì)釋放出不同的污染物。空氣污染物導(dǎo)致死亡率或嚴(yán)重疾病的增加，對(duì)人類健康存在一定程度的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有超過300萬人的死亡是空氣污染所造成的。

2 空氣污染物種類

空氣污染物可以根據(jù)不同的形式進(jìn)行多種劃分，比如來源、大小、化學(xué)成分、排放源等。根據(jù)形狀和大小，將空氣污染物進(jìn)行了兩個(gè)類別的劃分：第一類是氣態(tài)污染物（SO2、NOx、CO、O3、VOCs），第二類是如持久性有機(jī)物、重金屬等的顆粒物。

在食品工業(yè)中，二氧化硫氣體作為漂白劑得到了很多的應(yīng)用，其偏酸性，具強(qiáng)刺激性氣味，無色。大氣中所存在的SO2大部分是因燃燒含硫的燃料與生物質(zhì)而產(chǎn)生的，發(fā)生氧化反應(yīng)之后，產(chǎn)生硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠，從而造成大氣的酸化。人體若處在高于0.5×10-6的二氧化硫濃度的空氣中，健康會(huì)受到一定程度的影響。

氮氧化物是氮的氧化物的常用術(shù)語，有七種不同的化合物形式（NO、NO2、N2O、NO3、N2O3、N2O4和N2O5）。這些化合物在自然界中通過火山噴發(fā)、雷暴閃電產(chǎn)生，濃度相對(duì)較低。城市汽車尾氣的排放以及化工廠燃燒化石燃料是目前空氣中氮氧化物的主要來源。大氣中氮氧化物的39%來自車輛尾氣排放。大氣中的NO 和NO2在氮氧化物中占最大比例。從上述兩方面所排放的氮氧化物中，NO 含最多，在大氣中經(jīng)過氧化后，最終會(huì)生成NO2。會(huì)隨著呼吸進(jìn)入人體，危害著人類的健康，酸雨的形成過程中二氧化氮也占有了很大的比重。

在空氣污染物中，一氧化碳所占較大比重，其無味、無色，且不溶于水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年向大氣中排放的一氧化碳約為26Mt，其中60%源于人為活動(dòng)。人為排放的一氧化碳主要由碳質(zhì)材料的不完全燃燒產(chǎn)生，其中大部分是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車排放的，其他常見的排放源為垃圾焚燒，燃煤發(fā)電等。一氧化碳對(duì)人體有毒，主要是由于它與血紅蛋白反應(yīng)生成羧化血紅蛋白，降低了人體血液運(yùn)輸氧的能力。

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其濃度的高低對(duì)大氣所產(chǎn)生的影響不同，濃度較低時(shí)能夠凈化空氣，然而濃度高則會(huì)嚴(yán)重威脅大氣環(huán)境，進(jìn)一步影響了動(dòng)植物的健康與生長(zhǎng)。臭氧還是地球大氣中一種重要的溫室氣體。在光照作用下，在大氣的對(duì)流層中，揮發(fā)性有機(jī)化合物與氮氧化物發(fā)生催化反應(yīng)，不斷生成了臭氧。其是一種黏膜激物，主要影響呼吸道黏膜和肺組織。暴露在高濃度的臭氧環(huán)境中，可能會(huì)增加肺炎、慢性阻塞性肺病、哮喘、變應(yīng)性鼻炎和其他呼吸道疾病的概率。

有機(jī)化合物的沸點(diǎn)若在50～260℃，那么即為揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）。此類污染物主要造成了光化學(xué)煙霧與區(qū)域性霧霾的污染，這是其促進(jìn)臭氧與細(xì)顆粒物等污染物的形成所造成的。揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生的途徑很多，比如自然界中動(dòng)植物排放、汽車尾氣、工業(yè)廢氣等等。如苯、甲醛等的揮發(fā)性有機(jī)物種，還會(huì)嚴(yán)重威脅著人體的健康，會(huì)導(dǎo)致人體患癌，其中的大部分都有毒，且氣味較為特殊。

顆粒物（PM）是最普遍存在的大氣污染物之一，它由懸浮在空氣中的復(fù)雜和變化的顆粒混合物組成，通過各式各樣的自然和人為活動(dòng)產(chǎn)生，其大小和組成成分各不相同。如發(fā)電廠、自然風(fēng)沙、建筑工地等都是顆粒物污染的主要源頭。以空氣動(dòng)力直徑的不同為依據(jù)，世界衛(wèi)生組織對(duì)顆粒物進(jìn)行了劃分，將空氣動(dòng)力直徑小于0.1μm、10μm、2.5μm 分別劃分為超細(xì)顆粒物、PM10、PM2.5。人體在吸入顆粒物后會(huì)積聚在呼吸道中，而積聚的具體部位，顆粒物的大小起到了決定性作用。目前關(guān)于顆粒物對(duì)人體健康影響的研究主要從顆粒物大小和表面、顆粒物的數(shù)量和組分來進(jìn)行研究。顆粒物的組成成分不同，可以吸附和轉(zhuǎn)移大量有害物質(zhì)。研究報(bào)道，生物源物質(zhì)、離子、有機(jī)化合物、金屬離子以及碳核顆粒是顆粒物的主要成分。有研究表明[4]，超細(xì)顆粒物和細(xì)顆粒物在死亡率、心血管和呼吸疾病方面比大顆粒物更具有危險(xiǎn)性，因?yàn)轭w粒物上附著的持久性有機(jī)污染物、重金屬等成分能夠通過細(xì)顆粒物達(dá)到肺泡結(jié)構(gòu)，經(jīng)肺泡結(jié)構(gòu)的表皮細(xì)胞進(jìn)入人體血液導(dǎo)致疾病發(fā)生。

如二噁英、呋喃和多氯聯(lián)苯、殺蟲劑等都是持久性有機(jī)污染物，這些都屬于有機(jī)化學(xué)物質(zhì)且具有毒性，可以在環(huán)境中存在很長(zhǎng)的一段時(shí)間，吸附在顆粒物表面，進(jìn)入人體后，威脅著人體的健康。

重金屬（包括鉛、汞、鎘、銀、鎳、釩、鉻和錳等金屬元素）是地殼的自然組成部分，并以各種形式存在于空氣、水和土壤中。人體在吸入附著重金屬的顆粒物后而受到影響。在人體所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素中來看，這些重金屬都屬于微量元素，在人體的新陳代謝過程中是必不可少的。但當(dāng)攝入過量時(shí)會(huì)對(duì)人體器官有不同程度的損傷，甚至造成嚴(yán)重?fù)p害。在人體中，重金屬元素的代謝速度因其種類的不同而各異，而其中的大部分在人體中的存在形式為螯合物，其累積速度要遠(yuǎn)大于排出速度，對(duì)人體是有害的。

3 空氣污染物對(duì)人體不同系統(tǒng)的影響

空氣污染物主要是通過人體的口、鼻而進(jìn)入的，皮膚接觸為次要。人類的飲用水以及食物的污染，主要因素之一就是空氣污染，在某些情況下，食物和水成為污染物的主要載體。人體的組織器官會(huì)逐漸吸收這些污染物。在人的體內(nèi)循環(huán)中，部分有毒物質(zhì)可以通過排泄在一定程度上得以清除，而部分有毒物質(zhì)則會(huì)沉積到不同的組織中。

3.1 呼吸系統(tǒng)

大量研究表明，所有類型的空氣污染，在高濃度污染物環(huán)境下首先會(huì)造成呼吸系統(tǒng)疾病。長(zhǎng)期暴露在低濃度污染物的情況下也可以觀察到相同的癥狀，如鼻喉刺激、呼吸困難等，而哮喘患者的癥狀表現(xiàn)更加顯著，此類情況常見于在二氧化硫、氮氧化物和某些重金屬（如砷、鎳或釩）環(huán)境中長(zhǎng)期暴露。肺部炎癥因臭氧與顆粒物共同對(duì)肺泡上皮細(xì)胞造成刺激而發(fā)生，而長(zhǎng)期處于被污染的環(huán)境中，對(duì)已經(jīng)患有肺部損傷或疾病的人會(huì)加劇病情的程度。不同的污染物對(duì)肺部的影響不同，比如氮氧化物等空氣污染物會(huì)增加呼吸道感染的易感性；長(zhǎng)期暴露于臭氧和重金屬會(huì)降低人體肺功能，在長(zhǎng)期接觸空氣中重金屬的情況下會(huì)增大患哮喘、肺氣腫、肺癌的概率。

3.2 心血管系統(tǒng)

人體中的血紅蛋白具有輸氧的能力，但一氧化碳卻會(huì)對(duì)此造成影響，當(dāng)人體吸入受到污染的空氣后，會(huì)降低供氧能力，會(huì)對(duì)不同器官及其功能造成影響（特別是高耗氧器官，如心臟與大腦），會(huì)造成反應(yīng)緩慢，難以集中注意力、譫妄等。顆粒物除了對(duì)呼吸系統(tǒng)存在影響以外還會(huì)影響人的凝血功能，使心肌梗塞的風(fēng)險(xiǎn)加大，因其會(huì)增加血栓，造成心臟血管的阻塞。有研究表明，空氣中存在的重金屬（特別是汞、鎳、砷）導(dǎo)致心率增加、血壓升高和貧血等。通過流行病學(xué)研究可知，缺血性心臟病若與二噁英有所接觸，那么死亡率會(huì)更高，在小鼠實(shí)驗(yàn)研究中重金屬也會(huì)增加體內(nèi)甘油三酯的水平。

3.3 神經(jīng)系統(tǒng)

空氣中的二噁英以及鉛、汞等的重金屬對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響較大。人體在接觸重金屬后，神經(jīng)系統(tǒng)疾病如睡眠和記憶障礙、手顫、視力模糊、易疲勞、易怒、言語不清等會(huì)因神經(jīng)毒性而造成。長(zhǎng)期在含鉛量較高的空氣中暴露會(huì)導(dǎo)致多巴胺、谷氨酸和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體遭到破壞，然而這幾種物質(zhì)在記憶功能里起著重要作用。兒童的智力發(fā)育會(huì)受到二噁英的不利影響，因其會(huì)使神經(jīng)傳導(dǎo)的速度降低。

3.4 其他系統(tǒng)

重金屬可以引起腎臟損害，如腎小管功能障礙等。此外，重金屬還可能會(huì)增加結(jié)石形成或腎鈣質(zhì)沉著病的風(fēng)險(xiǎn)。二噁英進(jìn)入人體會(huì)造成肝細(xì)胞損傷，表現(xiàn)為血液中轉(zhuǎn)氨酶水平升高，增加胃腸道和肝臟的癌變概率。空氣污染物還會(huì)影響胎兒的發(fā)育，研究發(fā)現(xiàn)父母接觸鉛可能導(dǎo)致胎兒的先天性畸形和胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷。還有研究表明，二噁英會(huì)通過胎盤從母體轉(zhuǎn)移到胎兒體內(nèi)。

4 結(jié)束語

主要從污染物的種類以及空氣污染物對(duì)人體不同器官的影響兩個(gè)部分進(jìn)行了綜述。日常生活中長(zhǎng)期暴露于各種各樣的空氣污染物中，健康與環(huán)境息息相關(guān)，而污染物的多種指標(biāo)如濃度、種類等都嚴(yán)重影響著人類的健康。人們不斷增加對(duì)汽車的需求，以及工業(yè)化的發(fā)展，讓生活在城市里的人在更大程度上受到影響。在過去的幾年中，許多國(guó)家在空氣污染對(duì)健康的影響進(jìn)行了大量研究，并且通過更多高質(zhì)量的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來建立閾值水平，避免空氣污染物對(duì)人體健康影響，人們應(yīng)該采取適當(dāng)措施以減少接觸污染物的可能性。