雾霾对中小学生体育运动的特殊危害研究.doc

雾霾对中小学生体育运动的特殊危害研究 梁奎 梁奎，1981- ，汉，硕士研究生。无锡市青山高级中学 潘光华摘要：雾霾天气的日益严重，使得中小学生等青少年运动受到影响。将雾霾的形成原理和组成成分，结合青少年运动时的生理变化特点进行分析，知道雾霾天气对青少年的呼吸系统和心血管系统有着较普通成人更为严重的损害。为此，提出建议：保护环境；减少或不做运动，尽量减少呼吸频率和深度，减少肺的通气量，以此减少有害气体的吸入。关键词：雾霾；青少年学生；体育运动；Influence and Countermeasure Research of young people getting sports in hazeLIANGKuiAbstract: The growing haze weather in China affect young people sports seriously . Analysis physiological changes characteristic of youth movement which move in fog haze ,we know that fog haze weather has more serious damage on young peoples respiratory system and the cardiovascular system than the average adult. So, young people should reduce or notmovement to minimize breathing frequency and depth, reduce the inhalation of harmful gases.Key words: haze; young people; sports;我国改革开放以来，北京及东南沿海经济迅速发展，生产规模迅速扩大，城市化进程逐步加快, 人们的物质生活水平快速并显著提高。但伴随经济快速发展的同时，尤其是沿江、沿海的城市群区域和大城市的大气污染现象日趋严重，原本较为少见的天气现象“雾霾”也于近些年开始严重影响人们生活。体育运动是我国人民尤其青少年学生的主要休闲娱乐活动，其主要目的是增强个体体质，促进身体健康。大气的污染，雾霾的出现，使得体育运动必须的呼吸受到严重影响，迫使体育运动的停止。文章以中小学的青少年运动生理特点为研究对象，结合雾霾天气形成原理和组成成分分析其对青少年体育运动的影响，并进行对策研究，提出建议。1.雾霾形成原理 霾(haze)是一种由大气气溶胶和气体污染造成的城市和区域性污染现象,使大气混浊,视野模糊并导致气象能见度恶化1，也称灰霾（dust-haze）。其中，空气中的微小尘粒、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气浑浊是一种非水成物组成的气溶胶系统造成视程障碍，使得水平能见度降至10km以下。同时，由于我省处于长三角地带，大多城市相对湿度较高，使得在秋冬季节，霾与雾相互交融，形成人们所见到的“雾霾”。而我省雾霾中，据省监测总站数据显示，正是细微颗粒物（PM2.5和PM10）是影响空气质量最显著的主要污染物2。大范围雾霾天气的出现主要是在冷空气较弱和水汽条件较好的大尺度大气环流形势下，近地面低空气因为为静风或微风成为静稳天气，受之控制，空气在水平和垂直方向的流动性非常小，大气扩散条件非常差。由此，城市无论规模大小，其局地交通、生活、生产所需的能源消耗的污染物排放均在低空不断积累，危害低空生物。与此同时，由于雾霾天气的湿度较高，水汽较大，雾滴提供了吸附和反应场所加速反应性气态污染物向液态颗粒物成分的转化，颗粒物也容易作为凝结核加速雾霾的生成，两者相互作用，迅速形成污染。2. 雾霾天气对青少年体育运动的影响体育类活动是青少年学生在课余的主要休闲活动，由于青少年身体发育期的特点，其运动后身体机能变化较大。但在雾霾天气中进行运动，青少年所受到的身体损害也相当巨大。2.1 运动时青少年呼吸系统受到雾霾的损害更多青少年由于胸廓较小、呼吸肌力较弱且呼吸表浅，故肺活量小，呼吸频率快。所以在运动时主要靠加快呼吸频率来增加肺通气量，而呼吸深度增加得很少，这是由于青少年的呼吸肌较弱、调节机能不完善所致。一般情况下，运动时人的呼吸频率至少是安静时的3倍，而青少年则更高，根据公式：肺通气量（VE）=呼吸频率(RF)肺活量(VC)看出，当青少年在运动时，其VE提升3倍以上。由此推出，如果青少年在雾霾天气正常运动，其吸入的有害气体是安静时的3倍或更高。这样，由于肺通气量增加使得参与扩散的肺泡数量急剧增多，肺泡的扩大面积由安静的40m2,增加到70m2，雾霾中PM2.5和PM10则更多利用运动呼吸量的增加的进入人体，利用运动时肺泡扩散面积的增加进入人体的肺泡内4，沉积于肺的深部，降低肺的换气功能，从而导致呼吸系统疾病的发生。Daigle等比较了安静时与运动时人体肺内细颗粒物的沉积量,结果发现运动期间颗粒物沉积的总量是安静时的4倍以上5。这也证明了在雾霾天气中运动所受到的危害远远大于安静的时候。呼吸系统表现出来的疾病主要有肺泡弹性减弱、肺的叶的纤维化、咳嗽、恶心、胸闷，甚至是肺癌。同时，由于运动时，青少年主要靠增快呼吸频率来增加肺通气量，呼吸气流速度增大，伴有细微颗粒的气流在高速运动下会磨损、灼伤呼吸道内壁，其中一部分细微粒子附着在损伤了的呼吸道内壁，进一步加大咽部和上呼吸道感染。对身体的损害程度会大大提高，加大青少年生病几率。2.2 运动时心血管系统受到雾霾的损害程度更大 体育锻炼可提高人体的心血管系统功能,使能量利用节省化,提高工作效率6。但在雾霾大气的环境下进行体育运动，青少年的心血管系统比安静状态受到损害更多。据研究7：将经常在雾霾天气下运动的人群（CG）与在雾霾天气下不运动的人群（CG1）进行指标比较，安静时，脉压（PP）较低，而平均动脉压（MAP）较高，表明舒张压较高，心脏的回血和泵血功能降低，心肌功能下降。Pekkanen等人的研究表明,冠心病患者在细颗粒物和超细颗粒物暴露的环境下进行运动心电试验,其心电图出现ST段下移,并指出这可能是心肌缺血的前兆8，表明细颗粒物和超细颗粒物对人体心肌功能的影响。在运动时，VO2max（ml/min）明显低于不运动人群（CG1），心率恢复值A=(运动时的最大心率-运动结束后1分钟的心率)/(运动时的最大心率-安静心率)较低，表明CG组运动后恢复的慢；O2P较对照组CG1也较低，表明心脏的氧的运输能力较低。综上所述，随运动负荷的递增,EG组(在污染环境下运动的人群)受试者的心肺功能储备和最大有氧代谢能力明显低于普通人群,这与在雾霾环境中运动增加了污染物的吸入等因素有关。Sharman等人的研究结果证实,在污染环境下运动会增加运动者患心血管系统疾病的危险性9。而青少年在运动中，由于其交感神经调节占优势，心肌发育不十分完善，运动时主要靠加快心率来增加心输出量以适应需要。但在雾霾环境下，大量吸入PM2.5和PM10等污染细微颗粒，使得VO2max降低，心血管对O的运输能力下降，迫使增加心肌负担，加大心肌炎发生几率；青春发育期后，心脏发育速度增快，血管发育处于落后状态，同时由于性腺、甲状腺等分泌旺盛，引起血压升高，称为青春期高血压，但如果长期在雾霾环境下运动，舒张压继续提高，迫使高血压性头痛的发生 雾霾的大气环境对运动人群心血管系统和呼吸系统的危害机制比较复杂,尚需更多的研究来进一步论证。同时，是否对运动系统，比如骨骼、肌肉等有直接的危害，还需进一步论证。3.结论与建议 综上所述，雾霾天气严重影响着人的呼吸系统和心血管系统；雾霾天气对青少年运动的危害明显大于对普通人的危害。对此雾霾天气与运动的关系，国家也给出指示和建议：表 1 灰霾天气指数表Table 6 Indexes of hazy weather ( RH( 8095) %)能见度(m)指数等级服务描述500010000一轻度灰霾天气适当减少户外活动20005000二中度灰霾天气减少户外活动,停止晨练2000三重度灰霾天气尽量留在室内,避免户外活动我省由于多次出现严重污染的空气质量，各个地方区域教育局，也都在雾霾天气发出公告，通知体育运动暂停或转入室内（体育馆等）进行。而对于能否能在雾霾天气时进行室内体育运动，还需要做进一步研究论证。故建议在雾霾天气时，尽量减少户外活动，保持安静、心静状态，减少呼吸频率、降低心跳速度，以减少吸入污染空气。暂停所有体育运动（包含室内体育运动），学校体育课可暂时进行室内理论课教学。在雾霾缓解后，及时开窗、通风、日照、杀菌。参考文献：1 吴兑.关于霾与雾的区别和灰霾天气预警的讨论 J.气象, 2005,31(4):3-72 童尧青,银燕等.南京地区霾天气特征分析J. 中国环境科学,2007,27(5)：5845883 张欣，杜丽等.灰霾的成因和危害J. 世界环境, 83-844 刘世昕.减排剑指灰霾天环保部与油企签责任状J中国青年报，2011.10.28.5 Daigle CC,Chalupa DC,Gibb FR,et al.Ultrafine particledeposition in humans during rest and exercise.Inhal Toxi-col,2003,15:539-552.6刘晓莉,宋宪强体育系与普通系大学生运动心肺功能比较研究J沈阳体育学院学报,2004,23(6):779-781.7刘晓莉,宋宪强大气污染对户外体育锻炼人群心肺功能的影响J中国运动医学杂志，2007.118 Pekkanen J,Peters A,Hoek G,et al.Particulate air pol-lution and risk of ST-segment depression during repeat-ed submaximal exercise te