灰霾的健康效应

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1、灰霾的健康效应１，２，３１，２，３１，２，３２，３，４白志鹏蔡斌彬董海燕边海１?南开大学环境科学与工程学院２?国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室３?城市及区域大气环境研究联合实验室４?天津市气象科学研究所摘要：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。总结了灰霾这一污染型天气的特征，介绍了灰霾的化学成分、污染机制等，并从影响机制和流行病学角度出发，对国内外灰霾对人体的健康效应研究成果进行了综合评述，提出目前

2、急需解决的科学问题和今后的研究方向。关键词：灰霾；健康效应；流行病学随着城市化进程的快速发展，人类活动直接向大气排放大量粒子，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日趋严重，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［１］［２］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，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频发，据ＷＨＯ的一份［

3、３］报告指出，东南亚受灰霾污染最严重的ＢｒｕｎｅｉＤａｒｕｓｓａｌａｍ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相关。目前，灰霾的健康效应已受到国际学术界的关注。美国、日本、马兰西亚等一些国家相继开展了大气气溶胶的研究，并集中考察了灰霾高发期时的健康效应。我国相关研究还处于起步阶段，随着灰霾污染的不断加剧，灰霾的健康效应问题将成为我国今后的研究热点。·２３４·２０１４“城市生态环境问题”钱学森城市学金奖、西湖城市学金奖征集评选一、灰霾污染机制［４］美国沙漠所Ｗａｔｓｏｎ博士指

4、出：霾（ｈａｚｅ）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。中国气象局广州热带海洋气象研究所率先在国内开展了灰霾污染的研究，吴［５］兑认为，空气中的灰尘、硫酸与硫酸盐、硝酸与硝酸盐、有机碳氢化合物等粒子能使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，当水平能见度小于１０ｋｍ时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾（Ａｓｈ⁃Ｈａｚｅ）。［６］灰霾与空气污染程度的变化密切相关。我国细粒子背景浓度较高，ＰＭ占ＴＳＰ的比例在个别２?５３［７］［８］城市达３２％～６８％，日平均质量浓度一般

5、都超过０?１０ｇ／ｍ。魏复盛等研究发现，广州、武汉、３３兰州、重庆四大城市ＰＭ２?５年日均值为０?０４６～０?１６０ｍｇ／ｍ，是美国标准值（０?０１５ｍｇ／ｍ）的３～１０倍。笔者通过对灰霾现象的研究指出，灰霾是在空气相对湿度小于８０％～９０％，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造成的一种城市和区域性空气污染现象。这种气溶胶系统可长时间稳定地悬浮在空中，对人体造成危害。二、灰霾天气对健康的影响机制灰霾中的颗粒物不但能进入并沉积于呼吸道甚至肺部，其上载带的有害物还会对人体产生毒性作用，诱发疾病。但

6、目前其致病机理仍不十分清楚。可能的机理包括：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伤，刺激物受体的应激效应；关键细胞［９］酶的共价修饰等。１?沉积机制空气颗粒物对人体健康具有明确意义上的相关性。颗粒物的粒径决定其最终进入呼吸道的部位及沉积量。大于１０μｍ的颗粒物由于惯性的作用，被鼻和呼吸道黏液排除，１０μｍ以下的颗粒物可进入鼻腔，７μｍ以下的颗粒物可进入咽喉，小于２?５μｍ的颗粒物（即ＰＭ）则可深达肺泡并沉积，２?５［１０］［１１］进而进入血液循环，可能导致与心和肺的功能障

7、碍有关的疾病。Ｓｖａｒｔｅｎｇｒｅｎ等用放射性颗粒物对人类进行研究证明，２?５μｍ的颗粒物占肺沉积量的数浓度为８３％，而８?２μｍ和１１?５μｍ的颗粒仅有４９％和３１％沉积下来，颗粒物的大小与肺沉积总量呈反比。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ＰＡＨｓ，大约有７０％～９０％吸附于小于５μｍ的可吸入尘上，其中ＢａＰ绝［１２］大多数吸附于１?１μｍ的粒径上。一些有害成分，如铅、镉、镍、锰、钒、溴、锌等，主要吸附在直径小于２?５μｍ的颗粒物上。除了粒径，颗粒物的其他物理特性，如形状、表面积、质

8、量浓度、数浓度等的差异也会不同程度影响人体的健康。２?化学成分影响·２３５·城市学研究２０１５年第１期［１３］灰霾的组成成分非常复杂，大部分有害元素和化合物都富集在细颗粒物上。目前所知的主要成分为硫酸盐、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，［１４］有机碳主要来自相对低温的燃烧过程）、重金属、地壳物质等。表１是能对人体健康产生影响的颗粒物中存在或载带