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“空气富营养化”给人类健康带来新威胁

已有 1386 次阅读 2023-8-18 19:47 |系统分类:科普集锦

即使不喝被蓝藻污染的湖水,不吃被蓝藻污染的水产品,悬浮在空气中的有毒蓝藻也会对周边居民的健康带来潜在危险......

水体富营养化会促进蓝藻水华的暴发及蓝藻毒素的产生,给人类和动物带来严重的健康暴露风险。更令人担忧的是,水体富营养化可能与其他环境变化相互作用,从而对陆地系统产生意想不到的级联效应。例如水生藻类通过各种过程进入空气中形成气溶胶,对人和动物构成健康暴露风险。因此,本研究在经典“水体富营养化aquatic eutrophication”概念基础上提出“空气富营养化air eutrophication”新概念(图1)。

Air Eutrophication.jpg

图1 “空气富营养化”新概念示意及相关过程对人类健康的潜在影响

藻类及其产生的生物毒素可以通过风力驱动或与动物运动和人类活动有关的生态系统干扰,从水生生态系统排放到大气中。停留在空气中的藻类被动物和人类吸入时会沉积在鼻腔、呼吸道、甚至肺部,从而对他们的健康构成潜在危害。并且,空气中藻毒素的存在也会进一步对动物和人类健康构成更严重的威胁。微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR)经鼻腔吸入或气管内给药,观察到小鼠出现呼吸道上皮细胞坏死、肝脏出血、肾脏和肠道损伤等症状。对人类来说,吸入空气中藻类毒素可能导致过敏性疾病和呼吸系统疾病等。本研究通过对气溶胶中蓝藻毒素现有的相关研究进行梳理和分析,发现气溶胶中的蓝藻毒素浓度范围为0.00023 ng m-3-50 ng m-3

有研究发现,小鼠鼻腔吸入比口腔摄入MC-LR的敏感性更高,即鼻腔吸入MC-LR对小鼠具有更强的毒性作用。基于此,本研究根据小鼠的每日耐受摄入量(TDI)和人类的平均体重(60kg体重,每天吸入7m3空气),计算出人类鼻腔吸入MC-LR的TDI为17 ng m-3 day-1

此外,基于水生藻类的生长条件,本研究指出在包括水体富营养化、气候变暖、人造夜间灯光和空气污染等人为因素的催化下,预计未来“空气富营养化”过程将加速发展(图1)。近几十年来,富营养化水生生态系统中的藻类水华在多样性、频率、规模和地理范围上都有所增加,这意味着空气中的藻类来源变得更加丰富。再者,气候变暖和人造夜间灯光提供的额外光照时间和更丰富的光照强度可能直接有利于空气中藻类的形成、运输和发展,并增加毒素产生的可能性。然而,与广泛报道的营养物质在水生藻类生长中的基本作用相比,目前还没有关于营养物质与空气中藻类生长相关的研究。因此,大气中不断增加的氮、磷和含碳化合物等污染物是否可以作为营养来源刺激空气中藻类的生长和毒素的产生,这仍是一个亟待解决的问题。

本研究呼吁,尽管公众目前对空气中藻类及其毒素的关注度不高,相关研究较少。但毋庸置疑的是,当涉及到对公众健康造成潜在而又重大威胁时,我们应作科学研究的先行者,为构建公众卫生健康共同体贡献力量。因此,“空气富营养化”作为一个潜在的重要研究领域,需要包括医学、物理学、水文学、地质学和生态学等多方面、多学科的共同努力。

参考:

Sun Y, Guo Y, Xu C, Liu Y, Zhao X, Liu Q, Jeppesen E, Wang H*, Xie P*. 2023. Will “air eutrophication” increase the risk of ecological threat to public health? Environ. Sci. Technol. 2023, 57, 10512−10520 (*通讯作者) (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c01368)

Air Eitrophication (ES&T, 2023).pdf



https://blog.sciencenet.cn/blog-1475614-1399516.html

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