準(zhǔn)備好你口罩——當(dāng)空氣污染成為全球公共安全危機(jī)
91%的世界人口生活在超過WHO空氣污染標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域。呼吸這種維持生命必要的行為每年會導(dǎo)致700萬人死亡，危害數(shù)十億人的健康。空氣污染已成為全球范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生危機(jī)，并且它帶來的影響可能比我們之前認(rèn)為的還要嚴(yán)重。
撰文 | 祝葉華
編輯 | 一塊肉餅
入冬以來，霧霾席卷全國。截至2018年11月30日，79個城市發(fā)布了空氣污染預(yù)警——其中5個城市發(fā)布了紅色污染預(yù)警；73個城市發(fā)布了橙色預(yù)警；1個城市發(fā)布了黃色預(yù)警。受影響的地區(qū)包括京津冀及其周邊地區(qū)；山西、陜西和河南的汾渭平原地區(qū)，以及中國第二大鋼鐵制造中心江蘇所在的長江三角洲北部地區(qū)。
世界衛(wèi)生組織（WHO）已將空氣污染認(rèn)定為一種新型“煙草”。91%的世界人口生活在超過WHO空氣污染標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域（見下圖）。呼吸這種維持生命必要的行為每年會導(dǎo)致700萬人死亡，危害數(shù)十億人的健康。空氣污染是世界上最大的單一環(huán)境健康風(fēng)險，科學(xué)家們?nèi)栽谂Υ_定空氣污染可能造成的破壞程度。
（圖源：Nasa, WHO Ambient Air Quality Database, April 2018）
空氣污染之于兒童
2018年10月，WHO發(fā)布的一份報告稱，全球近20億兒童（約占15歲以下兒童總數(shù)的93%），呼吸著有毒、“腐爛”的空氣，對他們的健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，造成哮喘、智力喪失、肥胖和耳朵感染等疾病。據(jù)估計，每年約有60萬名兒童死于空氣污染。這種風(fēng)險從子宮就已經(jīng)開始了。長期暴露在空氣污染中可能會引發(fā)母體的不良妊娠，如早產(chǎn)、出生體重過輕、出生長度和頭圍異常、胎齡過小等，這些不利影響可能會伴隨孩子一生。
不僅如此，近年來科學(xué)家們也逐漸認(rèn)識到，空氣污染還會對兒童和青少年的大腦與行為造成負(fù)面影響。美國南加州大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，微小的有毒顆粒會潛入發(fā)育中的大腦，引發(fā)炎癥。在城市地區(qū)，清潔的空氣的缺失會導(dǎo)致9到18歲青少年不良行為的增長[1]。
他們研究了洛杉磯地區(qū)的682名兒童，從9歲開始進(jìn)行了9年的跟蹤調(diào)查。一方面，家長每隔幾年填寫一份行為檢查表，記錄他們的孩子是否有包括撒謊和欺騙、逃學(xué)、偷竊、破壞公物、縱火或濫用藥物等13種不良行為。每位參與研究的兒童最多會接受4次評估。另一方面，從2000年到2014年，研究人員使用了25個空氣質(zhì)量監(jiān)測器來測量南加州每天的空氣狀況。他們計算了每個參與者的居住地址，并使用數(shù)學(xué)模型來估計每個家庭所處環(huán)境中的PM2.5（指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5 微米的細(xì)顆粒物。能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重。）水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，約75%的參與者呼吸的空氣中，污染物質(zhì)超過了聯(lián)邦政府建議的每立方米12微克的水平。而一些地區(qū)的有毒顆粒物質(zhì)的含量甚至高達(dá)建議量的2倍。
在對這近700名兒童的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，青少年時期接觸到更多空氣污染的孩子更有可能做出違法行為。PM2.5對大腦發(fā)育尤其有害，它會破壞大腦結(jié)構(gòu)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而影響青少年的行為。而糟糕的親子關(guān)系以及父母的心理和社會壓力，也加劇了這些潛在的負(fù)面影響。
空氣污染之于女性
乳腺癌被認(rèn)為是女性的頭號殺手。引發(fā)乳腺癌的因素有許多種，但誰能想到空氣污染也是其中的一項呢？美國弗羅里達(dá)大學(xué)的研究者，在一項針對近28萬名女性的研究中得出結(jié)論：生活在空氣污染嚴(yán)重地區(qū)的女性患乳腺癌的風(fēng)險更高。
研究表明，生活在微粒污染嚴(yán)重地區(qū)的女性中，高乳房密度的比例比其他地區(qū)高出19%。乳房密度是乳房X光檢查中對比脂肪和乳腺纖維組織數(shù)量的指標(biāo)。致密型乳房中的乳腺纖維組織含量多于脂肪。乳房高度致密的女性患乳腺癌的幾率是男性的六倍?？茖W(xué)家們懷疑被PM2.5污染的空氣中含有化學(xué)毒素，破壞了人體荷爾蒙，引發(fā)乳房中不同類型細(xì)胞的生長[2]。
另外一篇發(fā)表在Environment International的文章中稱，空氣污染可能會加大女性受孕的難度[3]?！霸絹碓蕉嗟淖C據(jù)表明，空氣污染和生育率之間可能存在聯(lián)系?！?哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的研究員 Audrey Gaskins說。Gaskins研究了空氣污染等環(huán)境暴露因素對體外受精的影響。在6月發(fā)表的一項結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在接受試管受精的女性中，住得離主要道路更近（即離交通污染更近）的女性，成功植入胚胎后，胚胎存活率的可能性更低。2010年的一項研究也得出了類似的結(jié)論: 接觸空氣污染物（尤其是二氧化氮）會降低體外受精后成功懷孕的幾率[4]。
這兩項研究并不是特例。波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的流行病學(xué)、婦產(chǎn)科助理教授Shruthi Mahalingaiah在分析“護(hù)士健康研究”的數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，居住在公路附近的女性不孕癥患者數(shù)量略有增加[5]。2014年的一項研究也顯示，對于巴塞羅那的女性來說，生活環(huán)境中的空氣每增加約3.5微克每立方米的顆粒物，生育率就會下降13%[6]。
空氣污染之于男性
不易受孕并非是女性單方面的責(zé)任，男性精子質(zhì)量有時候也起著決定性作用。空氣污染不僅關(guān)乎女性生殖系統(tǒng)，也會使精子受到影響。有研究表明，“現(xiàn)代生活方式”是西方國家男性精子數(shù)量在短短40年里下降60%的罪魁禍?zhǔn)?span style="font-size: 12px;color: rgb(178, 178, 178);">[7]。
香港中文大學(xué)的研究人員對近6500名男性的精子進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)高水平的細(xì)顆粒物與“精子形狀異?！敝g存在“強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)”[8]。研究人員指出，由于空氣污染的普遍性，即使微小的影響，也可能對公眾健康構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。文章中提出，含有重金屬等有毒化學(xué)物質(zhì)的細(xì)顆粒物會通過呼吸進(jìn)入肺部，從而進(jìn)入血液，并會對精液造成損害。然而，空氣污染是否會直接影響人類精子，目前還沒有定論。
精子形狀異常（圖源：motherababy.com）
科學(xué)家們在努力找出空氣污染物影響生育的原因，關(guān)于其中的機(jī)理存在多種理論。由污染物引起的全身慢性炎癥或生物應(yīng)激反應(yīng)可能是關(guān)鍵因素之一；這些含有微量重金屬的細(xì)顆粒還可能干擾對生殖至關(guān)重要的激素系統(tǒng)，改變或破壞精子和卵子中的DNA和其他遺傳物質(zhì)。這些污染物帶來的風(fēng)險在懷孕成功后還會繼續(xù)存在，因此它們還會進(jìn)一步導(dǎo)致早產(chǎn)率上升，以及上述提到的一系列對新生兒的負(fù)面影響。
但部分科學(xué)家也提出了質(zhì)疑。他們認(rèn)為精子形狀的改變并不能作為精子質(zhì)量下降的唯一評判標(biāo)準(zhǔn)，并且空氣污染也并非唯一的影響因素。精子質(zhì)量下降還與殺蟲劑、擾亂荷爾蒙的化學(xué)物質(zhì)、飲食、壓力、吸煙和肥胖等因素有關(guān)。
全人類的災(zāi)難
對人類整個群體而言，空氣污染也存在著巨大的隱性社會成本。
一項針對中國的大規(guī)模研究表明，空氣污染物不僅僅只在兒童和青少年時期影響我們的大腦。耶魯大學(xué)研究人員對2.5萬多中國人口的數(shù)學(xué)和語言能力進(jìn)行了檢測，并將其與空氣污染水平聯(lián)系起來。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，那些暴露在空氣污染中時間最長的人，認(rèn)知測試成績下降幅度最大。這一整體降幅大致相當(dāng)于損失了1年的學(xué)校教育。經(jīng)過進(jìn)一步的統(tǒng)計測試，他們認(rèn)為，這毫無疑問是一項關(guān)于空氣污染影響大腦功能的證據(jù)[9]。
在倫敦進(jìn)行的類似研究也發(fā)現(xiàn)，空氣污染可能與患癡呆癥的風(fēng)險增加有關(guān)。英國帝國理工學(xué)院和倫敦國王學(xué)院的研究人員分析了13.1萬名年齡在50歲至79歲之間的患者在2005年至2013年7年間的醫(yī)療記錄。2005年1月，所有參與者的記錄中都沒有癡呆史或家庭護(hù)理史。他們隨后追蹤了在研究過程中患上了癡呆癥的患者人數(shù)，并測定了2004年倫敦地區(qū)PM2.5、二氧化氮和臭氧的年平均濃度。在排除了如吸煙、糖尿病、年齡等因素后發(fā)現(xiàn)，生活在氮氧化物含量最高的前20%地區(qū)的研究對象患有癡呆癥的風(fēng)險，比生活在最低20%地區(qū)的高出40%。通過深入研究這些數(shù)據(jù)，研究人員們結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種關(guān)聯(lián)只適用于一種癡呆癥——阿爾茨海默氏癥。
他們提出，當(dāng)細(xì)顆粒物進(jìn)入身體后會腐蝕肺泡，阻止它們有效工作，從而造成連鎖反應(yīng)，干擾身體調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥的能力。該研究給出了兩種理論：其一，空氣污染物會影響大腦的血管系統(tǒng)，它們有可能以類似的方式影響大腦和心臟；其二，污染物實際上是通過嗅覺神經(jīng)進(jìn)入大腦的，并直接在組織中引起炎癥和氧化應(yīng)激。
盡管諸如此類的研究目前仍然具有局限性，但卻十分必要。如果科學(xué)家能夠明確地證明空氣污染與阿爾茨海默氏癥等癡呆癥的關(guān)系，那么通過改善空氣質(zhì)量來降低其發(fā)病率將成為一種可能的治療手段。
世界上超過90%的人口仍在呼吸著不安全的空氣，這是一種全球范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生危機(jī)，并且這種影響可能比我們之前認(rèn)為的還要嚴(yán)重。我們希望通過空氣污染的研究，促使各界人士采取行動——更健康的人口和更健康的地球才是雙贏的局面。
參考資料
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[2] Lusine Yaghjyan, Robert Arao, Cole Brokamp, et al. Association between air pollution and mammographic breast density in the Breast Cancer Surveilance Consortium[J]. Breast Cancer Research, 2017, https://doi.org/10.1186/s13058-017-0828-3.
[3] Audrey J.Gaskins, Jaime E.Hart, LidiaMínguez-Alarcón, et al. Residential proximity to major roadways and traffic in relation to outcomes of in vitro fertilization[J]. Environment International, 2018, 115:239-246.
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[8] Kathryn Ashton, Mark A Bellis, Alisha R Davies, et al. Do emotions related to alcohol consumption differ by alcohol type? An international cross-sectional survey of emotions associated with alcohol consumption and influence on drink choice in different settings[J]. Occupational & Environmental Medicine, 2017, 7: e016089. doi:10.1136/bmjopen-2017-016089.
[9] Xin Zhang, Xi Chen, Xiaobo Zhang. The impact of exposure to air pollution on cognitive performance[J]. PNAS, 2018, 115(37): 9193-9197.
[10] Iain M Carey, H Ross Anderson, Richard W Atkinson, et al. Are noise and air pollution related to the incidence of dementia? A cohort study in London, England[J]. BMJ Open, 2018;8:e022404. doi:10.1136/bmjopen-2018-022404
文章頭圖及封面圖片來源：Arran Smith on Unsplash
