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《科学大众》

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开博时间:2016-07-01 14:43:00

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最危险的空气污染物

2009-02-27 21:29:01

  每年有400多万升空气进入人体的肺部,为我们的身体提供维持生命所必需的氧气。尽管它们看起来透明无菌,但我们每天呼吸的空气其实充满了生命。科学家指出,1立方千米的空气携带数百万个细菌、藻类、病毒、真菌、藓、孢子和花粉等微生物成分。这些成分被统称为生物浮尘,在正常情况下它们大部分是无害的,但有些成分却是很多疾病,包括过敏、霉菌病,甚至是严重的细菌和病毒感染的罪魁祸首。

  细菌病毒随风飘浮

  现代科学对造成流感、肺炎和其他普通疾病的微生物生活的空气环境知之甚少,对空气中会导致罕见却致命疾病的病菌的情况了解得更是不多。科学家表示,目前对埃博拉病毒、拉沙病毒和导致非洲和南美很多人丧命的其他病毒的研究就是这样。

  几个世纪前,希腊学者就怀疑“污浊发臭的空气是导致疫病的根源”,但只到1860年,路易斯·巴斯德才证明,食物之所以会变质是因为一些无处不在的“有机微生物侵占了暴露在空气中的食物”。随后几十年,科学家发现,结核病、脊髓灰质炎、白喉、肺炎和流感等疾病都是通过空气传播的,但它们的源头在哪里还不清楚。

  生物和生态学家一直对寄居在空气里的看不见的微生物进行研究。1930~1960年,通过飞机和热气球,科学家发现大气高层也含有大量的细菌。生物学家跟踪到花粉随风飘行数千米的轨迹,并对热气流如何借助风力将真菌孢子携带至3 000米高空进行了研究。这些孢子被空气以时速40千米甚至更快的速度运输了数小时,直到雨滴或其他大气现象将它们打落在地。

  发现和确认空气中的微生物很困难,因为微生物的体积很小,空气运动又很频繁,微生物只能在很小的空间里停留非常短的时间,然后它们就会随风四处飘散,因此难以捕捉。

  目前,科学家对空气中病毒的研究成果也并不太显著。病毒不像细菌那样在有营养的环境中繁殖,它必须先浸染一个细胞然后再自我繁殖。空气中的这些生命形式很少能被发现,除非是在实验室里;但病毒是无处不在的。稍有机会它们就会传播流感、风疹和其他疾病。

  超细颗粒危害甚大

  空气污染物多种多样,但科学家越来越担心超细颗粒的危害。超细颗粒物直径不到0.1微米,道路附近可谓无处不在,它们正成为最危险的空气污染物之一,吸入它们的效果类似于吸二手烟最小的污染物与特大健康威胁有关。据估计每年导致6万多美国人丧生,比每年死于汽车事故的人还多。

  这些微小的颗粒物令人担心,它们往往富含可能有毒的有机化合物及其他活性化学物质。而且,研究人员推断,它们的微小使其得以传播到肺部深处并长期呆在那里,以多种不同的方式给身体造成负担。它们甚至可能潜入血液中,造成进一步的损害。一些研究数据也证实了研究人员的担心,美国加利福尼亚大学的一个研究小组发现,暴露在超细颗粒物之下的老鼠比只吸人细微颗粒物的老鼠出现的动脉粥样硬化斑块更多——而且出现斑块的速度更快。

  相比之下,所谓的细微颗粒物直径能达到超细颗粒物的25倍,鼻喉部位的保护性毛状结构能较轻易地将它们拦下。但这并不是说细微颗粒物没有害处:一项对老年妇女的研究称,细微颗粒物的浓度若每立方米增加10微克,心血管疾病死亡率便提高76%。


拥挤的马路增加了吸入空气污染物的机率

  开车上班最不健康

  经常接触车流的人来说,这样的研究结论的确是个坏消息。柴油车制造的细微和超细颗粒物尤其多,最近的研究表明,它们排出的尾气对心脏有不利影响。例如,欧洲研究人员发现,锻炼的男子吸人浓度类似交通干道附近区域的新排出的柴油车尾气之后,流向心脏的血液会迅速减少,阻止血液出现危险凝块的保护性蛋白质也会减少1/3。

  颗粒物对老人、儿童以及肺部和心血管有问题的人造成的风险最大。不过,它对每个人都有影响。例如,台湾最近研究显示,受空气污染影响,十几岁的城市青少年身上也能发现炎症、氧化应激及心血管疾病的其它警示信号。

  人们吸入的超细颗粒物有1/3至1/2来自开车。微小颗粒物也能潜人家中,尤其是邻近繁忙路段的住宅。他说,使用通风不好的炉子炒菜也可能是吸入超细颗粒物的另一个渠道。有些壁炉也会产生颗粒物。不过,所谓的高效空气过滤器可以帮助清除室内空气中的颗粒物,包括超细颗粒物。

  在车来车往的马路边锻炼会增加吸入的颗粒物,因为大口吸气会使颗粒物进入人体深处。哈佛大学心脏病学家默里·米特尔曼建议人们尤其是有心脏病的人,在远离主干道的地方锻炼。科学家说,口罩可能起不到多少阻止超细颗粒物的作用,但或许能拦下较大的颗粒物。

  空气污染威胁户外运动

  研究人员认为:一般来说,运动员每次吸入的空气,其中包括污染物,是长期静坐者的10~20倍。因此,空气污染严重威胁户外运动,户外运动人士必须面对这个现实。

  澳大利亚布里斯班大学2004年对全球污染进行的一次研究发现,在运动状态下,少量污染物对人体肺部造成的损害与静止状态下大量污染物所造成的损害是相同的。

  而且还存在长期影响。“女性健康倡议”活动中一项列举了大量数据的研究发现,生活在空气中可吸入颗粒物含量相对较高的社区中的妇女,与那些生活在洁净空气中的妇女相比,死于心脏病的可能性要高出很多。

  超细颗粒无处不在。每天,带来颗粒物污染的元凶——轿车、卡车、柴油动力公交车等,都向空气中释放不计其数的微小污染物。专家们说,运动员可以通过尽量避开交通线路来对此采取预防措施,如果必须使用公路附近的道路,则应该与车辆保持几百码的距离。

  空气中可吸入颗粒物会越过人体的第—道防线——鼻毛,进入运动员肺部的深处。其中一些污染物会停留在肺部,引起疼痛和炎症;另一些污染物,由于它们十分微小,则会穿越人体的多道防线,进入血液中。

  研究人员让30名身体健康的志愿者,在一个实验室内连续30分钟在健身脚踏车上运动,同时吸人用管道输入的柴油机废气,输入的废气水平相当于高峰时间城市公路周边的废气水平。此后,研究人员对参与者的前臂进行了“某种血管压力测试”,结果发现,这些血管异常扩张,意味着血液和氧气不能轻松流向肌肉。与此同时,具有溶栓功能的天然蛋白tPA的水平有所下降。这种情况最容易突发心脏病。当动脉收缩,心栓生成时就可能突发心脏病。如果tPA水平不足,血栓无法溶解,导致动脉堵塞,心脏就会受损。

  研究人员认为,超细颗粒质量极微小,但拥有巨大的表面积。在空气中,这些颗粒物会凝聚化学物质,并传播重金属,化学物质和重金属吸附在可吸入颗粒物上,然后随同它们一同进入人的肺部和血液中,对人体造成严重危害。