大气污染与健康研究综述.doc

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，d5.0m的尘埃则能进入肺中，其中粒径为0.55.0m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d0.5m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BaP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（P0.001）；中频放电神经元比例明显下降（P0.05），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 5g/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、NO2和PM10 浓度每升高10g/m3，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/m3，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/m3，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/m3，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