互动科普

对健康的影响

不同大气污染物对人体健康有不同的影响，而可吸入颗粒尤其是PM2.5 ，是各种空气污染物中对人类健康影响最大的因素。

科学家们对PM2.5的健康危害性的研究正在日益深入。由于PM2.5非常细小，所以具有一些特点，使得它对健康的影响不容忽视：一是非常容易穿过鼻腔的阻挡，并通过气管进入人的肺泡，其中小于100纳米（1纳米等于1/1000微米）的极细粒子甚至能穿过肺部进入血液，并影响到其他器官，包括大脑；二是比表面积（即单位质量颗粒物的总表面积，颗粒越小，它的比表面积就越大）大，能吸附大量的有毒、有害物质，如强致癌性的多环芳烃（一类分子中含有2个以上苯环的化合物，主要由燃料的不完全燃烧而产生）和重金属等，且各种物质在颗粒物表面会发生非常复杂的化学反应；三是在大气中的滞留时间长、输送距离远，因此影响的范围广。

图：颗粒物在人体中的沉积

科学家主要通过两种方法研究PM2.5对健康的影响：一个是通过流行病学调查，统计分析PM2.5浓度与死亡率及各种疾病发病率之间的相关性，从而判断它们之间的因果关系；另一个则是通过病理实验，研究PM2.5引起各种疾病的机制。

根据世界卫生组织的评估，可吸入颗粒物是各种空气污染中对人类健康影响最大的因素。在欧盟，PM2.5使得每个欧洲人的预期寿命平均缩短了8.6个月。流行病学研究表明，颗粒物的短期或长期暴露都会对人体健康产生不利影响。颗粒物对健康的影响是多方面的。世界卫生组织制定的空气质量标准，就是基于流行病学的研究结果。

病理学的研究发现，氧化应激及炎症反应是大气污染影响人体健康的关键机制。北京大学环境与健康研究中心的朱彤教授领导的研究小组近年来开展了有关颗粒物的健康影响的研究。朱彤教授说，当人们吸入PM2.5时，呼吸系统会首先受到颗粒物中氧化性化学物质如自由基的刺激，产生炎症反应。进入血液的超细颗粒物会造成血管内皮细胞损伤，也很容易引发炎症反应。随后，炎症反应可能会扩展到全身。在炎症反应中，人体内的血小板增多、活化、凝聚，导致血流变缓，血液的凝固性增加。因此，经常暴露在PM2.5污染环境中，就可能出现动脉粥样硬化，形成血栓，最终导致心肌梗死。PM2.5还会刺激肺部神经，引起神经反射，进而影响到自主神经系统。自主神经系统是不受意识控制的末梢神经系统，又称植物性神经系统，包括交感神经系和副交感神经系，控制着很多重要的生理功能，如心脏搏动、呼吸、血压、消化和新陈代谢等，当它的功能发生紊乱，就会导致心律不齐等症状。PM2.5通过这些机制的共同作用，引起心血管系统的病变。另外，PM2.5中的多环芳烃等物质进入人体后，经过代谢会变成具有极强的致突变性的环氧化物，使人增加患上癌症的风险。

PM2.5来源与化学组分很复杂，毒理学研究显示，不同化学组分的毒性机制和效应有很大差异。除了呼吸系统和心血管系统以外，有证据显示PM2.5还会影响免疫系统、神经系统、生殖系统和遗传等。PM2.5影响人体健康的机制非常复杂，还没有完全研究清楚。

由于PM2.5对健康的影响，世界卫生组织以及许多发达国家很早就开始制定空气中的PM2.5浓度标准，用于规范政府行为，保护公众的健康利益。2005年，世界卫生组织发布了新版《空气质量准则》（AQGs），其中的第一项就是颗粒物（PM2.5和PM10）的浓度标准。为了保护本国公民的健康，很多国家也都制定了自己的空气质量标准。不同国家的发展水平和空气质量管理能力存在差异，而且在制定标准时，所采用的健康风险评估方法不尽相同，在技术可行性和经济、政治等方面的考虑也不同，所以不同国家制定的标准之间是有差异的。

2012年2月29日，我国国家环境保护部与国家质量监督检验检疫总局联合发布了新修订的《环境空气质量标准》，首次设定了PM2.5浓度限值，并将其纳入“空气污染物基本项目”进行控制。新标准将于2016年起在全国实施。

（本文发表于《科学世界》2012年第6期）