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清理污染物,护航健康的未来

来源:环球科学

2016年,密歇根州弗林特市的居民要求更换城市中的铅水管。图源:Jim West/Alamy

污染物无处不在,我们喝的水、呼吸的空气、吃的食物,都可以发现污染物,这对我们的健康造成了损害。2015年,污染物的排放导致全球范围内9百万人的死亡,比艾滋病、结核病、疟疾致死人数的总和还高出两倍。

在生命的任何时期,污染物都可以对健康产生负面影响,通常,几十年都不会显现全部的影响。例如,胎儿和婴儿特别容易受到甲基汞的影响,甲基汞是一种广泛存在于鱼类和海鲜中的污染物,可能导致智力残疾,视力和听力损伤。 根据2013年的一项研究(TM Attina&L. Trasande.Environ.Health Perspect.121,1097-1102; 2013),童年接触铅对智商产生的负面影响,导致中低等收入国家经济损失约为9,770亿国际元(一种货币单位,用于解释各国之间购买力的差异)。 在过去的二十年里,逐渐有证据表明痴呆可能与暴露在空气中的微粒物有关。

汞,铅以及空气污染存在于整个环境中,属于世界卫生组织列出十大重点污染物,是对公共健康构成严重威胁的化学物质。它们可导致通常缺乏治疗手段的神经系统疾病,尤其令人担忧。 “在过去的十年里,神经系统疾病的发病率一直在稳步上升,并且诸多这类脑部问题与暴露在不同的污染物中 有关,”纽约西奈山伊坎医学院的儿科医生和流行病学家Philip Landrigan说。

虽然它们带来了很高风险,但对于诸多常见化学物质对人体健康的影响,我们所知甚少。自1950年以来,超过14万种新化学物质被合成,其中有约5000种在环境中普遍存在。Ladrigan领导的一项大范围研究报道指出,即使人们在日常中都接触过这些化合物,但这些化学物质中,绝大部分都没有做过安全或人体毒性测试。

“化学品未经测试其潜在毒性就广泛使用,表明政府未能代表其公民行事,化学工业也未能对其生产的产品承担责任,”他说。“在当今世界,我们正进行大规模的毒理学实验,我们的子孙后代却都成了不知内情、未经同意的实验对象。”

寻求证据

在减少污染导致的健康问题之前,必须确定相对应的化合物。研究人员从两个主要来源收集这些证据,一是流行病学研究,将接触化学物质与血液或尿液中存在该种物质,以及发生某种疾病的可能性相匹配;二是基于实验室在动物身上化学效应的研究。总之,这些数据来源代表有大量证据可以证明针对污染物的案例,并说服决策者有必要禁止或限制污染物,但这个过程需要时间。

斯德哥尔摩大学的毒理学家Jonathan Martin说:“甚至要花上十多年才能收集到足够的毒理学和流行病学数据,才能开始作出化学品对人类健康的风险的理性决定。”在某种程度上,这是对结果的解释。“毒理学数据总会饱受到批评,因为它是用动物或细胞做实验获取的数据,与人类的相关性存在疑点,”Martin说。即使流行病学研究表明接触化学物质与不良健康影响之间存在统计关联,它也不能单独明确地证明两者间的因果关系。

因此,必须收集大量数据,为去除环境中的化学物质提供实实在在的案例论证,包括在各种动物物种中发现的结果。 “只有在动物中观察到的毒理学效应,与人类在许多大型和构建良好的流行病学调查中出现的毒理学效应相同时,才有足够的信息证明可能须对化学物质采取管制行动,”Martin说。因此,搜集证据只是化学品退出使用这一漫长道路之旅的开始。

安全接触

完全不使用某种污染物是很困难的,监管机构的不作为是阻碍这一进程的一个关卡。铅,多年来是油漆,水管和汽油的常见成分,现在已知具有高毒性。在过去的十年中,成千上万的研究已经将铅接触与许多健康问题的发展联系起来,包括儿童和成人的认知功能降低。尽管铅已经在某些应用中被禁止,在改变接触政策之前,其对健康产生负面影响的迹象已经存在了数十年,甚至在更为安全的替代品开发之后。 “长期拖延是激烈反对以及主导产业不断进行政治游说的直接后果”Landrigsn说。

同样,美国环境保护署(EPA)在2016年3月决定允许农民继续使用杀虫剂毒死蜱虫,这直接违背了EPA的科学家的建议。由于其对神经系统的影响,2000年美国逐步停止使用农药的农业禁令遭到例如印第安纳州印第安纳波利斯的Dow AgroSciences公司等制造商和位于华盛顿的美国农业局联合会等行业组织的反对。

即使监管机构决定对污染物采取行动,实际上这样做通常也很困难。研究人员和当局谈判最棘手的问题之一是何种接触程度可视为“安全”的接触。

经证明,即使在低水平接触的情况下,铅仍能对神经造成影响。 “几十年的研究证明,没有安全的铅接触水平,”马萨诸塞州波士顿市哈佛大学公共卫生学院的神经学家David Bellinger说。结果显示,与铅相关性最大的疾病负担不是来自经历高度暴露的人,而是来自那些在环境中偶然接触、中低等水平暴露的人。虽然在较高的暴露水平下对个体的伤害更大,但低水平暴露对于卫生保健系统来说问题更大。 “例如,你极有可能因铅接触而生病或死亡,但你的情况只是少数情况之一,”加拿大伯纳比西蒙弗雷泽大学环境健康研究员Bruce Lanphear说。 “中低等水平的接触,导致生病的人更多。”

这个概念被称为“预防悖论”,也适用于许多其他污染物,没有已知的安全暴露水平,包括空气中的微粒和石棉。 Lanphear说,这给监管机构带来了相当大的问题——没有一个安全水平,每个人都处于危险之中,并没有建立医疗保健体系来解决这样一个广泛的问题。 他表示,人口层面的预防性干预措施“很难在以医疗保健为主导的卫生系统中实施,因为该系统旨在治疗疾病”。

尽管大多数高收入国家已经努力从油漆和汽油中去除铅化合物,但它仍然是塑料聚氯乙烯,黄铜龙头配件,儿童玩具甚至食品中含有的持久性污染物。英国皇家环境污染委员会1983年的一份报告发现,由于铅在二十世纪被广泛使用,铅在环境中分散广泛,“地球表面的任何部分或任何生命形式都值得怀疑是否已受到人为铅污染”。面对环境中不可能完全去除的铅,监管机构反而试图通过设定法律上可接受的水平来最大限度地减少人们接触铅的风险。但通常情况下,这些水平并非基于科学证据,且被许可的水平因地而异。例如,澳大利亚黄铜管配件标准允许铅含量为4.5%,而美国的等效限值为0.25%。 “铅的问题在于监管系统坚持允许理论而不是经验支持的安全水平,”澳大利亚悉尼麦考瑞大学环境污染研究员的Mark Taylor说。

因此,尽管对其影响和立法尝试的研究以已经进行了数十年,但铅继续渗透到环境中并导致严重的健康问题——即使在世界上最发达的国家也是如此。 2016年的一项研究发现,在澳大利亚新南威尔士州的212所房屋中,有超过一半的房屋被铅污染。 2014年,密歇根州弗林特市发生了一场危机,当时该市的供水转移到了弗林特河。当地政府未能使用防腐蚀剂处理这个新水源,导致水管中的铅浸出,大量市民接触到到不安全水平的铅——几乎是法定限制的900倍——在某些案例中——对许多未出生的孩子造成灾难性后果。弗林特危机引发了一系列对美国其他地区水质和铅中毒的调查。 “这些结果表明,孩子童年时期在弗林特接触到铅多是常态,而不是例外,”Bellinger说。他补充说,事实上,在美国许多地区,儿童血液中铅含量高的患病率更高。

化学打地鼠

在某些情况下,可以针对化学污染物采取强有力的行动,但仍然不会产生预期的健康改善效果。双酚A(BPA)是食品罐,塑料水瓶甚至是商店打印收据的热敏纸的衬里中常见的物质,BPA的结构使其能够模仿或阻断激素的作用。这使得分子能够干扰身体内分泌系统——即将大脑与生殖和新陈代谢联系起来的由腺体,激素和受体的所构建的复杂网络——的功能。

BPA的有害影响已经明确; 20世纪30年代中期开始出现证据证明BPA对激素的干扰能力。大量对人体和动物毒性的研究最终促使几家制造商从其产品中去除了这种化学物质。不幸的是,制造商现在使用的BPA替代物并非更加安全。 “替代化学品可能与BPA一样糟糕,甚至更糟,”德克萨斯大学奥斯汀分校的毒理学家Andrea Gore说。 “化学工业已经转向双酚家族的其他成员,但最近对这些双酚的研究表明它们也是内分泌干扰物,”她说。

Martin说:“有些人将此比喻为‘化学打地鼠’,我们试图通过规范一种化学物质来增加人体安全,但不料其它几种类似的化学物质又冒出来取代了它。” 据报道,其他有毒化学品也存在可与之相比较的问题,包括邻苯二甲酸盐,全氟烷基物质和多氟烷基物质以及阻燃剂。

每一次,制造商的初始反应是用类似品替代受管制的化学品。由于材料的性质直接与其化学结构相关,因此这些替代品通常对健康产生类似的影响。“制造商用其他现有的具有相似形状,尺寸和性能的化学品,替代受限制的化学品更容易、也更快捷,”马丁说。“这不一定邪恶,但很愚蠢,而号称世界上最好的化学监管系统,却让这种事情一次又一次地发生。”

政策转变为了尽量减少污染对健康的不良影响,许多研究人员建议人们自行限制个人接触有毒化学品,来解决问题。例如,避免食用罐装食品,可以大大减少BPA及其替代品的接触。谨慎选择水果和蔬菜,或选择在不使用合成物质的情况下大量种植的有机农产品,可以减少农药的消耗。

加州的一橙园已广泛使用农药氯蜱硫磷。图源:Jim West/Alamy

但生活方式的改变作用有限。“虽然行为改变可以减少接触,但工业应用中的改变也能带来更大幅度削减,”纽约大学朗格尼医学中心的儿科医生Leonardo Trasande说。

一些研究人员呼吁在化学物质进入环境之前先确定其毒性。Gore说:“在化学品上市之前,应该对其进行彻底的毒性测试,这是毋庸置疑的,但这根本不是我们在美国监管化学品的方式。”“验证的责任应该由那些从化学品中获利的人承担,”她补充道。然而,评估一种化学药品的安全性需要很长时间——这一观察使得位于欧登塞的南丹麦大学的环境健康研究员Philippe Grandjean建议,研究人员必须明确地降低标准,证明化学药品的不安全性。“我们必须在等待获取可靠证据和减少所需文件之间做出选择,因为前者需要等待多年甚至几十年才可能获得,后者则关系到保护我们后代的脑部功能,”他说。

为了在世界范围内显著改善污染物管制方式,Gore认为公众的压力将至关重要。“改变现状的方法就是人们投票给那些在环保上采取强硬立场的政客,”她说。由于公众意识的提高及其施加的压力,已经采取的许多积极步骤,保护了人们免受有害污染物侵害。例如,2012年FDA要求采取措施缓解公众担忧之后,婴儿奶瓶就禁用BPA。2006到2015年间,为应对越来越大的公众压力以及对一家制造商的诉讼,化学药品制造商和EPA逐步淘汰了全氟烷基物质和多氟烷基物质。在北京,中国社交媒体施加的压力——包括美国大使馆收集的空气质量数据——在促使当局着手解决空气污染问题方面起到了重要作用。

Taylor说:“当科学和法庭行动施加足够多的压力时,就会堵住行业的声音。”他补充说,需要坚定的决心以确保履行承诺,但无可辩驳的证据和公众参与的结合,为消除有毒污染物和保护健康带来最大的希望。“人类既是问题本身也是解决方法,科学家和决策者面临的挑战是如何让更广泛的公众积极关注和参与,”他说。

今年1月,随着一份带有3万多个签名的请愿书流传开来,相关客户的要求也越来越高,澳大利亚和英国一大批五金连锁店透露,打算逐步停止销售一种与蜜蜂数量下降有关的新烟碱类杀虫剂。Taylor说:“现在人们正在向公司施压,要求他们生产商放弃塑料制品,或者对政府采取法律行动,采取新的措施来对付存在已久的空气污染问题。”他补充说:“每个人都可以在减少污染方面作出贡献。” “这是我们所有努力的累积影响,这很重要。”

作者:Karl Gruber

翻译:关凤仪

本文来自:环球科学
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