大气污染与健康研究综述

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100m） 、 可吸入颗粒物（inhalable particle，IP；PM10；粒径10m） 、 细颗粒物（fine particle；fine particulate matter，PM2.5；粒 径2.5m）和超细颗粒物（ultrafine particle；ultra-fine partieu- late matter，PM0.1； 粒径0.1m ） 。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， d5g/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 19811990 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。活性氧簇的生成及其如何导致炎症反应是倍受关注的重 要机制，氧化应激还可促发氧化、还原反应敏感的信号通路，以协 同方式激活前炎性细胞因子、化学因子和黏附受体的表达。另外， PM、O3 等可以在气道表面生成免疫介导物过敏毒素 C3a，诱导气道 高反应性。 2、2 大气污染物对心血管系统的危害 关于大气污染物与心血管系统关系的研究主要集中流行病学研 究和毒理学研究两个方面，后者主要是组成成分分析研究和致病机 制研究。杨敏娟等 【8】 调查分析多方面资料，在控制了长期趋势、短 期趋势、气象因素等混杂因素的基础上，大气 SO2、NO 2和 PM10 浓 度每升高 10g/m 3，心脑血管疾病死亡危险性分别增加 0.40%（0.10%0.80%） ，1.30%（0.20%2.40%）和 0.40%（0.20%0.60%） 。PM10 效应在 1 日后达到最大，并基本呈线 性无阈值。提示大气污染对人群健康存在短期影响能增加人群心脑 血管疾病死亡。 大气污染物对心血管系统的影响机制还不清楚。大气颗粒物可 能通过以下途径影响心血管系统: （1）干扰心脏自主神经功能的调 节； (2)颗粒物本身或其某些组分直接进入循环系统诱发血栓的形 成； (3)刺激呼吸道产生炎症并释放细胞因子, 后者通过引起血管 损伤, 导致血栓形成。 【9】 2、3 大气污染物与死亡率 许多流行病学研究表明长期暴露在大气污染中与死亡率相关。 POPE 等通过美国癌症协会收集了暴露于大气污染 16 年的近 50 万 成年人的死亡数据，分析后发现：在控制吸烟、饮食等混杂因素后， PM2.5 每升高 10g/m 3，总死亡率、心血管疾病死亡率和肺癌死亡 率均分别升高 4.00、6.00和 8.00。PM2.5 浓度与其健康损害 作用呈线性相关，未发现其健康效应的阈值。美国国家空气污染与 死亡率和发病率关系的研究（NMMAPS）观察了全美 20 个最大城市 约 5 000 万人口和同期天气状况，发现死亡前一天的 PM10 每升高 10g/m 3，每日总死亡率和心肺疾病死亡率分别上升 0.21%和 0.31%。我国常桂秋等人在北京市的一项研究结果显示，总悬浮颗粒 物每增加 100g/m3，循环系统疾病死亡率增加 0.62%，贾健等在上 海市闸北区的研究表明：PM10、SO 2及 NO248h 平均浓度每增加 10g/m 3，与总死亡率的 OR 分别为 1.007（95CI：1.0031.011） ，1.011（95CI：1.0011.021） ， 1.010（95CI：1.0001.020） ，其中 PM10 与死亡率的联系在敏 感度分析中不随模型参数的改变而不同。 【10】 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