灰霾天氣對(duì)健康的影響機(jī)制研究

武學(xué)琴

（臨夏州衛(wèi)生學(xué)校，甘肅 臨夏 731100）

隨著城市化進(jìn)程的加速，人類(lèi)活動(dòng)直接向大氣排放大量粒子，污染氣體越來(lái)越多。污染氣體通過(guò)非均相化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化形成氣溶膠粒子，導(dǎo)致大氣氣溶膠污染日趨嚴(yán)重，灰霾天氣就是由此產(chǎn)生的污染型天氣。灰霾發(fā)生時(shí)，細(xì)粒子濃度升高，大量極細(xì)微的干性塵粒、煙粒、鹽粒等均勻懸浮在空氣中，嚴(yán)重危害人體健康。我國(guó)對(duì)此的相關(guān)研究還處于起步階段，隨著灰霾污染的不斷加劇，灰霾天氣對(duì)人體健康的影響問(wèn)題將成為今后的研究熱點(diǎn)。

1 灰霾污染機(jī)制

灰霾是顆粒物和氣體污染物導(dǎo)致的可察覺(jué)的能見(jiàn)度降低的污染天氣現(xiàn)象。中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所率先在國(guó)內(nèi)開(kāi)展了灰霾污染的研究。吳兌[1]認(rèn)為，空氣中的灰塵、硫酸與硫酸鹽、硝酸與硝酸鹽、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ幽苁勾髿饣鞚帷⒁曇澳：?dǎo)致能見(jiàn)度降低，當(dāng)水平能見(jiàn)度小于10km時(shí)，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱(chēng)為霾或灰霾。

灰霾是在空氣相對(duì)濕度小于80%～90%，尤其是在大氣逆溫等穩(wěn)定氣象條件下，由氣溶膠和氣體污染造成的一種城市和區(qū)域性空氣污染現(xiàn)象。這種氣溶膠系統(tǒng)可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定懸浮在空中，對(duì)人體造成危害?；姻才c空氣污染程度的變化密切相關(guān)。我國(guó)細(xì)粒子背景濃度較高，PM2.5占TSP的比例在個(gè)別城市達(dá)32%～68%，日平均質(zhì)量濃度一般都超過(guò)0.10mg/m3[2]。

2 灰霾天氣對(duì)健康的影響機(jī)制

灰霾中的顆粒物不但能進(jìn)入并沉積于呼吸道甚至肺部，其附帶的有害物還會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性作用，誘發(fā)疾病。但目前其致病機(jī)理仍不十分清楚?？赡艿臋C(jī)理包括：炎癥；細(xì)胞因子、化學(xué)因子釋放；內(nèi)毒素介導(dǎo)的細(xì)胞及組織相應(yīng)損傷；刺激物受體的應(yīng)激效應(yīng)等。

2.1 沉積機(jī)制

空氣顆粒物對(duì)人體健康具有明確意義上的相關(guān)性。顆粒物的粒徑?jīng)Q定其最終進(jìn)入呼吸道的部位及沉積量。大于10LM的顆粒物由于慣性作用，被鼻和呼吸道黏液排除，10LM以下的顆粒物可進(jìn)入鼻腔，7LM以下的顆粒物可進(jìn)入咽喉，小于2.5LM的顆粒物（即PM2.5）則可深達(dá)肺泡并沉積，進(jìn)而進(jìn)入血液循環(huán)，可能導(dǎo)致與心、肺功能障礙有關(guān)的疾病。Svartengren等[3]用放射性顆粒物對(duì)人類(lèi)進(jìn)行研究證明，2.5LM的顆粒物占肺沉積量的數(shù)濃度為83%，而8.2LM和11.5LM的顆粒僅有49%和31%沉積下來(lái)，顆粒物的大小與肺沉積總量呈反比。

有害物質(zhì)的載帶量也與粒徑有關(guān)。大氣中具有基因毒性和致癌性的多環(huán)芳烴，大約有70%～90%吸附于小于5LM的可吸入塵上，其中BaP絕大多數(shù)吸附于1.1LM粒徑的顆粒物上。一些有害成分，如鉛、鎘、鎳、錳、釩、溴、鋅等，主要吸附在直徑小于2.5LM的顆粒物上。除了粒徑，顆粒物的其他物理特性，如形狀、表面積、質(zhì)量濃度、數(shù)濃度等的差異也會(huì)不同程度地影響人體的健康。

2.2 化學(xué)成分影響

灰霾的組成成分非常復(fù)雜，大部分有害元素和化合物都富集在細(xì)顆粒物上。目前所知的主要成分為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、含碳顆粒（包括元素碳和有機(jī)碳，元素碳主要產(chǎn)生于高溫燃燒過(guò)程，有機(jī)碳主要來(lái)自于相對(duì)低溫的燃燒過(guò)程）、重金屬、地殼物質(zhì)等。

灰霾天氣下極易形成二次氣溶膠污染，其中的硫酸鹽和硝酸鹽是其主要成分。吸附在顆粒上的二氧化硫被催化、氧化為三氧化硫，三氧化硫與水蒸氣形成極細(xì)微的硫酸霧，能更深地侵入呼吸道，促進(jìn)有毒物質(zhì)的溶解，對(duì)肺泡有更強(qiáng)的毒性作用。當(dāng)二氧化硫在與顆粒物同時(shí)被人體吸入時(shí)，會(huì)發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，對(duì)人體產(chǎn)生的危害更為嚴(yán)重。

灰霾的另一主要成分為碳，尤其是有機(jī)碳，它嚴(yán)重影響人體健康。石油、煤等燃料及木材、煙草等有機(jī)物在不完全燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多環(huán)芳烴（PAHs），排放的PAHs可直接進(jìn)入大氣，并吸附在顆粒物上，隨之進(jìn)入人體。PAHs具有致癌、致突變、致畸作用，能誘發(fā)皮膚癌、肺癌和胃癌，從而對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。

3 灰霾對(duì)人體健康影響的流行病學(xué)研究

3.1 顆粒物濃度增加與人群健康效應(yīng)

對(duì)健康人而言，顆粒物不是直接致死因素，但卻可以導(dǎo)致患有心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病和其他疾病的敏感體質(zhì)患者的死亡。Goldberg等[4]根據(jù)相關(guān)模糊系數(shù)（COH）、消光系數(shù)、硫酸鹽等指標(biāo)研究了蒙特利爾、魁北克地區(qū)顆粒物濃度變化與日死亡率的相關(guān)性，其指出：日顆粒物質(zhì)量和硫酸鹽質(zhì)量與呼吸道疾病和糖尿病在統(tǒng)計(jì)上正相關(guān)。闞海東等[5]在綜合分析我國(guó)大氣顆粒物暴露與人群健康效應(yīng)的流行病學(xué)資料的基礎(chǔ)上，整理得到我國(guó)主要城市顆粒物濃度增加與人群健康效應(yīng)，表明人體很多疾病是與顆粒物濃度增加有關(guān)的?；姻财陂g在某些地區(qū)，個(gè)別病癥（如肺氣腫、急性支氣管炎）的暴發(fā)率遠(yuǎn)高于平時(shí)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)肺炎、心臟病及其他一些疾病的死亡率上升效應(yīng)隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)。

3.2 流行病學(xué)研究

一些學(xué)者對(duì)灰霾進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)灰霾期間人群出現(xiàn)：上呼吸道感染、哮喘、結(jié)膜炎、支氣管炎、眼和喉部刺激、咳嗽、呼吸困難、鼻塞、流鼻涕、皮疹、心血管系統(tǒng)疾病等。Odihi等[6]在1997到1998年灰霾出現(xiàn)期間的調(diào)查結(jié)果顯示：在年齡方面，與灰霾相關(guān)的不利影響傾向于發(fā)生在幼年（小于5歲）和老年（大于60歲）人群身上，各自的比例是0.9%（嬰兒，小于1歲）、34%（兒童，1～4歲）和2.7%（大于60歲）；在工作環(huán)境方面，戶(hù)外工作人群的發(fā)病比例高于室內(nèi)工作人群；在生活環(huán)境方面，城市人口在灰霾天氣中的暴露時(shí)間和機(jī)會(huì)均高于農(nóng)村人口，發(fā)病率也相對(duì)較高；在性別方面，同等收入水平下，灰霾天氣中出現(xiàn)不良健康狀況的男性比例是女性比例的200%～300%。

灰霾天氣還會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生一些間接影響?；姻驳某霈F(xiàn)會(huì)減弱紫外線的輻射，影響人體維生素D的合成，導(dǎo)致小兒佝僂病發(fā)病率增高，并使空氣中傳染性病菌的活性增強(qiáng)。灰霾天氣還會(huì)影響人的心理健康，使人產(chǎn)生壓抑、悲觀等情緒。

4 討論

（1）國(guó)內(nèi)外目前在研究顆粒物與人體健康的關(guān)系上做了大量工作，主要運(yùn)用多因素Logistic回歸模型，采用時(shí)間序列分析、暴露反應(yīng)關(guān)系等方法進(jìn)行研究。但是對(duì)灰霾與健康關(guān)系的研究較少，一般多采用調(diào)查統(tǒng)計(jì)的方法，且仍停留在定性化階段。

（2）由于灰霾是以細(xì)顆粒物（主要是PM10和PM2.5）為載體，以氣象要素和污染因素共同作用而產(chǎn)生的一種危害型天氣現(xiàn)象，因此，目前對(duì)灰霾的研究多集中在對(duì)顆粒物的污染方面。但細(xì)顆粒物是否僅作為載體，抑或與所攜帶的毒性物質(zhì)存在交互作用尚無(wú)定論，仍有待深入研究。

（3）在研究灰霾中顆粒物對(duì)人體的健康影響時(shí)，對(duì)粒徑的研究相對(duì)較多，但對(duì)其他物理特性如質(zhì)量濃度、數(shù)濃度、表面積等致病機(jī)理的研究還不夠深入，這對(duì)制訂環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即到底是選擇控制顆粒物總量還是選擇控制特定的粒徑或濃度有著重要的意義。

[1]吳兌.關(guān)于霾與霧的區(qū)別和灰霾天氣預(yù)警的討論[J].氣象，2005，31（4）：3-7.

[2]王瑋.中國(guó)PM2.5污染狀況和污染特征的研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2000，13（1）：1-5.

[3]Svartengren M，F(xiàn)alk R，Linnman L.Deposition of large part-icles in human lung[J].Exp Lung Res，1987，12（1）：75-88.

[4]Goldberg M S，Burnett R T.The association between daily mor-tality and ambient air particle pollution in montreal Quebec[J].Environmental Research Section A，2001（86）：26-36.

[5]闞海東，陳秉衡.我國(guó)大氣顆粒物暴露與人群健康效應(yīng)的關(guān)系[J].環(huán)境與健康雜志，2002，19（6）：422-424.

[6]Odihi J O.Haze and health in Brunei Darussalam：The case ofthe 1997—1998episode [J]. Singapore Journal of Tropical Geography，2001，22（1）：38-51.