空氣污染對人體健康的影響

程灝旻，王 維，羅 卿，王敦欣

（1.四川省內江生態環境監測中心站，四川內江 641000；2.內江市第一人民醫院，四川內江 641000）

1 概述

空氣污染物是一種復雜的混合氣體和顆粒，產生于各式各樣的固定和流動源，嚴重威脅著生態環境。不僅對動物造成了危害，同時還使植物環境惡化，導致糧食減產等。近年來，空氣污染日益嚴重，作為世界上最重要的環境健康風險因素之一，受到了人們廣泛的關注。空氣中的污染物大部分來源于生物質和化石燃料的燃燒，其中燃燒會釋放出不同的污染物。空氣污染物導致死亡率或嚴重疾病的增加，對人類健康存在一定程度的危害。據統計，全球每年有超過300萬人的死亡是空氣污染所造成的。

2 空氣污染物種類

空氣污染物可以根據不同的形式進行多種劃分，比如來源、大小、化學成分、排放源等。根據形狀和大小，將空氣污染物進行了兩個類別的劃分：第一類是氣態污染物（SO2、NOx、CO、O3、VOCs），第二類是如持久性有機物、重金屬等的顆粒物。

在食品工業中，二氧化硫氣體作為漂白劑得到了很多的應用，其偏酸性，具強刺激性氣味，無色。大氣中所存在的SO2大部分是因燃燒含硫的燃料與生物質而產生的，發生氧化反應之后，產生硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠，從而造成大氣的酸化。人體若處在高于0.5×10-6的二氧化硫濃度的空氣中，健康會受到一定程度的影響。

氮氧化物是氮的氧化物的常用術語，有七種不同的化合物形式（NO、NO2、N2O、NO3、N2O3、N2O4和N2O5）。這些化合物在自然界中通過火山噴發、雷暴閃電產生，濃度相對較低。城市汽車尾氣的排放以及化工廠燃燒化石燃料是目前空氣中氮氧化物的主要來源。大氣中氮氧化物的39%來自車輛尾氣排放。大氣中的NO 和NO2在氮氧化物中占最大比例。從上述兩方面所排放的氮氧化物中，NO 含最多，在大氣中經過氧化后，最終會生成NO2。會隨著呼吸進入人體，危害著人類的健康，酸雨的形成過程中二氧化氮也占有了很大的比重。

在空氣污染物中，一氧化碳所占較大比重，其無味、無色，且不溶于水。據統計，全球每年向大氣中排放的一氧化碳約為26Mt，其中60%源于人為活動。人為排放的一氧化碳主要由碳質材料的不完全燃燒產生，其中大部分是汽油發動機的汽車排放的，其他常見的排放源為垃圾焚燒，燃煤發電等。一氧化碳對人體有毒，主要是由于它與血紅蛋白反應生成羧化血紅蛋白，降低了人體血液運輸氧的能力。

臭氧是一種強氧化劑，其濃度的高低對大氣所產生的影響不同，濃度較低時能夠凈化空氣，然而濃度高則會嚴重威脅大氣環境，進一步影響了動植物的健康與生長。臭氧還是地球大氣中一種重要的溫室氣體。在光照作用下，在大氣的對流層中，揮發性有機化合物與氮氧化物發生催化反應，不斷生成了臭氧。其是一種黏膜激物，主要影響呼吸道黏膜和肺組織。暴露在高濃度的臭氧環境中，可能會增加肺炎、慢性阻塞性肺病、哮喘、變應性鼻炎和其他呼吸道疾病的概率。

有機化合物的沸點若在50～260℃，那么即為揮發性有機物（VOCs）。此類污染物主要造成了光化學煙霧與區域性霧霾的污染，這是其促進臭氧與細顆粒物等污染物的形成所造成的。揮發性有機物產生的途徑很多，比如自然界中動植物排放、汽車尾氣、工業廢氣等等。如苯、甲醛等的揮發性有機物種，還會嚴重威脅著人體的健康，會導致人體患癌，其中的大部分都有毒，且氣味較為特殊。

顆粒物（PM）是最普遍存在的大氣污染物之一，它由懸浮在空氣中的復雜和變化的顆粒混合物組成，通過各式各樣的自然和人為活動產生，其大小和組成成分各不相同。如發電廠、自然風沙、建筑工地等都是顆粒物污染的主要源頭。以空氣動力直徑的不同為依據，世界衛生組織對顆粒物進行了劃分，將空氣動力直徑小于0.1μm、10μm、2.5μm 分別劃分為超細顆粒物、PM10、PM2.5。人體在吸入顆粒物后會積聚在呼吸道中，而積聚的具體部位，顆粒物的大小起到了決定性作用。目前關于顆粒物對人體健康影響的研究主要從顆粒物大小和表面、顆粒物的數量和組分來進行研究。顆粒物的組成成分不同，可以吸附和轉移大量有害物質。研究報道，生物源物質、離子、有機化合物、金屬離子以及碳核顆粒是顆粒物的主要成分。有研究表明[4]，超細顆粒物和細顆粒物在死亡率、心血管和呼吸疾病方面比大顆粒物更具有危險性，因為顆粒物上附著的持久性有機污染物、重金屬等成分能夠通過細顆粒物達到肺泡結構，經肺泡結構的表皮細胞進入人體血液導致疾病發生。

如二噁英、呋喃和多氯聯苯、殺蟲劑等都是持久性有機污染物，這些都屬于有機化學物質且具有毒性，可以在環境中存在很長的一段時間，吸附在顆粒物表面，進入人體后，威脅著人體的健康。

重金屬（包括鉛、汞、鎘、銀、鎳、釩、鉻和錳等金屬元素）是地殼的自然組成部分，并以各種形式存在于空氣、水和土壤中。人體在吸入附著重金屬的顆粒物后而受到影響。在人體所需的多種營養元素中來看，這些重金屬都屬于微量元素，在人體的新陳代謝過程中是必不可少的。但當攝入過量時會對人體器官有不同程度的損傷，甚至造成嚴重損害。在人體中，重金屬元素的代謝速度因其種類的不同而各異，而其中的大部分在人體中的存在形式為螯合物，其累積速度要遠大于排出速度，對人體是有害的。

3 空氣污染物對人體不同系統的影響

空氣污染物主要是通過人體的口、鼻而進入的，皮膚接觸為次要。人類的飲用水以及食物的污染，主要因素之一就是空氣污染，在某些情況下，食物和水成為污染物的主要載體。人體的組織器官會逐漸吸收這些污染物。在人的體內循環中，部分有毒物質可以通過排泄在一定程度上得以清除，而部分有毒物質則會沉積到不同的組織中。

3.1 呼吸系統

大量研究表明，所有類型的空氣污染，在高濃度污染物環境下首先會造成呼吸系統疾病。長期暴露在低濃度污染物的情況下也可以觀察到相同的癥狀，如鼻喉刺激、呼吸困難等，而哮喘患者的癥狀表現更加顯著，此類情況常見于在二氧化硫、氮氧化物和某些重金屬（如砷、鎳或釩）環境中長期暴露。肺部炎癥因臭氧與顆粒物共同對肺泡上皮細胞造成刺激而發生，而長期處于被污染的環境中，對已經患有肺部損傷或疾病的人會加劇病情的程度。不同的污染物對肺部的影響不同，比如氮氧化物等空氣污染物會增加呼吸道感染的易感性；長期暴露于臭氧和重金屬會降低人體肺功能，在長期接觸空氣中重金屬的情況下會增大患哮喘、肺氣腫、肺癌的概率。

3.2 心血管系統

人體中的血紅蛋白具有輸氧的能力，但一氧化碳卻會對此造成影響，當人體吸入受到污染的空氣后，會降低供氧能力，會對不同器官及其功能造成影響（特別是高耗氧器官，如心臟與大腦），會造成反應緩慢，難以集中注意力、譫妄等。顆粒物除了對呼吸系統存在影響以外還會影響人的凝血功能，使心肌梗塞的風險加大，因其會增加血栓，造成心臟血管的阻塞。有研究表明，空氣中存在的重金屬（特別是汞、鎳、砷）導致心率增加、血壓升高和貧血等。通過流行病學研究可知，缺血性心臟病若與二噁英有所接觸，那么死亡率會更高，在小鼠實驗研究中重金屬也會增加體內甘油三酯的水平。

3.3 神經系統

空氣中的二噁英以及鉛、汞等的重金屬對神經系統的影響較大。人體在接觸重金屬后，神經系統疾病如睡眠和記憶障礙、手顫、視力模糊、易疲勞、易怒、言語不清等會因神經毒性而造成。長期在含鉛量較高的空氣中暴露會導致多巴胺、谷氨酸和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體遭到破壞，然而這幾種物質在記憶功能里起著重要作用。兒童的智力發育會受到二噁英的不利影響，因其會使神經傳導的速度降低。

3.4 其他系統

重金屬可以引起腎臟損害，如腎小管功能障礙等。此外，重金屬還可能會增加結石形成或腎鈣質沉著病的風險。二噁英進入人體會造成肝細胞損傷，表現為血液中轉氨酶水平升高，增加胃腸道和肝臟的癌變概率。空氣污染物還會影響胎兒的發育，研究發現父母接觸鉛可能導致胎兒的先天性畸形和胎兒中樞神經系統的損傷。還有研究表明，二噁英會通過胎盤從母體轉移到胎兒體內。

4 結束語

主要從污染物的種類以及空氣污染物對人體不同器官的影響兩個部分進行了綜述。日常生活中長期暴露于各種各樣的空氣污染物中，健康與環境息息相關，而污染物的多種指標如濃度、種類等都嚴重影響著人類的健康。人們不斷增加對汽車的需求，以及工業化的發展，讓生活在城市里的人在更大程度上受到影響。在過去的幾年中，許多國家在空氣污染對健康的影響進行了大量研究，并且通過更多高質量的環境監測數據來建立閾值水平，避免空氣污染物對人體健康影響，人們應該采取適當措施以減少接觸污染物的可能性。