( 源 于 美 国 加 州《 清 洁 空 气 与 健 康》 季 刊,吴昌华编译〕
长久以来,有关空气污染对健康的影响,一个公认的观点认为室外污染物会加剧、但未必引起儿童中最常见的慢性病-哮喘。然而,最新几项研究结果令我们不得不重新思考这个结论。远到台湾和以色列,近至加利福尼亚,研究者们已经发现,室外空气污染与哮喘发生之间的相互关系在儿童和成人中是一样的。这 个发现可能不仅有助于解释哮喘发生的原因和方式, 而且对于哮喘流行近似与流行病般的增长的成因也有所解释。
美国十八岁以下的儿童中,估计有480万儿童, 即每15个儿童中有一个患有哮喘。 在过去15年中,五岁以下儿童的哮喘发病率增加了160%,使哮喘成为美国儿童的主要慢性病和由慢性病引起的缺课的主要原因。
众所接受的观点是空气污染加剧哮喘。例如, 乔治亚州的亚特兰大在1996年的夏季奥林匹克运动会时实行了交通管制,早晨交通高峰期的流量下降23%,与此相应,臭氧浓度降低13%, 一氧化碳浓度下降19%,而氮氧化物浓度低了7%。与这些大气污染浓度降低相关的是与医疗辅助计划有关的哮喘急诊治疗和住院的下降(减小42%)),健康维护组织从事的哮喘相关的看护下降44%,城市范围内哮喘住院降低19%。这些下降不可能原于亚特兰大地区健康状况的总体改善,因为其他医疗辅助计划相关的急诊治疗只减小3%, 而健康保证机构加入者中的急诊治疗和非哮喘住院实际上有所增加。
虽然空气污染暴露和哮喘加剧之间有着如此明显的相互关系,空气污染还没被视为该病的一个成因。 但是,逐渐地, 最新研究已经表明, 空气污染可能的确是哮喘的一个成因。
哮喘的发生与臭氧
儿童:南加州儿童健康研究
从1993年起, 南加州大学的研究者与加州大气资源委员会合作, 开始吸收儿童参加“儿童健康研究,”共有3,535名无医生诊断哮喘史的儿童被选中, 他们是来自南加州12个社区的四年级、七年级和十年级的学生。 研究人员对这些儿童跟踪五年,在这期间,265名儿童报告了新的医生诊断的哮喘。
对“儿童健康研究”数据的分析表明, 居住在高臭氧浓度社区、而且玩三到四种运动的儿童,比那些居住在污染程度低的地区的儿童更经常发生哮喘。高臭氧浓度和高运动量这两个因素都很重要, 表明可能存在一个剂量-反应关系:吸入的臭氧越多, 产生哮喘的可能性越大。 运动量大、但居住在低臭氧社区的儿童,发生哮喘的几率低,就如那些运动量少的儿童,不管他们是居住在脏空气还是干净空气的地方。值得注意的是, 这种臭氧-锻炼效果在新哮喘病例中占少数。
成年加州人:AHSMOG 研究
对臭氧可能引起哮喘的假设,又从另一项研究得到加强,这项研究始于1977年, 对3,091名27~87岁的成年、非吸烟加州人进行了15年的跟踪,结果显示,3.2% (54名))))))男性和4.3% (83名))))))女性,报告了新的医生诊断哮喘。 引起产生哮喘风险上升的因素包括以下几方面:
曾吸过烟的男性或与吸烟者共事的女性;
儿时曾患过肺炎或支气管炎;
常在臭氧中暴露的男性。
哮喘-臭氧的相互关系不受其他污染物的影响,包括颗粒物、硫酸盐、氮氧化物 和二氧化硫, 所以,如同南加州大学对儿童的研究一样,看来臭氧是与空气污染有关的哮喘的最可能的原因。
研究者们得出结论,臭氧浓度与那些1977年无哮喘症状、但后来报告医生诊断的人中的哮喘症状发生或复发生之间,存在着正的相互关系。虽然最新提出的八小时联邦标准,在某些日子里被超过,研究发现表明,即使在比较干净的一般地方,仍可能存在过多哮喘。 “联邦清洁空气法”和“加州清洁空气法”都要求, 空气污染标准要保护敏感人群(例如儿童〕健康,抵御空气污染的负面影响,并提供充分的安全界限。AHSMOG研究结果显示,目前和新提出的标准应该根据研究的发现,重新考虑它们的充分性。虽然这两项研究都表明臭氧暴露和哮喘发生之间的相互关系,但其他研究似乎也指出了其他污染物在诱发哮喘中的作用。
哮喘的发生与颗粒物
以色列的颗粒物与哮喘的相互关系
在以色列的一个农村地区, 研究者们比较了两个社区儿童的健康状况, 其中一个社区无污染, 而另一个则暴露于一个水泥厂和采石场的污染之中。 在受污染的社区,直径少于10微米的颗粒物浓度相对高,据说浓度经常高达每立方米150毫克,研究数据显示, 最高时可能超过每立方米300毫克。将受污染社区638名7~13岁的儿童与“干净”社区的338名儿童进行比较,哮喘在受污染社区的儿童中更流行,而且还伴随其他症状,象呼吸道症状、咳嗽、以及有痰咳嗽等。另外, 一种衡量呼吸道阻塞的指标-最高呼出流量在污染地区的儿童中较低。
其他研究者还发现了哮喘发生和衡量颗粒物之间的相互关系。例如,在伦敦, 研究人员对用于1992-94年间的“总体实践研究数据库”的医疗实践的数据进行了分析, 这部分数据代表了超过25万病人的信息。研究人员发现了儿童中的哮喘与氮氧化物、一氧化碳和二氧化硫之间的相互关系。当研究人员仔细研究暴露之后当天的抱怨频率时,他们发现,夏天因二氧化氮暴露后的哮喘就医率上升13.2%, 因一氧化碳而上升了11.4%, 因二氧化硫而上升了9%。 冬天, 因二氧化氮暴露后的深呼吸道疾病就医率增加7.2%, 因一氧化碳而增加6.2%, 因二氧化硫而增加5.8%。 成年人中,只有与PM10 的相互关系是一致的,相应增加了9.2%。
哮喘的发生与其他污染物
一些研究人员已发现,哮喘发生和一般的空气污染之间存在重要的相互关系, 但还不能分解开具体各种污染物的影响,或者发现复合关系。
台湾在校儿童
例如,在一项台湾人的研究中,研究人员发现了哮喘发生与几种单项污染物的相互关系, 哮喘发病率总体上升高达29%。 研究人员调查了台湾两个社区中的165名和173名11~16岁的在校儿童。
高雄市和高雄县是所研究的对象,都有一些污染重或污染轻的地区。在PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和总悬浮颗粒物高的地区,区域哮喘发病率上升。合计起来,与这些主要室外污染物相关的哮喘发病率增加高达29%,研究者从而总结到, “在控制了潜在的混扰变量之后,他们已观察到室外空气污染与哮喘之间从统计学角度来讲的重要相互关系。”(有趣的是,研究人员校正了吸烟暴露,并发现校正对哮喘发病和空气污染物之间的相互关系没有主要影响。〕
香港学校儿童
一项对香港两个地区1,660名8~12岁的在校儿童的研究,大体采用了与台湾相似的方法。这两个地区,一个污染很重,另一个则较轻。所有儿童填写了与呼吸有关的问卷, 其中, 1,294 名儿童还接受了 几种不同方法的测量肺功能的测试。
如台湾的研究结果一样,两组儿童中的呼吸道健康有着显著的差别。 当空气污染上升时, 由肺功能测试体现的正常呼吸的能力下降, 呼吸道不适发病率上升。 此外,哮喘在高污染区发病率更高。
二氧化硫也许可作为一个指标
从1974 年到1976年, 作为法国研究空气污染对呼吸道疾病的影响的项目的一部分, 分别在七个城镇的24个地区进行了数据收集。上世纪90年代末, 研究人员重新分析了数据, 来评估哮喘发病率和几种常见空气污染物之间的关系,包括二氧化硫、 总悬浮颗粒物、黑烟、二氧化氮和氮氧化物。
在20,310 名25~59岁的成年人中, 1,291人 (6.4%)被发现有哮喘症状。同样,在3,193名5~9岁的儿童中,195人(6.1%))有哮喘症状。成年人中,研究人员发现哮喘与年均二氧化硫之间有一种地理上的相互关系,但在儿童中没发现类似关系。当年均二氧化硫浓度低于每立方米30毫克时,成年人中哮喘发病率为约4%。 但是,当二氧化硫年均浓度高于每立方米80毫克时, 哮喘发病率在5% 和6%之间。作者得出结论, “在这个研究中二氧化硫很可能只是空气污染的一项敏感指标。”
政策含义: 我们可以采取的行动
这些研究很重要,至少有两个原因:第一, 它们显示出,空气污染几乎可以肯定是哮喘发病的一个成因, 虽然哮喘本身可能已经,或者可能还没有影响大到导致威胁全世界的该疾病的实际流行;第二,它们为哮喘产生的其他原因提供了潜在的、有价值的参考,如果空气污染导致哮喘的机理能被完全确定,那么,这可能有利于揭示其他尚未知的成因, 从而预防哮喘的产生。
重要的是要记住,如果空气污染的确诱发哮喘的发生-这些研究似乎肯定这种结论,那么,根据现有数据, 这种说法就不太可能只是哮喘流行的“烟雾弹”。因为空气污染是大范围哮喘发病上升的一个主要原因,过去所作的任何研究都显示了空气污染与哮喘发生之间非常明显的相互关系。 但是,情况并非人们所想的那样。因此,这些研究呼吁以下应对措施:
某些空气质量标准, 特别是臭氧,可能需要修改,把空气污染可能引起哮喘的因素考虑进去。
研究力量需要加强,以确定空气污染是否的确引起哮喘,并找出可能的生物机理。
空气质量标准制定的方法,需要修正。目前,美国环保署和加州大气资源委员会遵循的方法,是收集针对 具体污染物的研究,然后在一个“标准原则文件”上发表,有的可能会长达几千页。用这种针对具体污染物的方法来组织和分析信息,使想找出一般空气污染暴露和疾病-如哮喘-之间的相互关系极其困难。传统的方法,需要通过新的项目扩大, 来找出污染物混合对公共健康的影响的特点。一些研究项目的设计,专门收集多种污染物暴露的信息和各种健康结果, 包括哮喘, 既针对具体的人群暴露,也包括广泛人群暴露,但是,把研究发现转换成保护措施的立法和法规机制,目前尚不存在。
威胁的规模范围
哮喘是人类饱受疾苦的一个原因,波及范围极其广泛,而且仍在快速扩展,其中的原因尚不明了。全球范围内,有一亿到一亿五千万的人患有哮喘, 每年, 约有18万人死于该病。患者和死者的数目正快速上升。
在美国,哮喘病患者数目从上世纪的80年代起增加了60%,哮喘引起的死亡率上升了一倍, 达到一年约五千人。1998 年,根据前15年的趋势, 疾病控制中心估计,约有一千五百万美国人患有哮喘。疾病控制中心提供的信息:“哮喘病例和死亡的增加,跨越各种族,遍及美国全国各地。然而,东北部报告的住院率和急诊就医率比较高;黑人病人的急诊就医、住院率和死亡率比较高。
几乎所有发达国家都有相同情形。以瑞士为例,大约8%的人口患有哮喘, 比25~30年前上升2%。整个西欧,十年内哮喘发病率增加一倍, 而日本则有约三百万哮喘患者, 其中,7%患有严重哮喘,30%患有中度哮喘。澳大利亚,16岁以下儿童中,每6个人中就有一人受影响。
在发展中国家,哮喘发病率差别很大。巴布亚新几内亚几乎为零, 而在巴西、哥斯达利加、巴拿马和乌拉圭,儿童中哮喘症状发病率高达20%~30%不等。肯尼亚的哮喘症状发病率近20%, 在印度,粗略估计表明,哮喘在5岁~11岁儿童中的发病率为10%~15%。
疾病控制中心估计, 1998年,加州有2,268,300哮喘患者, 而 1995年,与哮喘相关的住院病例只有42,333人,其中,42%为儿童(17,860)))))))))),600多人死于哮喘。黑人住院率,特别是黑人儿童的住院率非常高,死亡率也高,1985-89年间,黑人儿童哮喘死亡率是白人的四倍。非白人中的西班牙人也是如此。
什么是哮喘?
哮喘袭击所有年龄群体, 但发病经常始于儿时。该病的特点是反复不断的气短和气喘,程度和频率可因人而异,甚至在同一个人身上,不同时间的症状也会不同。医生们一致认为,肺气道发炎提高了气道神经末梢的敏感性,所以很容易受到刺激。每次受到哮喘袭击-可能由冷空气、花粉、空气污染,或其他各种各样的刺激引发 - 气道内壁发肿, 气道变窄 ,减少出入肺的气流量。
世界范围内,哮喘发病率平均每12年上升50%, 但是,关于成因却意见不一。人们怀疑的包括房屋尘埃壁虱在内的起因和促发因素量不断增多,哮喘发病率也随之上升。房屋紧闭、厚板地基和房屋建设改造,减少了室内外空气流通, 从而使住房和办公室里的一些化学品、霉和其他已知哮喘促发物质含量增加。因此,无论是室内还是室外暴露,空气实际上是可以影响哮喘发生和突发的一个单独介质。
值得注意的事项
苯作为淋巴系统癌症的一个成因
更多证据指出,空气污染对儿童构成了特殊的、有时是相当严重的风险。例如,最近丹麦一个研究显示,这些风险可能包括一种淋巴系统的癌症, 或称淋巴瘤,众所周知的霍起金病。
苯是一种无味的液体,有一种发甜的气味, 已被认作人类癌症的一种成因。苯既是汽油中的一种成分,也是一种燃烧副产品。城市地区近80%的苯排放来自汽油挥发和燃烧。
毫无疑问,在工作场所,象炼油厂和化学工厂的苯排放水平高,苯可能在人群中引起白血病、或骨髓和血液癌症。 然而,关于在更低释放水平, 如靠近高速公路,或临近卡车或公共汽车编组车场,苯是否也有这种影响,还不清楚。
为了寻找这些可能的关系,丹麦的研究人员比较了1,989名儿童的居住历史,他们是1968-1991年间丹麦癌症登记中,已被诊断为患有白血病、中枢神经系统肿瘤,或良性淋巴瘤。他们的居住历史与5,506名任意选出的儿童进行比较。
研究者跟踪每个儿童从出生前九个月到诊断时间的居住历史。 他们收集了关于交通和街道构造的信息, 并计算了苯和二氧化氮的浓度。他们发现, 所计算苯和二氧化氮的浓度每增加一倍,一个儿童患霍起金病的风险上升25%。
可采取的措施:(1〕可使用无苯燃料,而非汽油(如天然气〕; (2〕可在炼油厂去除苯; (3〕用催化剂在排气管摧毁苯。
硫化氢:那种“臭鸡蛋”味道
加州空气资源委员会所收到的抱怨中,最大的一个类别是与硫化氢有关的臭鸡蛋气味。这种看不见的气体,出现在污水管、造纸厂、钻油或钻气或油气提炼场所。在高浓度状况下,硫化氢能使人丧命。但是,很多人日常遇到的那种低浓度下的影响如何呢?
为了寻找答案, 研究者选了两个社区,一个是德州的奥得沙,另一个是夏为夷的普纳。二者硫化氢的浓度为十亿分之几, 或千分之二,或低于致命水平。研究者把这些居民的健康与德州的米得罗希安和外沙节的居民进行比较,还与夏为夷的希罗比较,结果差异很大。
中枢神经系统的症状,如疲劳、烦躁、压抑、记忆丧失、情绪不稳定、睡眠困难、焦虑、嗜睡症、头疼、头昏眼花和感官感觉变化等,在污染区占到30% 到50%, 而干净地区只有10%到25%。 同样地,呼吸道症状, 如喘粗气、气短、持续咳嗽和支气管炎,在污染地点占20%到30%,而干净地点仅约5%。贫血和容易擦伤在污染区的人中更常见,是干净区的两倍。
可采取的措施: (1〕可以从源头防止硫化氢的产生, 如污水处理厂; (2〕可以在各种源头收住排放,并销毁硫化氢。
柴油烟灰
柴油颗粒物,臭名昭著,是由从卡车、汽车和其他一些机动车辆排气管排出的烟灰和其他污染物混合而成,颗粒极细,能直接深入肺的最深处。但是,随后又是怎样呢?
研究者把15名健康的自愿者暴露于空气和稀释的柴油排气,时间为一小时, 中间插有间歇锻炼, 结果发现显示人体部位过敏反应的物质有显著增长。科学家没有发现试验主体正常呼吸的能力减弱, 但是,当暴露结束六小时后,用一种盐水清洗肺的一部分时,他们发现其中性白血球和淋巴细胞B显著上升,人体其他一些加强防卫外来威胁的迹象也增多。
可采取的措施:(1〕可使用其他燃料,替代以油为基础的柴油 (如天然气〕;(2〕采用更加严格的尾气排放标准; (3〕居住社区可建在远离柴油的地方;(4〕现在使用的柴油可重新改进,安装污染控制系统。
迫切问题
毫无疑问,多数人因为烟灰的极微小颗粒物而生病和死亡。 显示这种相互关系的研究项目数量在过去几年迅速增加。对多数北美的人来说,这些细小颗粒物可能主要来自汽车、卡车、公共汽车,以及工厂和燃煤电厂。但对千千万万其他人而言,细小颗粒物则来源于森林燃烧、农作物残余,或其他形式的生物质。在发展中国家, 从树枝到干粪的生物质被焚烧,用于取暖和做饭,室内细小颗粒物浓度可能会很高,后果不堪设想。虽然发展中国家每年有四百多万五岁以下儿童死于急性呼吸道疾病,其中有约一百万估计是由于室内烟灰暴露。与此对照,三百万死于肠道疾病, 680,000死于疟疾。
在印度,科学家分析了“家庭健康调查”中260,162名20岁以上的人数据后得出结论:分析结果“突出显示,做饭使用生物质燃料极大地增加了患肺结核的风险。”甚至室外烟尘暴露也与患病增加有关。例如,1998年六月和七月,森林大火蔓延佛罗里达的干旱地区, 波及499,477英亩。研究者汇集了八个地方医院的信息,发现哮喘急诊就医增加91%,急性支气管炎急诊就医增加132%,胸疼急诊上升37%。同样地,1987年,雷击引起的大火最终蔓延加州600,000英亩的林地,事发后,研究人员把这期间的医院数据与两个无火期间的数据进行比较。他们发现,哮喘急诊增加40%,同时上升的还有窦炎、上呼吸道感染和喉炎。
这些烟尘量的突然上升,能对那些已患有呼吸道疾病的人构成一种特殊威胁,正如加拿大维尼派格的一个研究所显示的结果。当1992年9月25日至10月12日,由于农作物残余焚烧而造成的烟尘大幅上升时,已有的428名患有轻微到中等气道阻塞的人正参加了一项正在进行的研究,所以,研究人员可以密切监视他们肺部健康。他们发现,几乎所有163名妇女报告了呼吸困难,265名男性中,只有16%有类似现象。症状包括咳嗽、喘粗气、胸部发紧和气短。
可以采取的措施:〔1)在发展中国家,用更清洁的燃料替代生物质能(如天然气、电和太阳能); (2〕在发达国家,用先进技术把庄稼、林业和其他残余转换为有用能源;〔3)通过交替农耕方法避免产生残余。