韓璐瑤 金發(fā)光

大氣環(huán)境是一項影響人們生活質量的主要因素，伴隨著經濟的快速發(fā)展，大氣污染問題日益突出，并成為一項引起全社會關注的民生問題?？v觀世界歷史進程，發(fā)達國家的快速發(fā)展大部分伴隨著工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)化促進社會發(fā)展是為社會服務，但其伴生品-大氣污染卻降低了人們的生活質量。近代世界歷史上出現(xiàn)過多次嚴重大氣污染事件，最著名的就是英國倫敦霧霾事件，僅在短短4 d時間內造成4 000多人死亡，2個月后又有8 000多人陸續(xù)喪生。發(fā)達國家在其發(fā)展過程的不同階段都出現(xiàn)過嚴重的大氣環(huán)境污染事件。

20世紀末伴隨著我國改革開放政策的實施，特別是近年來，伴隨著工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，人口、資源、環(huán)境與城市承載力不匹配問題逐漸顯現(xiàn)，大氣環(huán)境污染問題也日益凸顯。關中地區(qū)位于西北部，年平均降雨量比較低，在大氣污染治理上有著先天的劣勢?，F(xiàn)就關中地區(qū)大氣污染較重城市——西安作為研究對象，從西安市的地理位置、污染現(xiàn)狀、污染研究方法及對人群健康的影響等方面對大氣污染與人群健康效應做一綜述。

一、西安市環(huán)境污染概況

1. 西安市地理位置與大氣污染的關系： 西安市作為關中平原城市群核心城市，人口密集，工業(yè)與交通發(fā)達。同時，西安市地處關中平原中部，南有秦嶺山脈，北有黃土高原，南北兩側地勢較高，風在不同程度上受到地形阻擋而減弱，大氣污染物擴散能力弱，垂直擴散能力也只有在對流旺盛的春夏季隨著對流加深才有明顯的清除作用[1]，這加劇了西安市的空氣污染程度，使得西安市具有重要的空氣污染對健康影響的研究意義。

關中地區(qū)是以重工業(yè)為主的產業(yè)結構體系，能源利用率低、廢氣處理率低，區(qū)域性大氣復合污染問題頻發(fā)，影響的范圍和區(qū)域污染的程度，已經嚴重威脅了人民群眾的身體健康和生態(tài)安全，成為全國大氣污染嚴重的地區(qū)之一，并被納入全國大氣污染重點防治區(qū)域“三區(qū)十群”[2]，所以解決西安大氣污染問題刻不容緩。

2. 西安市大氣污染現(xiàn)狀： 大氣污染物一般分為6種，即粗顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)。20世紀末西安市大氣污染主要為燃煤導致的污染，田寶印等[3]統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，20世紀末由于長期的工業(yè)用煤及生活燃煤導致西安市大氣污染中二氧化硫超國家一級標準2～9倍。自1997年西安市實行“煤改氣”工程以來，二氧化硫等燃煤造成的大氣污染物濃度較前明顯下降，但總體仍高于國家標準。進入新世紀后，根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站的數(shù)據(jù)顯示，2000年6月～2008年12月西安市的主要空氣污染物為可吸入顆粒物(PM10)。西安市可吸入顆粒物污染源大致可分為4個方面[4]：工業(yè)排放與燃燒源、機動車源、城市垃圾與農業(yè)源、城市建設源。隨著節(jié)能減排等多項治理措施的實施，工業(yè)排放與燃燒源造成的污染逐年降低，而隨著小康社會的進一步發(fā)展，我國私家車保有量逐年上升。據(jù)不完全統(tǒng)計，西安市的機動車數(shù)量由1991年的11.2萬輛增至2013年的172多萬輛，在20余年的時間內, 增加了15倍多，由機動車源造成的污染逐年攀升[5]。王華等[5]研究發(fā)現(xiàn)2001年后，西安市大氣污染情況逐步減輕，顆粒物污染和二氧化硫污染穩(wěn)定下降，二氧化氮污染出現(xiàn)上升態(tài)勢，隨著二氧化硫污染逐步下降和二氧化氮污染持續(xù)上升，到2010 年，兩者的比值首次低于1，說明西安市大氣環(huán)境污染類型正在由還原型( 煤炭型) 污染逐漸轉變?yōu)檠趸?汽車尾氣型)污染[1]。根據(jù)2018年陜西省城市空氣質量分析報告顯示，近三年關中地區(qū)在采取空氣質量聯(lián)防聯(lián)控措施后，顆粒物(PM10、PM2.5)和二氧化硫濃度在逐年下降，而二氧化氮和臭氧濃度在逐年上升，由此可看出，近年來關中地區(qū)對煤煙型污染的控制已取得明顯成效，但復合型污染逐步顯現(xiàn)，機動車尾氣、有機污染物排放等影響比重相對增加。

二、大氣污染物與人群健康的研究現(xiàn)狀

1. 相關關系的研究方法： 大氣污染與人群健康效應的研究始于19世紀80年代[6]，其研究方法也在逐步完善和改進。大氣污染對人群健康的危害具有時間效應及時間累加效應，并在一段時間內具有一定的趨勢，目前對大氣污染與人群健康效應的研究多采用時間序列的廣義相加模型分析研究[7-8]，其他研究方法包括病例交叉分析[9]、橫斷面研究和隊列研究，用這些方法來評價大氣污染對人群健康的影響。

2. 大氣污染對呼吸系統(tǒng)的影響： 研究已證實大氣PM2.5與呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病、癌癥等多種疾病的發(fā)病率和死亡率呈正相關性[10]。人體短期或長期處于大氣污染環(huán)境中時，空氣中的懸浮顆粒物、氮氧化物及硫氧化物等通過呼吸進入人體，損害人體呼吸系統(tǒng)的防御機制[11]，導致支氣管炎、哮喘等疾病的發(fā)生，同時對人體循環(huán)系統(tǒng)產生損害[12]。對于具有呼吸系統(tǒng)基礎疾病的人群[10]，老年人[13-15]、小孩[16-17]、孕婦[18]等特殊人群，大氣污染對其健康的影響更加顯著。Liu等[15]從流行病學研究發(fā)現(xiàn)，在65歲的人群中，PM2.5濃度每增加10 g/m3，心血管病(cardiovascular diseases, CVDs)患者急診就診的風險增加2.77倍(P<0.05)，呼吸系統(tǒng)急病(respiratory distress, RDs)患者急診就診的風險增加了3.94倍。Wu等[19]研究發(fā)現(xiàn)大氣污染會導致患有基礎COPD的患者出現(xiàn)咳嗽、咽痛等呼吸道癥狀加重，同時在研究中使用了一種新的氣道炎癥生物標志物(FeH2S)，并證明FeH2S可能更具體地與空氣污染暴露有關。Zhou等[20]發(fā)現(xiàn)暴露于濃度極高的PM2.5環(huán)境下會導致上皮細胞壞死，自噬通量受阻，血紅素加氧酶-1(haem oxygenase-1, HO-1)過表達，過表達的HO-1通過減少細胞色素C的釋放轉移到線粒體，抑制細胞凋亡，最終受損細胞壞死，進而導致周圍呼吸道上皮的炎癥。熊琪等[21]研究表明PM2.5能夠使細胞內高活性分子激增，影響肺泡巨噬細胞的應激性，導致細胞內抗氧化系統(tǒng)和氧化系統(tǒng)平衡被破壞，使得細胞內的生物大分子物質被過度的活性氧自由基攻擊，從而產生氧化損傷，導致DNA斷裂[22-23]、細胞凋亡甚至癌變，引發(fā)組織損傷。Zhou等[24]研究發(fā)現(xiàn)低濃度PM2.5對上皮細胞無急性細胞毒性，但PM2.5可誘導ROS-Akt-DNMT3B通路的持續(xù)激活從而導致與抑制P53相關的慢性表觀遺傳改變，進而導致肺癌易發(fā)。于燕等[25]通過研究發(fā)現(xiàn)西安市大氣懸浮顆粒物水平呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性并以采暖期最高;燃煤可能是造成西安市大氣懸浮顆粒物致突變性增強的主要原因之一。侯斌等[10]采用時間序列方法研究了2004年～2008年西安主要大氣污染物(PM10、NO2和SO2)與每d死亡率的關系，顯示PM10、NO2和SO2暴露與心腦血管和呼吸系統(tǒng)疾病死亡的影響較顯著，中老年人和男性更為易感，在采暖期和非采暖期，污染物濃度及效應有明顯的季節(jié)性差異[16]。

3. 大氣污染對其他系統(tǒng)的影響： 查閱文獻發(fā)現(xiàn)，大氣污染對人體健康的影響主要體現(xiàn)在呼吸系統(tǒng)，但對其他系統(tǒng)也有不可忽視的危害，比如心腦血管，免疫系統(tǒng)，皮膚結締組織，生殖系統(tǒng)，神經系統(tǒng)。大量流行病學研究表明PM2.5可通過肺局部氧化損傷、炎癥反應，使炎癥因子及血管活性分子進入血液循環(huán)促使血液黏稠度的升高、局部缺血和血酸的形成，導致心肌梗死、缺血性卒中、心力衰竭、心律失常及房顫等循環(huán)系統(tǒng)疾病的發(fā)生[26]。Honda等[27]研究發(fā)現(xiàn)PM2.5中的有機提取物可抑制脾細胞的增殖，引起脾細胞結構的比例變化，即T細胞的增加和B細胞的減少，從而導致免疫系統(tǒng)的破壞。研究發(fā)現(xiàn)，空氣細顆粒物暴露對荷瘤肺癌小鼠腹腔巨噬細胞的活性雖然具有上調作用，但同時損傷了巨噬細胞的非特異性免疫和特異性免疫功能[28-29]。徐菲菲等[30]通過流行病學研究發(fā)現(xiàn)對于男性空氣污染物可導致男性精子DNA及染色體損傷和畸變，從而使精子數(shù)量、密度、質量以及活性降低，影響生殖功能。對于女性的影響，空氣污染物可影響子宮、卵巢、乳腺、輸卵管等生殖器官發(fā)育，導致細胞畸形、功能障礙甚至細胞凋亡等，從而削弱女性生育能力。如果在妊娠期，特別是妊娠早期暴露于空氣污染物，則與死產、早產、流產、新生兒出生缺陷等不良妊娠結局的發(fā)生相關[18]。一項關于華北某市的研究發(fā)現(xiàn)，大氣PM2.5濃度每升高10 μg/m3，該市居民因神經系統(tǒng)疾病急救人次增加0.75%，PM10濃度每升高10 μg/m3，該市居民因神經系統(tǒng)疾病急救人次增加0.35%，結果顯示高濃度PM2.5或PM10的暴露與居民神經系統(tǒng)疾病急救人次的增加呈顯著正相關性，暴露-反應關系曲線近似線性[31]。

綜上所述，西安市在城市發(fā)展過程中伴隨而生的大氣污染問題持續(xù)存在，且由于其地理位置的特殊性，導致西安市大氣污染問題進一步加劇，大氣污染對人民群眾的身體健康也造成了極大影響。但查閱文獻發(fā)現(xiàn)：①目前對于西安市大氣污染與人群健康及呼吸系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的死亡率之間關系的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析尚且不足，且數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型需要進一步優(yōu)化，將單污染物污染與多種污染物之間產生的交互效應進行建模分析，同時結合氣象數(shù)據(jù)、當?shù)氐墓I(yè)類型、經濟發(fā)展狀況及同期疾病死亡率進行全面分析；②對于六種大氣污染物導致的呼吸及循環(huán)系統(tǒng)疾病的具體發(fā)病機制尚且不明，研究需更深一步探討，如從信號調控、自由基介導等過程著手，著重研究對人群影響較大的污染物(如PM10、PM2.5、O3)的某一主要成分的致病機制；③可對西安市每個區(qū)縣的大氣污染物數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)及同期的死亡數(shù)據(jù)進行整理統(tǒng)計，結合每個區(qū)縣不同的工業(yè)發(fā)展程度及經濟狀況得出不同區(qū)縣間的差異，進而可針對不同區(qū)縣因地制宜的實施環(huán)境治理及疾病防護救治措施。