灰霾天氣對健康的影響機制研究

武學琴

（臨夏州衛生學校，甘肅 臨夏 731100）

隨著城市化進程的加速，人類活動直接向大氣排放大量粒子，污染氣體越來越多。污染氣體通過非均相化學反應轉化形成氣溶膠粒子，導致大氣氣溶膠污染日趨嚴重，灰霾天氣就是由此產生的污染型天氣。灰霾發生時，細粒子濃度升高，大量極細微的干性塵粒、煙粒、鹽粒等均勻懸浮在空氣中，嚴重危害人體健康。我國對此的相關研究還處于起步階段，隨著灰霾污染的不斷加劇，灰霾天氣對人體健康的影響問題將成為今后的研究熱點。

1 灰霾污染機制

灰霾是顆粒物和氣體污染物導致的可察覺的能見度降低的污染天氣現象。中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所率先在國內開展了灰霾污染的研究。吳兌[1]認為，空氣中的灰塵、硫酸與硫酸鹽、硝酸與硝酸鹽、有機碳氫化合物等粒子能使大氣混濁、視野模糊并導致能見度降低，當水平能見度小于10km時，將這種非水成物組成的氣溶膠系統造成的視程障礙稱為霾或灰霾。

灰霾是在空氣相對濕度小于80%～90%，尤其是在大氣逆溫等穩定氣象條件下，由氣溶膠和氣體污染造成的一種城市和區域性空氣污染現象。這種氣溶膠系統可長時間穩定懸浮在空中，對人體造成危害。灰霾與空氣污染程度的變化密切相關。我國細粒子背景濃度較高，PM2.5占TSP的比例在個別城市達32%～68%，日平均質量濃度一般都超過0.10mg/m3[2]。

2 灰霾天氣對健康的影響機制

灰霾中的顆粒物不但能進入并沉積于呼吸道甚至肺部，其附帶的有害物還會對人體產生毒性作用，誘發疾病。但目前其致病機理仍不十分清楚。可能的機理包括：炎癥；細胞因子、化學因子釋放；內毒素介導的細胞及組織相應損傷；刺激物受體的應激效應等。

2.1 沉積機制

空氣顆粒物對人體健康具有明確意義上的相關性。顆粒物的粒徑決定其最終進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以下的顆粒物可進入鼻腔，7LM以下的顆粒物可進入咽喉，小于2.5LM的顆粒物（即PM2.5）則可深達肺泡并沉積，進而進入血液循環，可能導致與心、肺功能障礙有關的疾病。Svartengren等[3]用放射性顆粒物對人類進行研究證明，2.5LM的顆粒物占肺沉積量的數濃度為83%，而8.2LM和11.5LM的顆粒僅有49%和31%沉積下來，顆粒物的大小與肺沉積總量呈反比。

有害物質的載帶量也與粒徑有關。大氣中具有基因毒性和致癌性的多環芳烴，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、質量濃度、數濃度等的差異也會不同程度地影響人體的健康。

2.2 化學成分影響

灰霾的組成成分非常復雜，大部分有害元素和化合物都富集在細顆粒物上。目前所知的主要成分為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、含碳顆粒（包括元素碳和有機碳，元素碳主要產生于高溫燃燒過程，有機碳主要來自于相對低溫的燃燒過程）、重金屬、地殼物質等。

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微的硫酸霧，能更深地侵入呼吸道，促進有毒物質的溶解，對肺泡有更強的毒性作用。當二氧化硫在與顆粒物同時被人體吸入時，會發生協同效應，對人體產生的危害更為嚴重。

灰霾的另一主要成分為碳，尤其是有機碳，它嚴重影響人體健康。石油、煤等燃料及木材、煙草等有機物在不完全燃燒過程中會產生多環芳烴（PAHs），排放的PAHs可直接進入大氣，并吸附在顆粒物上，隨之進入人體。PAHs具有致癌、致突變、致畸作用，能誘發皮膚癌、肺癌和胃癌，從而對人體健康構成威脅。

3 灰霾對人體健康影響的流行病學研究

3.1 顆粒物濃度增加與人群健康效應

對健康人而言，顆粒物不是直接致死因素，但卻可以導致患有心血管疾病、呼吸系統疾病和其他疾病的敏感體質患者的死亡。Goldberg等[4]根據相關模糊系數（COH）、消光系數、硫酸鹽等指標研究了蒙特利爾、魁北克地區顆粒物濃度變化與日死亡率的相關性，其指出：日顆粒物質量和硫酸鹽質量與呼吸道疾病和糖尿病在統計上正相關。闞海東等[5]在綜合分析我國大氣顆粒物暴露與人群健康效應的流行病學資料的基礎上，整理得到我國主要城市顆粒物濃度增加與人群健康效應，表明人體很多疾病是與顆粒物濃度增加有關的。灰霾期間在某些地區，個別病癥（如肺氣腫、急性支氣管炎）的暴發率遠高于平時。同時還發現肺炎、心臟病及其他一些疾病的死亡率上升效應隨著暴露時間的延長而增強。

3.2 流行病學研究

一些學者對灰霾進行研究，發現灰霾期間人群出現：上呼吸道感染、哮喘、結膜炎、支氣管炎、眼和喉部刺激、咳嗽、呼吸困難、鼻塞、流鼻涕、皮疹、心血管系統疾病等。Odihi等[6]在1997到1998年灰霾出現期間的調查結果顯示：在年齡方面，與灰霾相關的不利影響傾向于發生在幼年（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）；在工作環境方面，戶外工作人群的發病比例高于室內工作人群；在生活環境方面，城市人口在灰霾天氣中的暴露時間和機會均高于農村人口，發病率也相對較高；在性別方面，同等收入水平下，灰霾天氣中出現不良健康狀況的男性比例是女性比例的200%～300%。

灰霾天氣還會對人體健康產生一些間接影響。灰霾的出現會減弱紫外線的輻射，影響人體維生素D的合成，導致小兒佝僂病發病率增高，并使空氣中傳染性病菌的活性增強。灰霾天氣還會影響人的心理健康，使人產生壓抑、悲觀等情緒。

4 討論

（1）國內外目前在研究顆粒物與人體健康的關系上做了大量工作，主要運用多因素Logistic回歸模型，采用時間序列分析、暴露反應關系等方法進行研究。但是對灰霾與健康關系的研究較少，一般多采用調查統計的方法，且仍停留在定性化階段。

（2）由于灰霾是以細顆粒物（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生的一種危害型天氣現象，因此，目前對灰霾的研究多集中在對顆粒物的污染方面。但細顆粒物是否僅作為載體，抑或與所攜帶的毒性物質存在交互作用尚無定論，仍有待深入研究。

（3）在研究灰霾中顆粒物對人體的健康影響時，對粒徑的研究相對較多，但對其他物理特性如質量濃度、數濃度、表面積等致病機理的研究還不夠深入，這對制訂環境質量標準，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.關于霾與霧的區別和灰霾天氣預警的討論[J].氣象，2005，31（4）：3-7.

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

[3]Svartengren M，Falk 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.我國大氣顆粒物暴露與人群健康效應的關系[J].環境與健康雜志，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.