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空气污染每年减寿1.2亿人年! 精选

已有 6972 次阅读 2017-11-15 16:07 |系统分类:科研笔记

空气污染是全球第五大健康风险因素,仅仅次于高血压、吸烟、糖尿病和肥胖。2015年,全球死亡人数的8%是因为空气污染导致。长期暴露于空气污染可以造成呼吸道感染、慢阻肺、中风、心脏病和肺癌。空气污染被称为被动户外吸烟是有道理的。

城市等污染地区必须控制的空气污染物包括氮氧化物(NONO2在一起称为氮氧化物) 、臭氧(O3)和微粒物。导致健康的主要危险成分是直径小于2.5微米的细颗粒物 (PM2.5)。因为PM2.5足够小,能深入渗透到人类气管和肺泡。WHO的标准是PM2.5每立方米空气一年平均不超过10微克,世界90%以上的人口(70亿人) 暴露在室外污染高于该标准很多。

根据上个月《柳叶刀》污染和健康委员会提供的数据,每年死于室外空气污染影响的人大约有450万,其中一半来自中国和印度。人均死亡率俄罗斯更高,约1.6‰居民,是印度的2倍。这450万人寿命平均减少28年,就是早死28年,相当于全人类减寿1.2亿人年,相当于每年全部地球人减寿6.26天。


https://www.nature.com/articles/d41586-017-05906-9

大多数国家空气质量法规往往低于世卫组织的标准,无法达到预防疾病减少死亡率的要求。欧盟目前限制每立方米空气25微克,计划2020年达到20微克。欧盟每年估计有274000人死亡与空气质量差相关。日本的标准是15微克,相关死亡大约79000人。美国12微克,相关死亡大约115000人。根据最新流行病学研究数据,更安全的空气污染颗粒物标准是安全阈值大概是5.88.8微克,最低风险暴露水平是2.4–5.9微克,这比世卫组织标准要严格许多。

虽然公共卫生专家发现,空气污染和疾病发生、死亡率存在相关性,但是它们之间的因果关系并不十分清楚。例如对不同类型的颗粒物毒性差别,单独或联合作用等,都知之甚少。另外,许多大气化学家的工作和人类健康没有关系。

关于空气污染和人类健康的关系问题,需要进行多学科的合作研究,才能提供最合理的排放控制标准。必须参与的学科包括临床医生、生物学家、流行病学家、毒理学家、卫生经济学家和大气化学家。

空气污染与健康危害的关系像雾里看花

空气质量会影响人的寿命,大气化学影响空气污染物的寿命。如下这些因素的相互影响导致空气污染和人群健康危害成为非常复杂的问题。

首先,空气污染来源多样。取暖和烹饪尤其是使用燃料炉具和火炉是低收入国家头号污染源,是导致死亡率增加的重要因素。这种因素的污染物几乎每年可导致135万人死亡。农业生产是空气污染的第二大来源,是导致90万人死亡的污染因素。农业污染一方面来自粪便释放的氨,另一方面是化肥与硫酸和硝酸结合成硫酸铵和硝酸铵释放到空气中形成PM2.5。发电、工业和交通也能产生臭氧和PM2.5

其次,大气化学反应复杂。臭氧和大多数PM2.5颗粒都属于二次污染物,是多种人为和自然排放导致。环境因素,如温度、湿度和风力传播也会影响污染水平。细颗粒物被吸附后仍然可以被风吹走,颗粒物在大气中可以流动数日,转移途中可以发生化学反应。

第三,污染物相互作用。臭氧主要由氮氧化物和挥发性有机化合物被阳光照射后产生。所以要减少臭氧,必须多种措施共同使用。但是臭氧结果很难预测。如自2000年代初欧盟氮氧化物和挥发性有机化合物排放量持续每年减少2-3%,遗憾的是该地区臭氧水平并没有因此下降。当然有可能有来自其它大陆的污染物。减少氮氧化物可能还有其他好处,如延缓亚洲大城市硫酸盐颗粒的形成。

第四,排放水平不确定。排放水平经常被低估,因为排放是基于有限数量的测量和各种假设。大约1/3柴油重型车辆排放和那些来自超过1/2轻型车辆的排放不符合全球标准。将现有柴油车辆排放按照欧6/VI标准执行带来的好处立现。

最后,空气污染和健康影响之间是非线性关系。污染减少50%并不必然减少50%的死亡人数。污染最严重的地区需要最大的治理措施。如中国东部自2010年以来二氧化硫排放量已下降50%以上,但是因空气污染导致的死亡率只有略微下降。当然更显著的效益是空气清洁度的显著改善。英国在19702010之间一直满足欧盟空气质量标准,空气污染导致的死亡率已经下降了30%。在污染比较严重的德国和意大利,尽管在交通能源行业严格执行同样标准,这期间死亡率降幅不到20%

排放控制策略需要根据当地条件,综合考虑化学反应和和污染物全球流动因素。然而亚洲、中东和非洲一些国家没有签署关于远程跨界空气污染的联合国公约。许多国家的空气质量是地方当局负责,但他们并没有采取大气环境控制的任何措施。

毒性不确定

颗粒物的毒性与其成分有关,但具体如何影响并不清楚。如果我们清楚那些成分是最危险的化合物,可以通过更强的控制排放标准实现减少相应污染,从而实现减少健康危害的目的。过渡金属如铁和铜,具有促进产生对人体有毒自由基的潜力。烟尘和含碳化合物可伴随诱变和致癌多环芳烃类化合物。直径小于0.1微米的超细颗粒可以穿透肺膜进入血液中。

对某一地区PM2.5的研究,大气科学家可以通过成分分析其来源。生物化学家可以阐明污染物与人体相互作用的分子和免疫学过程。实验和理论方法可以研究大气过程,可以扩展到空气污染物与皮肤和呼吸道的相互作用。暴露和机体反应的研究需要结合物理化学实验和理论模拟,也需要生物化学试验。

研究人口密集和高度污染地区,如中国的大都市,是研究污染与健康危害关系以及不同污染物相互作用的有前途方法。对高反应活性和短寿命有害化合物,如碳中心和氧中心自由基,可以结合毒理学实验进行研究。如将细胞培养暴露在污染空气中,或进行呼吸、心血管和炎性疾病等的流行病学调查。

调查应选择在多个不同地点,分别代表不同污染物化学成分、气象条件和污染来源,建立空气质量信息网络,以分析不同污染对健康产生的不同影响。

这类研究可以分清楚柴油机排气、车辆轮胎和刹车或二次有机气溶胶等不同微粒的作用,可能会揭示PM2.5成分和粒度、质量、数量和成分的相对重要性。

吸入反应性气体和臭氧和氮氧化物氧化剂,以及这些气体氧化剂对颗粒物表面性质和毒性的影响等,都应该进行深入探索。气溶胶粒子及组成气相成分发生混凝、吸附和化学反应等改变,可能是导致西方国家过敏性疾病高发的重要原因。

好空气好水是基本人权

人类每一天平均吸入超过10000升空气,喝2升水,这些需求是最基本的人权。每年450万人死于空气污染,180万人死于水污染。联合国可持续发展目标,获得安全水和卫生设施是一项人权。还应该有一个可持续的清洁空气的目标。

需要全球共同努力来达到足够和统一的空气质量标准。应该阻止高污染产业迁移到更宽松环境法规的国家,不同地区的污染可通过国际贸易导致跨国健康危害。世卫组织、联合国环境规划署可以汇集科学家和决策者,借鉴过去针对大气平流层臭氧损耗和气候变化的做法,制定控制空气和水污染的国际公约。世界银行也应该大力支持控制空气污染的项目。

大气化学家应该更积极地参与公共卫生研究。他们可以开发可负担得起的污染物测量方法,需要更多关注亚洲、非洲、中东和南美一些稀缺地区的数据。减缓污染物能对气候变化和空气质量都产生效益。1116-19日,在中国广州和成都分别召开两个国际会议,可为跨学科合作铺平道路,广州会议主题是区域空气质量管理研讨会,成都会议主题是环境污染和人类健康。



http://blog.sciencenet.cn/blog-41174-1085363.html

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