灰霾天气对健康的影响机制研究

武学琴

（临夏州卫生学校，甘肃 临夏 731100）

随着城市化进程的加速，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、盐粒等均匀悬浮在空气中，严重危害人体健康。我国对此的相关研究还处于起步阶段，随着灰霾污染的不断加剧，灰霾天气对人体健康的影响问题将成为今后的研究热点。

1 灰霾污染机制

灰霾是颗粒物和气体污染物导致的可察觉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。吴兑[1]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降低，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。

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悬浮在空中，对人体造成危害。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，PM2.5占TSP的比例在个别城市达32%～68%，日平均质量浓度一般都超过0.10mg/m3[2]。

2 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，其附带的有害物还会对人体产生毒性作用，诱发疾病。但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；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等。

2.1 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10LM的颗粒物由于惯性作用，被鼻和呼吸道黏液排除，10LM以下的颗粒物可进入鼻腔，7LM以下的颗粒物可进入咽喉，小于2.5LM的颗粒物（即PM2.5）则可深达肺泡并沉积，进而进入血液循环，可能导致与心、肺功能障碍有关的疾病。Svartengren等[3]用放射性颗粒物对人类进行研究证明，2.5LM的颗粒物占肺沉积量的数浓度为83%，而8.2LM和11.5LM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多环芳烃，大约有70%～90%吸附于小于5LM的可吸入尘上，其中BaP绝大多数吸附于1.1LM粒径的颗粒物上。一些有害成分，如铅、镉、镍、锰、钒、溴、锌等，主要吸附在直径小于2.5LM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、质量浓度、数浓度等的差异也会不同程度地影响人体的健康。

2.2 化学成分影响

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，有机碳主要来自于相对低温的燃烧过程）、重金属、地壳物质等。

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，能更深地侵入呼吸道，促进有毒物质的溶解，对肺泡有更强的毒性作用。当二氧化硫在与颗粒物同时被人体吸入时，会发生协同效应，对人体产生的危害更为严重。

灰霾的另一主要成分为碳，尤其是有机碳，它严重影响人体健康。石油、煤等燃料及木材、烟草等有机物在不完全燃烧过程中会产生多环芳烃（PAHs），排放的PAHs可直接进入大气，并吸附在颗粒物上，随之进入人体。PAHs具有致癌、致突变、致畸作用，能诱发皮肤癌、肺癌和胃癌，从而对人体健康构成威胁。

3 灰霾对人体健康影响的流行病学研究

3.1 颗粒物浓度增加与人群健康效应

对健康人而言，颗粒物不是直接致死因素，但却可以导致患有心血管疾病、呼吸系统疾病和其他疾病的敏感体质患者的死亡。Goldberg等[4]根据相关模糊系数（COH）、消光系数、硫酸盐等指标研究了蒙特利尔、魁北克地区颗粒物浓度变化与日死亡率的相关性，其指出：日颗粒物质量和硫酸盐质量与呼吸道疾病和糖尿病在统计上正相关。阚海东等[5]在综合分析我国大气颗粒物暴露与人群健康效应的流行病学资料的基础上，整理得到我国主要城市颗粒物浓度增加与人群健康效应，表明人体很多疾病是与颗粒物浓度增加有关的。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。同时还发现肺炎、心脏病及其他一些疾病的死亡率上升效应随着暴露时间的延长而增强。

3.2 流行病学研究

一些学者对灰霾进行研究，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、心血管系统疾病等。Odihi等[6]在1997到1998年灰霾出现期间的调查结果显示：在年龄方面，与灰霾相关的不利影响倾向于发生在幼年（小于5岁）和老年（大于60岁）人群身上，各自的比例是0.9%（婴儿，小于1岁）、34%（儿童，1～4岁）和2.7%（大于60岁）；在工作环境方面，户外工作人群的发病比例高于室内工作人群；在生活环境方面，城市人口在灰霾天气中的暴露时间和机会均高于农村人口，发病率也相对较高；在性别方面，同等收入水平下，灰霾天气中出现不良健康状况的男性比例是女性比例的200%～300%。

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的合成，导致小儿佝偻病发病率增高，并使空气中传染性病菌的活性增强。灰霾天气还会影响人的心理健康，使人产生压抑、悲观等情绪。

4 讨论

（1）国内外目前在研究颗粒物与人体健康的关系上做了大量工作，主要运用多因素Logistic回归模型，采用时间序列分析、暴露反应关系等方法进行研究。但是对灰霾与健康关系的研究较少，一般多采用调查统计的方法，且仍停留在定性化阶段。

（2）由于灰霾是以细颗粒物（主要是PM10和PM2.5）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，因此，目前对灰霾的研究多集中在对颗粒物的污染方面。但细颗粒物是否仅作为载体，抑或与所携带的毒性物质存在交互作用尚无定论，仍有待深入研究。

（3）在研究灰霾中颗粒物对人体的健康影响时，对粒径的研究相对较多，但对其他物理特性如质量浓度、数浓度、表面积等致病机理的研究还不够深入，这对制订环境质量标准，即到底是选择控制颗粒物总量还是选择控制特定的粒径或浓度有着重要的意义。

[1]吴兑.关于霾与雾的区别和灰霾天气预警的讨论[J].气象，2005，31（4）：3-7.

[2]王玮.中国PM2.5污染状况和污染特征的研究[J].环境科学研究，2000，13（1）：1-5.

[3]Svartengren M，Falk R，Linnman L.Deposition of large part-icles in human lung[J].Exp Lung Res，1987，12（1）：75-88.

[4]Goldberg M S，Burnett R T.The association between daily mor-tality and ambient air particle pollution in montreal Quebec[J].Environmental Research Section A，2001（86）：26-36.

[5]阚海东，陈秉衡.我国大气颗粒物暴露与人群健康效应的关系[J].环境与健康杂志，2002，19（6）：422-424.

[6]Odihi J O.Haze and health in Brunei Darussalam：The case ofthe 1997—1998episode [J]. Singapore Journal of Tropical Geography，2001，22（1）：38-51.