煎蛋科学第29期：吸霾到底有多危险？空气污染（上）

第29期，2019年3月31日，吸霾到底有多危险？空气污染（上）

最近蛋博士看到一个贴说当代年轻人的成功标准已经变成了有房有车有猫，于是蛋博士想想应该养只猫，然而我住的这个小公寓不让养，于是蛋博士就开始边看房子，边看猫，争取成为成功的年轻人，想想也是有点小激动。然而，大多数情况，能否吸猫并不是影响购房选择的重要因素，影响购房选择的主要还是学区，交通，和另外一个可以吸的东西，叫做雾霾。雾霾基本上是衡量一个地区空气污染状况的重要标准。

霾，最早可能是起源于诗经国风的终风，里面有一句终风且霾，惠然肯来，说到是一女子期盼丈夫回家的心情，风整日的吹，吹起了沙霾，丈夫何时才能乐意回家呢？这大概就是古代的PM，Particulate Matter，或者叫颗粒污染物。我们比较熟知的颗粒污染物主要是PM2.5和PM10，分别是大小小于2.5微米，和大小在2.5到10微米之间（https://airnow.gov/index.cfm?action=aqibasics.particle）。这些颗粒在空气中分散会形成气溶胶。胶不是胶水，雾霾不可以用来粘东西，胶是胶体，英文叫做colloid，指的是一种分散质在另外一种分散剂分散的状态，我们熟知的牛奶，墨水都是胶体。气溶胶，就是分散质分散在气体介质中形成的比较稳定的混合物结构。大气中溶于水的物质或者表面能够被水浸润的物质，会在空气湿度饱和的时候充当凝结核心，从而使得水蒸气液化形成小水滴，所以雾是小水滴在大气中分散形成的。而霾一般是很小的固体颗粒污染物在大气中分散形成的。当然，雾的小水滴可以不断的聚并，凝结核心也能不断长大，当达到一定程度颗粒也就到了霾的范畴，所以雾霾其实是密不可分的。蛋博士在查资料的时候看到有些资料把胶体归到溶液里面，这是不对的。溶液的第一个特点就是均一或者均相，简单说就是处处密度相等。气体混合物可以叫溶液，但是气体里面如果有稳定存在的小水滴，这就是胶体了。

PM10，算是比较大的固体颗粒了，一般公路上的扬尘或者磨坊都容易产生这类颗粒，但是因为颗粒较大，在空气中分散其实并不太稳定，很容易沉降到地面，所以我们一般研究的对人体有害的霾还是指沉降的更慢，更容易被人体吸收的PM2.5。这类颗粒来源就很多了，比如机动车排放，发电厂排放，烧柴烧麦秆，总之烧个什么东西就很容易产生颗粒。早在十年前，复旦和北师大的几位研究人员就在环境科学顶级期刊环境科学技术上面发表了文章（DOI: 10.1021/es051533g），指出，PM2.5比PM10更容易传播。PM10这种扬尘，基本就是本地的工业产物，而PM2.5是可以传播到其他周围城市的。文章同时还指出，空气质量比较差的地区，雾里面的可溶性离子，比如钾离子，硫酸根，硝酸根，浓度都要比空气好的地区高十倍以上。也就是说并不是所有的雾都不好，夏威夷几个大岛经常都被山雾环绕，但是他们的空气质量都是世界最佳水平，这样的雾其实就没有多少危害。

那么我们就来谈谈雾霾对环境和人体的危害。最明显的环境危害，便是影响能见度，特别是在风景秀丽的地方，想象一下，在雾霾天，再秀丽的地方，恐怕也拍不出什么好照片，也不能给你一个好的心情。而在城市里，能见度的变化更能引起更多交通事故，几年前在事故分析和预防杂志上发表的文章就指出，雾霾天和冰雪天都能够明显提高交通事故的发生率和严重性(doi.org/10.1016/j.aap.2011.03.026)。除了这些比较明显的雾霾影响，我们再来说几个不太明显的影响。刚刚说了看房子，蛋博士最近看到一些稍微旧一些的房子，房子外墙会有些地方变色，而且是清洗不掉的变色。这其实也是由于雾霾里面的有污染的雾随着雨雪沉降到地面引起的，而且还有个通俗的名字，叫做酸雨。酸雨除了对建筑物有影响，对农作物和森林也有不小的影响。

说完了雾霾对环境的危害，雾霾对人体的危害又有哪些呢？其实能够直接接触这些污染物的器官都会受到影响，比如眼睛，鼻子，和咽喉的不适甚至是哮喘。当然比起这些更严重的是，肺癌和心血管疾病。

曾经听过一个故事，说一个美国人在08年左右来到北京生活，美国人都有跑步的习惯，来到北京也经常在城里跑步，几年后就患上了肺癌。听到这个故事，如果你能够得出一个雾霾导致肺癌的结论，那么就白听煎蛋科学那么多期了。希望大家能够明白一个道理，任何医学或者生物学的结论，一定是通过大量实验来反复验证的，一个样本，构不成大量实验这个前提条件。还是我们常用的那个例子，你每天熬夜，但你不能说人类每天睡眠是5个小时。不过雾霾，确实能够增加肺癌的患病率和致死率。最近发表在胸部疾病期刊上面的一篇综述文章就指出（10.3978/j.issn.2072-1439.2016.01.19），美国癌症协会的一项研究显示，心血管疾病以及肺癌的患病率和致死率和PM2.5浓度正相关，每增加10微克每立方米的PM2.5，心血管疾病的致死率增加6%，肺癌的致死率增加8%。不仅仅是美国，加拿大和英国的研究人员也基于对本国人群的研究发表了相似的结论，这PM2.5对肺癌的患病率的提升还真不比吸烟差。协和医院的研究人员做过一项研究，发现2010年到2012年中国吸烟的肺癌患者，和不吸烟的肺癌患者比例都明显上升，并且怀疑和日益增加的PM2.5有关。刚刚我们还说了，PM2.5除了能够明显增加肺癌致死率，也能增加心脏病致死率。同样来自胸部疾病期刊上的一篇综述文章（10.3978/j.issn.2072-1439.2015.11.37）指出，PM2.5除了能够直接对心脏管系统有毒性以外，还能通过心脏周围环境的炎症和氧化逆境对心脏导致危害。除了对心脏病和肺癌的影响，雾霾对于敏感人群的危害更加可怕，比如孕妇和新生儿。顶级医学期刊美国心脏协会期刊最近发表的一篇文章（DOI: 10.1161/JAHA.118.010797）指出，在准备怀孕期间接触雾霾，对后代的心脏健康影响极大！这里并不仅仅限于孕妇，而是针对所有在适合怀孕的年龄段的女性。当然文章描述的是老鼠模型，对人体有指导意义但并不完全等同。但是文章使用的有害的PM2.5的浓度，大概相当于AQI 40，这在中国大城市，可都是晴空万里的好天气，而对于易感人群，这样的空气就已经足以对后代产生影响。这种毒性也叫做遗传毒性，英文叫做genotoxicity。PM2.5对肺癌的遗传毒性，也是有很多报道，不过大部分研究都是停留在体外实验阶段，就是细胞系的实验，就没有刚才说的老鼠实验那么有说服力。

有听众朋友可能会问，那我一天就出门几小时，应该没什么影响吧？并不是这样，只要几小时，而且是累计的几小时，并不不需要每天，这些PM2.5就能提高心血管疾病的致死率，当然接触时间越长还会更糟糕。刚才说的那篇综述文章同时还指出，想要有效预防PM2.5对肺部或者呼吸道的影响，出门应该戴口罩，并且时刻检查AQI，优化自己的出门时间，平时也可以补充一些抗氧化剂，来缓解体内氧化逆境，现在比较清楚的PM2.5的作用机理就是氧化逆境了。今天我们的节目就到这里，感谢大家收听，我们下期再见！