柴油机颗粒物中多环芳烃对人类健康的影响＊

倪楷模 ， 刘学渊

（西南林业大学机械与交通学院，云南 昆明 650224）

1 多环芳烃的物化性质

多环芳烃(PAHs，Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)是一类具有半挥发性的有机化合物，是由两个或两个以上的苯环或环戊二烯以不同的构型排列而组成的，是典型的具有持久性的有机环境痕量污染物[1]。迄今为止，大量研究证明自然环境中多环芳烃的存在形式主要是以气相和颗粒相，大约90%的高环PAHs会吸附在颗粒物的表面上，因此多环芳烃很容易被吸入肺部进而对人类健康造成很大的威胁。

多环芳烃的物化性质使得它们在自然环境中具有很高的流动性，可以随着全球大气流动进行长距离迁移，使其可以出现在水体、土壤和空气当中。PAHs的致癌性是随着多环芳烃分子量的增加而增加的，随着PAHs分子量的增加，它的急性毒性也会随之增加。多环芳烃具有非常独特的紫外线吸收光谱，这是因为每一个环结构都具有独特的紫外线光谱，所以每个异构体均具有特有的紫外线吸收光谱。这对于鉴定多环芳烃特别有用，当多环芳烃被激发时，它们会发出特征波长的光[2]。

2 短期暴露于多环芳烃对人体健康的影响

多环芳烃对人类健康的急性影响与接触的程度（时间长短）、接触期间多环芳烃的浓度呈线性关系。当然其他一些因素也有可能会影响健康，这些因素包括人类当前的健康状况和年龄。短期接触多环芳烃会进一步恶化冠心病患者的血栓和哮喘患者的肺功能受损。Capraz等人[3]研究伊斯坦布尔空气污染物中多环芳烃的每日变化与呼吸疾病住院人数之间的关系，通过泊松广义线性模型（GLM）对每日住院人数和多环芳烃的计数进行时间序列分析，发现短期暴露于空气污染中的多环芳烃与伊斯坦布尔呼吸道医院住院人数的增加呈正相关。Epton等人[4]对一所寄宿制学校的93名男学生（26名患有哮喘）进行一项小组研究，对肺功能（FEV1和峰值流量）进行了纵向评估，发现呼吸道疾病的轻微增加与多环芳烃的短期暴露有关。Chen等人[5]收集空气中的颗粒物，分析了颗粒物中的16种PAHs成分，并评估了PAHs暴露与精液常规参数、精子染色体结构、血清激素水平的关系。结果表明：PAHs 的浓度与精子正常形态呈负相关，短期暴露于多环芳烃与精液质量的下降成线性统计关系。但是，目前的研究仍弄不清楚多环芳烃的哪些特定成分会对人体产生影响，短期暴露于多环芳烃对人类健康影响的原理机制尚不完全清楚。

3 长期暴露于多环芳烃对人体健康的影响

由于伦理原因，并没有关于PAHs对人体直接影响的报道，大多数的研究都是通过模拟人体消化液来评估PAHs对人体健康的影响 。PAHs代谢物（环氧化物和二氢二醇）的反应性已经成为主要的健康问题之一，因为它们与细胞蛋白、DNA相结合，由此产生的生化破坏和细胞破坏会导致组织突变、发育异常和癌症。长期暴露于多环芳烃可能会导致白内障、肾脏损伤、肝脏损伤和黄疸[6]；人体的皮肤长时间接触多环芳烃则会造成皮肤发炎和发红；长期接触萘会造成血细胞的减少，也会造成人体有机小分子物质的氧化增加。因为多环芳烃也会干扰到激素系统，所以它们也可以对人类的生殖功能造成不可逆转的影响；长期接触多环芳烃被怀疑会通过基因突变增加心肺疾病的死亡率，多环芳烃与心血管疾病的发病密切相关，如心肌病、缺血性心脏病、心力衰竭、心肌梗死、高血压和动脉粥样硬化。

Alhamdow等人[7]对瑞典的1000名成年人（22岁～25岁）使用LC-MS/MS来分析他们的尿代谢物，用呼出的一氧化氮测量肺功能，评估 PAHs代谢物与人体肺功能之间的关联，发现长期的低水平PAHs暴露与年轻人的肺功能降低有关。周斌[8]等人建立了风险定量评估模型，并以北京地区为例，分析评估了多环芳烃暴露及相关的肺癌风险。结果表明：北京地区因多环芳烃暴露而导致的肺癌风险人群达到了2.99% 。毒理分子学研究表明，多环芳烃(PAHs)的暴露会损害男性生殖健康。Aziza等人[9]对66例45岁以下的不育男性进行尿代谢物和氧化应激的测定，测定了脂质过氧化和谷胱甘肽转移酶的抗氧化活性，以及促卵泡激素（FSH）的激素活性，睾酮、催乳素和精液质量，证明多环芳烃（PAHs）致使男性不育是通过改变精液质量来实现的。研究结果表明，长期的多环芳烃暴露对男性精液质量有不利影响。目前的研究至少为多环芳烃（PAHs）致癌性的四种机制提供了证据：1）环氧化二醇机制；2）自由基阳离子机制；3）醌机制；4）苄基氧化机制。PAHs 的致癌作用还可能是通过AhR 依赖的途径诱导CYP1A1和CYP1B1表达, 诱导细胞色素P-450参与 B[a]P的激活, 生成有关的致癌物, 从而导致肿瘤的启动。除此之外，氧化应激的诱导也被认为是致癌作用的一种可能机制[10]。

综上所述，还需要更加深入的研究，尤其是在体内系统中，来得出这些PAHs的毒性原理机制。

4 展望

随着中国经济和社会的飞速发展，柴油发动机的尾气颗粒物是城市空气中多环芳烃排放的重要来源。柴油机的急剧增加导致了高颗粒物排放因子排放总量高，并且产生了越来越多的PAHs。多环芳烃是人体疾病的诱变剂和致癌物，PAHs通过不同的渠道进入环境当中，人们在生产和生活中总是会接触到PAHs，经生物富集后，会增加患癌症的风险。多环芳烃还具有生殖毒性，会造成男性生育能力的下降，甚至导致不育。怀孕期间接触多环芳烃不仅会对母亲的健康造成影响，还会严重影响胎儿的发育。多环芳烃还可以穿过胎盘并在母体和胎儿血清中形成血红蛋白加合物，此外还可以在人滋养层细胞中形成DNA加合物产生神经毒性，因此，对多环芳烃的研究正在逐年增加。越来越多的流行病学证据表明，多环芳烃在大规模疾病的病因中产生着重要影响，不同疾病的具体致因和潜在机制的作用仍然未知，人们希望可以通过对多环芳烃的物理结构、多环芳烃的形成、苯环的分布、分子毒理学和其他方面的研究，来深入了解多环芳烃。研究和了解多环芳烃对多环芳烃对人类健康产生有害的影响进行防治具有重要意义，希望将来会有更多的基础研究，探索其毒性作用，并制定相应的标准和措施来处理问题，以预防和治疗其引起的相关疾病。