大气污染与人体健康的关系预防

[摘 要]大气污染是全球范围内的一个重要的公共卫生问题,在我国近年来日益严重,国内外的大量研究表明,大气污染可对人体呼吸、免疫、心血管等多个系统产生不良影响,造成肺功能下降、心血管疾病发生率和死亡率升高.严重的空气污染,威胁到身体健康.为了尽量控制大气污染对公众健康的危害,有必要加强预防和控制工作.

[关 键 词]大气污染；人体健康；预防

[中图分类号]R12[文献标识码]A[文章编号]1674-4721（2013）06（a）-0186-03

大气污染物是由诸多污染物组成的复杂混合物,可以分为化学性、生物性和物理性污染物3类.根据其存在状态,可分为气态和气溶胶两类[1-2].其中,大气悬浮细颗粒物（PM2.5）的形状不规则,在大气中悬浮时间较长,能够吸附大量毒性化合物,滞留在终末细支气管和肺泡中,对人类健康造成严重威胁,引发社会广泛关注[3].各种工业企业是大气污染的主要来源,也是大气卫生防护的重点；采暖锅炉和小炉灶以煤或石油产品为燃料,是采暖季节大气污染的重要原因；飞机、汽车、火车、轮船和摩托车等交通运输工具排放的污染物是大气污染的主要来源之一.

1主要的大气污染物

1.1颗粒物

大气中的颗粒物可来自自然界的风沙尘土、火山爆发、森林火灾和海水喷溅等,其中沙尘天气是影响我国北方一些地区大气颗粒物浓度的重要季节性因素.人类的生产和生活活动中使用的各种燃料如煤炭、液化石油气、煤气、天然气和石油的燃烧构成了大气颗粒物的重要来源.钢铁厂、有色金属冶炼厂、水泥厂和石油化工厂等的工业生产过程也会造成颗粒物的污染.这些来源的颗粒物常含有特殊的有害物质,如铅、氟和砷等.此外公路扬尘也是我国一些城市大气中颗粒物的重要来源之一.当前颗粒物成为我国大气污染最主要的污染物,且成为城市环境质量达标的关键指标,而且前大气环境质量管理体制和政策不能有效地解决颗粒物的污染问题[4].

1.2二氧化硫

一切含硫燃料的燃烧都能产生二氧化硫（SO2）.大气中的二氧化硫主要来自固定污染源,其中约70%来自火力发电厂等的燃煤污染,约26%来自有色金属冶炼、钢铁、化工、炼油和硫酸厂等生产过程,其他来源仅占4%左右.小型取暖锅炉和民用煤炉是地面低空SO2污染的主要来源.SO2在大气中可被氧化成SO3,再溶于水汽中形成硫酸雾.SO2还可先溶于水汽中生成亚硫酸雾然后再氧化成硫酸雾.硫酸雾是SO2的二次污染物,对呼吸道的附着和刺激作用更强.硫酸雾等可凝成大颗粒,形成酸雨.

1.3氮氧化物

大气中的氮氧化物（NOX）主要指二氧化氮（NO2）和一氧化氮（NO）.人为来源的NOX2/3来源于汽车等流动源的排放,1/3来自工业等固定源的排放.各种矿物燃料的燃烧过程中均可产生NOX.机动车尾气是城市大气NOX污染的主要来源之一.随着机动车数量的增加,我国一些大城市的NOX污染水平呈明显上升趋势.NO2是光化学烟雾形成的重要前体物质,有刺激性,与挥发性有机物共存时,在强烈的日光照射下,可形成光化学烟雾.

1.4一氧化碳

一氧化碳（CO）是含碳物质不完全燃烧的产物,无色、无臭、无刺激性.大气中的CO主要来源于机动车尾气、炼钢、铁、焦炉、煤气发生站、采暖锅炉、民用炉灶、固体废弃物焚烧排出的废气.近年来,随着一些大城市机动车数量的急剧增加,机动车尾气排放的CO对大气CO污染的分担率明显增加.例如,广州市机动车尾气排放的CO对大气CO污染的分担率从1988年的63%上升至1994年的88.8%.

1.5臭氧

臭氧（O3）是光化学烟雾主要成分,其刺激性强并有强氧化性,属于二次污染物.光化学烟雾是大气中的NO2和挥发性有机化合物（VOCS）,在太阳紫外线的作用下,经过光学反应形成的浅蓝色烟雾,是一组混合污染物.O3约占烟雾中光化学氧化剂的90%以上,是光化学烟雾的指示物.自然本底的O3浓度很低,在0.4～9.4μg/m3.洛杉矶光化学烟雾事件时,大气中的O3浓度最高达1500μg/m3.

1.6铅

城市大气铅污染的主要来源是含铅汽油的使用.含铅汽油燃烧后85%的铅排入大气,机动车尾气排放对大气铅污染的贡献率高达80%～90%.此外,来自铅锌矿开采冶炼、铅冶炼厂、蓄电池厂等的含铅废气是城乡大气环境铅污染的又一重要来源.大气铅污染对城乡居民,尤其是儿童的健康已产生了不良的影响.2004年实施的一项我国15城市0～6岁儿童血铅水平调查显示,儿童血铅的平均水平为59.52μg/L,血铅水平>100μg/L的儿童占10.45%.大气铅浓度与血铅浓度关系密切.

1.7多环芳烃

大气中的多环芳烃（PAH）主要来源于各种含碳有机物的热解和不完全燃烧,如煤、木柴、烟叶和石油产品的燃烧,烹调油烟以及各种有机废物的燃烧等.苯并[a]芘（BaP）是第一个被发现的环境化学致癌物,而且致癌性很强,常以其作为PAH的代表.

1.8二噁英

二噁英是一类有机氯化合物,包括多氯二苯并二噁英（PCDD）和多氯二苯并呋喃（PCDF）,共210种.大气中的二噁英主要来源于城市和工业垃圾焚烧.食物是人体内二噁英的主要来源,其中来自鱼贝类、肉蛋类和奶制品的占食物摄入量的78.1%～91.1%,有调查显示,某些垃圾焚烧从业人员血中的二噁英含量是正常人群水平的40倍左右.

2大气污染对人体健康的影响

2.1影响呼吸系统功能

大气中的SO2、NOX、硫酸雾、硝酸雾及颗粒物不仅能产生急性刺激作用,还可长期反复刺激机体引起咽炎、喉炎、眼结膜炎和气管炎等.大气污染物浓度的升高可以导致呼吸系统疾病急诊人次的增加[5].呼吸道炎症反复发作,可以造成气道狭窄,气道阻力增加,肺功能不同程度的下降,最终形成慢性阻塞性肺疾病（COPD）.COPD是具有气流阻塞特征的慢性支气管炎和（或）肺气肿.瑞士的一项研究发现,大气NO2、SO2和PM10浓度与人群肺功能降低以及慢性支气管炎发病率增高有关.美国、加拿大等地对儿童的研究也得出同样的结论.研究还提示,大气颗粒物污染可阻碍儿童肺功能的增长.居室附近有交通干道的儿童中各种呼吸系统疾病和症状的发生率高于居室附近没有交通干道的儿童.2.2降低机体免疫力

在大气污染严重的地区,居民唾液溶菌酶和SIgA的含量均明显下降,血清中的其他免疫指标也有下降,表明大气污染可使机体的免疫功能降低.近年来的流行病学研究提示,大气污染与婴幼儿的急性呼吸道感染（ARI）死亡率和发病率的增高有关.在各种大气污染物中,PM2.5和O3的作用可能更为重要.大气污染物可削弱肺部的免疫功能,增加儿童呼吸道对细菌等感染的易感性.据估计,大气PM2.5的日平均浓度每升高20μg/m3,急性下呼吸道感染的危险将增加8%.

2.3引起变态反应

除花粉等变应原外,大气污染物可通过直接或间接的作用机制引起机体的变态反应.大量的证据表明,大气污染可加剧哮喘患者的症状,大气中的SO2、O3、NOX等污染物会引起支气管收缩、气道反应性增强以及加剧过敏反应.空气颗粒物,特别是柴油车尾气颗粒可作为佐剂,加剧变应性鼻炎的症状.还有研究观察到NO2污染可增加患花粉症的危险度.对瑞典12079名成人的问卷调查发现,变应性鼻炎症状的发生与居住地和交通干线的距离有明显关系,据交通干线越近,症状的发生率越高.

2.4心血管疾病

目前认为对于敏感人群只需数小时至数天暴露于PM2.5浓度增高的环境中,则急性心肌梗死、卒中、心律失常和心力衰竭的发生率增加.长期居住于颗粒物大气污染增加的地区心血管疾病发生率和死亡率均会升高[6].美国国家空气污染与死亡率和发病率关系研究计划对美国20个城市近5000万人的资料分析显示,人群死亡率与死亡前日颗粒物浓度相关.PM10每升高10μg/m3可引起总死亡率和心肺疾病死亡率分别上升0.21%和0.31%.我国北京、太原和上海等地的研究也显示,大气污染特别是颗粒物污染与心脑血管疾病的死亡率和发病率增加有关.对美国哈佛等6个城市进行的队列研究首次提出,大气污染的长期暴露与心血管疾病死亡率增加有关.还有研究发现,大气O3浓度增高与心血管疾病的多发有关.

2.5肺癌

研究者发现大气污染物中颗粒物的大小和组成成分是造成心肺影响的主要因素.近20多年来,越来越多的流行病学研究表明,大气污染与人群肺癌发病/死亡率的升高存在显著关系[7].与农村人群相比,城市人群的肺癌死亡率较高,提示大气污染是肺癌发生的危险因素之一.我国的研究发现,上海、沈阳和天津等大城市居民肺癌死亡率与大气中BaP浓度有显著相关关系.空气中的砷、BaP等污染物已被毒理学实验或流行病学研究证实具有致癌作用.

3大气污染的预防措施

3.1合理安排工业布局,调整工业结构

应结合城镇规划,全面考虑工业布局.工业建设应多设在小城镇和工矿区,较大的工业城市最好不再新建大型工业企业,特别是污染重的冶炼、石油和化工等企业.如果必须要建,一定要建在远郊区或发展卫星城市,避免在山谷内建立有废气排放的工厂.

3.2完善城市绿化系统

城市绿化系统是城市生态系统的重要组成部分.它不仅能美化环境,对于改善城市的大气环境质量有重要的作用.完善的城市绿化系统可调节水循环和“碳-氧”循环,调节城市的小气候,阻挡、滤除和吸附风沙和灰尘,吸收有害气体.此外绿化可以是空气增湿和降温,缓解城市热岛效应.

3.3加强居住区内局部污染源的管理

对居住区内饭店、公共浴室的烟囱、废品堆放处及垃圾箱等可能污染室内外空气的污染源加强管理.

3.4改善能源结构,大力降低能耗

在城市应尽量选择使用低硫和低灰分的燃煤.与分散供热相比,集中供热可节约30%～35%的燃料,而且便于提高除尘效率和采取脱硫措施,减少烟尘和SO2的排放量.应大力发展和普及天然气、煤气等气态能源.此外,还应因地制宜地开发水电、地热、风能、海洋能、核能以及太阳能等.

3.5控制机动车尾气污染

在建立、健全机动车污染防制的法规体系以及配套管理措施的基础上,采取措施在机动车的生产和使用中达到节能降耗、减少污染物排放的目的.车用燃料的燃烧是产生污染物的主要根源,推广使用无铅汽油,降低大气中铅污染的浓度.根据《大气污染防治法》的规定,我国从2000年1月1日起停止生产含铅车用汽油,7月1日起停止销售和使用含铅汽油.因此,燃料的改进和替代是减少机动车尾气对大气污染的重要措施之一.

3.6改进生产工艺,减少废气排放

在生产过程中应该把企业中比较落后的工艺进行改进,将现代社会中的高新技术运用到工业生产中,这不仅能够提高工作的效率,还能有效地减少生产中产生不必要的气体污染物[8].通过改革工艺过程,以无毒或低毒的原料代替毒性大的原料,减少污染物的排出.在生产过程中加强管理,消除跑、冒、滴、漏和无组织排放,杜绝事故性排放.采用消烟除尘、废气净化措施,减少废气的排放.对于颗粒物的治理,一般是通过除尘器从废气中将颗粒物分离出来,然后进行捕集和回收.对于气态污染物的治理,因为种类繁多,根据这些物质的化学和物理性质,可采用吸收、吸附、催化、冷凝和燃烧等处理方法.

4讨论

大气污染的危害是多方面和多层次的,它与人群的健康状况息息相关.控制大气污染是治理大气污染的关键,合理工业布局重在防,而生物措施,搞好城市绿化是防治结合.三者应并重,不可偏废[9].为更合理的保护居民的身体健康,开展进一步的大气污染与人体健康的确证性研究是十分必要的,比如选取典型地区进行大规模的前瞻性队列研究,推算我国大气污染与人体健康的暴露反应关系.

[参考文献]

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[4]李培,王新,柴发合.我国城市大气污染控制综合管理对策[J].环境与可持续发展,2011,36（5）：8-14

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[6]万征,边波.颗粒物大气污染：独立的心血管危险因素[J].中国循证心血管医学杂志,2011,3（5）：332-335.

[7]陈仁杰,张金良,阚海东.中国大气污染与肺癌关系的流行病学研究回顾[J].卫生研究,2011,40（2）：243-245.

[8]孙艳艳.关于对城市大气污染防治措施的思考[J].科技致富向导,2012,（35）：277-277.

[9]平措.我国城市大气污染现状及综合防治对策[J].中国科学与管理,2006,31（1）：18-21.

（收稿日期：2013-03-20本文编辑：魏玉坡）