灰霾天气对人体健康的危害

灰霾天气对人体健康的危害 2008年3月第l8卷第2期榆林学院 JOURNALOFYULINC0U正GE Mar.2008 V01.18No.2 灰霾天气对人体健康的危害 姚焕英,张秀芹 (渭南师范学院化学化工系,陕西渭南714000) 摘要:灰霾是颗粒物和气体污染物导致的可察觉到的能见度降低的污染天气现象.近年来,随着城市 化进程的快速发展,城市大气污染加剧,灰霾天气也随之增多.介绍了灰霾天气的形成过程,化学成分 及其危害,并从流行病学等角度出发,对灰霾天气对人体健康效应的研究成果进行了综述. 关键词:灰霾;细颗粒物;健康效应;流行病学 中图分类号:R188文献标识码:A文章编号:1008—3871(2008)02—0079—03 0引言 霾也称为灰霾,最早是由美国沙漠所Watson博 士提出来的.他认为:霾是颗粒物和气体污染物导 致的可觉察到的能见度降低的污染天气现象.现在 认为,灰霾主要是由于空气中的灰尘,硫酸与硫酸 盐,硝酸与硝酸盐,烃类等粒子浓度的增大,从而使 大气混浊,视野模糊并导致能见度恶化,当水平能见 度小于10km时,所造成的一种非水物组成的气溶 胶系统的视野障碍. 随着城市化进程的快速发展,人类活动直接向 大.非放大量粒子,污染气体越来越多.污染气体 通过非均相化学反应,转化形成气溶胶粒子,导致大 气气溶胶污染13益严重,灰霾天气就是由此产生的 污染型天气.灰霾发生时,细粒子浓度升高,大量极 细微的干性尘粒,烟粒,盐粒等均匀地悬浮在空气 中…,严重危害人体健康.灰霾危害可追溯到1952 年的伦敦烟雾事件J,该事件造成前两周死亡4000 人,后两月内又有8000多人死亡.近年来,东南亚 地区灰霾事件不断发生,据世界卫生组织(WHO)的 一 份指出,东南亚受灰霾污染最严重的地 区,2003年住院死亡率前十位的疾病中,哮喘,上呼 吸道感染均与较差的空气质量有关. l灰霾天气的形成过程 灰霾天气的形成与空气污染的程度有着密切的 关系J.我国细粒子背景浓度较高,PM. 占TSP的 比例在个别城市达32%一68%,13平均质量浓度一 般都超过0.10mg/m[4j.如研究发现_5J,广州,武 汉,兰州,重庆四大城市PM.年13平均值为0.046 — 0.160mg/m,是美国值(O.015mg/m.)的3一 lO倍.研究表明,灰霾是在空气相对湿度小于 70%,尤其是在大气逆温等稳定气象条件下,由气溶 胶和气体污染物造成的一种城市和区域性空气污染 现象.这种气溶胶体系可长时间稳定地悬浮在空气 中,对人体造成的危害很大. 2灰霾对人体的危害 灰霾中的颗粒物不但能进入并沉积于呼吸道甚 至肺部,而且其上载带的有害物质还可能通过炎症, 细胞因子,化学因子释放,肺中氧自由基产生,内毒 素介导的细胞及组织相应损失,刺激物受体的应激 效应,关键细胞酶的共价修饰等机理对人体产生毒 性作用,诱发疾病J. 灰霾中的颗粒物对人体的危害.灰霾中的颗粒 物对人体的危害程度,与颗粒物的粒径大小有着密 切的关系.颗粒物的粒径决定其最终进入呼吸道的 部位及沉积量.粒径大于101~m的颗粒物由于惯性 的作用,可以被鼻和呼吸道黏液排除,101~m以下的 颗粒物可进入鼻腔,7m以下的颗粒物可进入咽 喉,小于2.5m的颗粒物则可深达肺泡并沉积,进 而进入血液循环,可导致与心和肺功能障碍有关的 疾病.科学研究证明,2.5m的颗粒物占肺沉积 量的数浓度为83%,而8.2tazn和l1.5tazn的颗粒物 仅有49%和3l%沉积下来,可见颗粒物的大小与肺 的沉积总量成反比. 有害物质的载带量也与粒径有关.大气中具有 基因毒性和致癌性的多环芳烃(PAHs),大约有 70%一90%吸附于粒径小于5m的可吸人粒子上, 收稿日期:2007一l2—26 基金项目:渭南师范学院科研基金资助项目(07YKS027) 作者简介:姚焕英(1962一),女.陕西渭南人,副教授,主要从事环境化学的教学和研 究.E—mail:wnhyyao@163.c0rrI ? 8O?榆林学院2008年第2期(总第72期) 其中BaP绝大多数吸附于1.1p,m的粒子上.一 些有害成分,如铅,镉,镍,锰,钒,溴,锌等主要吸附 在粒径小于2.5p,m的颗粒物上.另外,颗粒物的形 状,表面积,质量浓度,数浓度等的差异也会不同程 度地影响人体健康. 灰霾的化学组成及其危害.灰霾的化学组成极 其复杂,大部分有害元素和化合物都富集在细颗粒 物上.目前已检测到的主要成分有硫酸盐,硝酸盐, 铵盐,含碳颗粒(包括元素碳和有机碳,元素碳主要 产生于高温燃烧过程,有机碳主要来自相对低温的 燃烧过程),重金属,地壳物质等.对人体健康危 害较大的颗粒物中存在的或载带的有害物质主要有 以下五大类型: 第一类是颗粒物(PM/PM.),来源于天然源 和人为源(如石化燃料的燃烧,机动车尾气,工业粉 尘,废弃物焚烧等);第二类为二次无机气溶胶,有 硫酸盐,硝酸盐尘粒,地壳矿物(晶态),地面扬尘 等;第三类是碳,主要来源于热分解的一小部分,有 机碳及半挥发性有机物(颗粒物和气态分子),吸附 的挥发性有机化合物等;第四类是生物质,有抗原, 微生物,毒素(内毒素和其他),植物和动物碎片等; 第五类是金属,过度金属及其化合物. 灰霾天气下极易形成二次气溶胶污染,其中的 硫酸盐和硝酸盐是其主要成分.吸附在颗粒物上的 二氧化硫被催化,氧化为三氧化硫,三氧化硫与水蒸 气形成极细微的硫酸雾,能更深地侵人呼吸道,促进 有毒物质的溶解,对肺泡有更强的毒性作用?….当 二氧化硫与颗粒物同时被吸人体内时,会发生协同 效应,对人体的危害更为严重.如流行病调查显 示【】,我国肺癌死亡率与大气中TSP,SO污染有着 一 定的相关性. 灰霾的主要成分碳,尤其是有机碳对人体的危 害更为严重.石油,煤等化石燃料及木材,烟草等有 机物在不完全燃烧时会产生多环芳烃(PAHs),且随 着废气一同被排出,排放的多环芳烃可直接进人大 气,并吸附在颗粒物上,随之进人人体.多环芳烃具 有致癌,致突变,致畸作用,其代表物质BaP是最具 致癌性的物质,能诱发皮肤癌,肺癌和胃癌.另外空 气中的多环芳烃还可以与O,,NO,HNO,等反应, 转化成致癌或诱变作用更强的化合物,从而对人体 健康构成即时或潜在的威胁?引. 灰霾中的重金属对人体的危害也不容忽视.如 铅对人体神经系统有明显的损害作用,影响儿童的 神经系统和智力发育.研究发现?引,城市儿童铅中 毒流行率达51.6%,主要城市(上海,北京,沈阳等) 的工业区内,儿童血铅与大气铅浓度相关系数最大, 其次是土壤和灰尘.铁的环境毒理学效应也已受到 普遍重视,一般认为超细颗粒物表面结合的铁复合 物所产生的烃基自由基,会对肺脏产生氧化性损伤. 3灰霾天气的健康效应 对健康人而言,颗粒物不是直接的致死因素,但 却可以导致患有心血管病,呼吸系统疾病和其他疾 病的敏感体质患者的死亡.研究表明,人体很多疾 病的引发与颗粒物的浓度增加有关,且灰霾期间在 某些地区个别病症(如肺气肿,急性支气管炎)的暴 发率远高于平时?. 加拿大和美国科学家发现,长期处于细颗粒物 浓度较高环境中的人群患心肺疾病的几率和肺癌的 死亡率增高?.资料表明,当PM.日平均增加 10p,g/m时,人群总死亡率就会增加1%一2%,其 中呼吸道疾病死亡率会增加3%一6%,肺癌死亡率 会增加8%,心血管疾病死亡率可增加1%一 2%[161.同时还发现肺炎,心脏病及其他一些疾病 的死亡率上升的效应随着人群暴露于细颗粒物环境 中时间的延长而增加.调查还发现灰霾期间人群出 现上呼吸道感染,哮喘,结膜炎,支气管炎,眼和喉部 刺激,咳嗽,呼吸困难,鼻塞流鼻涕,皮疹,心血管系 统紊乱等疾病的症状增强.其中儿童和老年人患病 的几率更高?. 此外,灰霾天气还会对人体健康产生一些间接 影响.灰霾的出现会减弱紫外线的辐射,影响人体 维生素D合成,导致d,JL佝偻病高发,并使空气中 传染性病菌的活性增强.灰霾天气还会影响人们的 心里健康,使人产生压抑,悲观等不良情绪. 4结论 灰霾是以细颗粒物(主要是PM.和PM.)为载 体,以气象要素和污染因素共同作用而产生的一种 危害型天气现象,目前对灰霾的研究主要集中在颗 粒物的污染方面.国外对颗粒物与人体健康的关系 问题研究得比较多,并取得了一定的进展;国内则研 究的比较少,尤其对大气污染与人体健康危害的定 量研究才刚刚起步,只有北京,上海等少数几个 大中城市进行了一些初步的探索,相关的研究资料 相当缺乏.因此,对灰霾天气的成因及其健康效应 等问题的研究还有待于进一步深入,同时借鉴其他 国家和地区的研究成果是非常必要的,可以为制定 节能减排的及环境质量标准提供科学的依据. 姚焕英,张秀芹:灰霾天气对人体健康的危害?81? 参考文献: [1]中央气象局.地面气象观测[M].北京:气象出版社,1979.22—27. 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