2013 年10 月17 日, 隶属于世界卫生组织(WHO)的国际癌症研究机构宣布将室外空气污染列为一类致癌物, 同时将室外空气污染的主要组分——大气颗粒物也列为一类致癌物。在这些令人担忧的信息背后, 各国政府和科学家们一直在致力于从中寻找威胁人类健康的关键“杀手”。

雾霾超细颗粒物的健康效应

自20 世纪80 年代初, 美国开始进行大规模流行病学研究，多项长期研究发现: 城市居民的发病率和死亡率与大气颗粒物浓度和颗粒物尺寸密切相关, 尺寸较小的颗粒物引起的死亡率增高。

大气细颗粒物暴露导致不利健康效应的机制和系统炎症、氧化应激压力以及心脏电生理改变相关。近期的一些研究显示细颗粒物暴露对心肺之外的系统可能也存在不利影响,如加快成人糖尿病和神经系统疾病病程进展及影响儿童神经发育。

美国国家环保署2009年组织专家对已有的大气颗粒物短期暴露研究数据进行分析, 结果发现: 室外大气中尺寸小于或等于10μg的颗粒物(PM10)每增加10 μg/m³, 短期暴露导致的全因死亡率增加0.12%~0.84%; 但是当室外大气中PM2.5 每增加10μg/m³, 相应的全因死亡率增加0.29%~1.21%。表明尺寸较小的PM2.5 与大尺寸的PM10 相比会对人体健康产生更强的不良影响, 显示出大气颗粒物的健康效应与颗粒物粒径的相关性。

同时, 大气颗粒物中还包含着大量超细颗粒物(纳米尺寸的颗粒物), 其所占总颗粒数的比率可以达到84%, 它们可能导致的健康效应引起了科学家和医生的广泛关注。

过去15 年, 由于纳米毒理学的发展, 科学家发现小于100 nm的超细颗粒物具有一些不同于大尺寸颗粒的生物学机制, 对人体有潜在的健康危害。因此WHO曾呼吁科学家们和各国政府优先研究大气中的超细颗粒物的生物学机制, 美国和欧洲的研究机构也在历年的大气颗粒物健康风险评估报告中持续将超细颗粒物列为重点关注研究对象。

尽管大气雾霾颗粒物的特征和居民暴露模式可能因地而异, 但是其健康效应的作用机制应该存在一定的规律性，借鉴欧美国家对大气雾霾健康危害的系统和长期的研究结果, 超细颗粒物(包括大气超细颗粒和人造纳米颗粒)在生物体内的基本行为可概述如下图：

开展我国本土研究势在必行

我国大气雾霾污染近几年已经达到较为严重的地步, 影响国民的身体健康。 据统计, 我国至少30%的国土、近8 亿人口承受着不同程度雾霾的困扰, 而京津冀地区、长三角和珠三角地区大气雾霾污染尤其严重。环境保护部监测结果显示, 2014 年京津冀地区PM2.5 年平均浓度为93 μg/m³, 并且重污染过程频发, 重度及以上污染天数比例为17%。大气雾霾污染造成了十分严重的大众健康危害和经济损失。《2010年全球疾病负担评估》认为2010 年室外空气污染在中国造成约120 万人过早死亡和2500 万健康生命年损失。

我国对细颗粒物的连续监测工作近年才开展, 缺乏细颗粒物与居民健康危害的前瞻性队列研究结果。与西方国家相比, 我国雾霾不仅浓度高、发生频率高、受影响人数众多, 而且由于我国雾霾是工业化发展带来的煤烟型污染和机动车增加引起的污染叠加并相互作用的复合型污染, 治理难度大, 可能在相当长时间内影响广大居民的健康。因此借鉴西方的研究经验, 并与我国的实际情况相结合, 尽快对我国雾霾超细颗粒健康效应进行全面布局研究对保护国民身体健康具有重大意义。

我国的优先研究方向

阐明大气超细颗粒物的健康效应的机制, 是降低超细颗粒污染对居民健康的损害, 采取针对性防护措施的科学基础。在目前我国大气呈现复合污染, 减排控污措施难以短期奏效的现实情况下,意义尤为重大。根据中国雾霾的特点和其健康效应研究的实际情况, 建议如下：

(1) 系统研究我国大气雾霾超细颗粒物的健康效应与颗粒物特征(如来源、成分、结构、尺寸、表面、界面等)之间的关系, 尤其是它们在生物体内的化学转化、生物学行为、毒理学效应与机制。

(2) 系统理解雾霾超细颗粒物的小尺寸效应、表面效应、界面效应、多成分协同效应、多重弱相互作用效应、以及它们的结构-转化-生物效应之间的关系等。

(3) 系统研究雾霾超细颗粒物对易感人群(如老年、儿童、潜在心血管疾病和呼吸系统疾病患者等)的影响及其机制,为建立针对性的特殊防护方法提供科学基础。

(4) 系统建立雾霾超细颗粒物健康效应的分析方法和技术, 尤其是发展集成型的源解析方法与健康效应分析的同步检测方法与技术等，从而为我国建立科学高效的雾霾治理方法奠定科学基础。

(5) 尽管大气超细颗粒结构、化学组成和表面性质等易受来源、季节等条件影响,纳米毒理学已经建立了相对系统且复杂的研究方法、实验技术和基本知识, 对研究大气超细颗粒物的健康效应具有借鉴意义。

(6) 在开展对细颗粒物(PM2.5)暴露健康危害的大规模队列研究的同时, 也需尽早开展对超细颗粒(PM0.1)的相应研究，并采取相应措施防护降低其危害。

[本文摘编自《科学通报》香山科学会议专栏评述“雾霾超细颗粒物的健康效应”，作者赵宇亮、胡彬、陈瑞等，原文链接：http://csb.scichina.com:8080/CN/abstract/abstract518459.shtml#]

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