城市二氧化氮、悬浮颗粒物、二氧化硫健康危险度评价

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收稿日期：２０凹一０５．２２ 作者简介：李会娟（１９８１一）．女，河北保定人，障士，主要从事劳 动卫生学、临床流行病学研究。 审校者：刘求泉，硕士．副主任医师，主要从事劳动卫生与职业府 研究工作．
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垦盐匡堂匿堂地理筮避！塑！生！且筮垫鲞基ｉ魍 城市基础建设增多，这些是德里市污染越来越严重 的主要原因。随机的工业和交通发展也是很重要的 原因，尤其是汽车尾气的污染，占了空气总污染的 ６０％～７０％。柴油发电装置和柴油动力车辆，特别 是电动人力车，不仅是引起了严重的空气污染，也造 成了严重的城市噪声污染。 综上所述，进行定点、分年龄段定量评价空气污 染对健康的危害是迫在眉睫的，这样才能在所有的 研究区域（居民区、商业区和工业区）进行相对准确、 有代表性的ＨＲ评估。研究对印度德里市按年龄、 地区分组进行空气污染物Ｉ－ＳＰＭ、二氧化氮（Ｎ０２）、 ＳＯｄ暴露评价和分析。选择德里市是因为其空气 污染很严重。研究者考虑了３个年龄组（婴幼儿、儿 童和成人）以及３个地区（居民区、商业区和工业 区）。研究分年龄组计算参数（体重、呼吸频率），并 按地区计算停留因子。 １９８４年，印度建立全国环境空气质量监测网， 监测网包括９２个城市２９０个监铡站。在此项目中， 印度国家环境工程研究所（ＮＥＥＲＩ）参与监测包括 德里市在内的１０个印度主要城市３０个站点的环境 空气质量，并负责评价健康相关污染物的长期空气
后玻璃纤维滤膜均放置在含硅胶的干燥器内平衡
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ｈ，滤Ａ）。根据全国空气质量标准（ＮＡＡＱＳ， １９９８），ＳＱ分析采用改良的Ｗｅｓｔ和Ｇａｅｋｅ法， Ｎ０２分析采用修正的Ｊａｃｏｂ和Ｈｏｃｈｈｅｉｓｅｒ法，每次 采样持续４ ｈ／次，连续采２４ ｈ。在整个２４ ｈ采样中 保持５ Ｌ／ｒａｉｎ的流量。 暴露可认为是人接触污染物的过程。只有以下 两个条件都满足才能称为暴露，一是污染物存在于
Ｄ（。ｉ）＝［－ＢＲ（。ｍ／ＢＷｃ。ｍ］ｆ｝Ｃ（ｔ）Ｏｆ一（ｔ）ｄｔ
（１）
此公式中Ｄ。。ｏ指按年龄组计算的剂量率（ｐｇ／ ｋｇ）；（口。ｃ和ｉ分别代表成人、儿童和婴幼儿），
ＨＲ是ＳＯｚ的２２．儿倍，ＳＰＭ是ＳＱ的１６，１３倍。
ＮＱ是德里市ＨＲ最高的污染物，而Ｎ０２也
ＢＲ“．。指年龄别呼吸频率（Ｌ／ｒａｉｎ）；Ｂ、）ｌ－。．。指年龄 别体重（ｋｇ）；Ｃ（￡）是污染物每日浓度（”ｇ／一）；Ｏｆ一
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城市二氧化氮、悬浮颗粒物、二氧化硫健康危险度评价
李会娟１，于文博２（介评） 列永泉３（审校）
（北京大学：１第三医院，２医学部；３北京市海淀区卫生局卫生监督所，北京１０００８３）
摘要：越采趄多的证据表明，城市大气污染物与各个年龄组的急慢性疾病有关。许多国家在帝】 定降低污染物浓度决策时考虑的基本依据就是污染物对健康的影响，因此，监测各种大气污染物的 环境浓度以厦吸入剂量非常重要。污染物剂量只有和健康效应联系起来才能最终进行健康危险度 评估。在早期的研究中对印度德里市悬浮颗粒物、二氧化氮、二氧化硫３种污染物进行了健康危险 度评价。为了评价和分析的需要，研究者划分出３个地区，即居民区、工业区和商业区，将城市总人 群划分为３个年龄组（婴幼儿、儿童和成人），不同年龄组体重和呼吸频率不同。在研究中计算３个 年龄组呼吸频率、体重以及在不同地区的停留因子。研究结果显示，德里市儿童组受空气污染影响 最大。在所有的年龄组中，二氧化硫的平均健康危险度最低。因此，研究将二氧化硫平均健康危险 度作为参考对照，以评价悬浮颖粒物和二氧化氯对健康的危害。在不同地区的所有年龄人群中，二 氧化氮的平均健康危险度是二氧化硫的２２．１１倍，悬浮颗粒物是二氧化硫的１６．１３倍。
汽车尾气颗粒直径小于１／ａｎ。这些颗粒包含一个 碳核，碳核表面吸附了大量的有机化合物，比如可致 癌的多环芳烃或硝基多环芳烃等。近期，美国有研 究认为汽车尾气具有高致癌危险性。 空气中的颗粒物由各种各样的化学物质（污染 物）组成，其形态有固态和液态２种。由污染源直接 排泄到大气中的颗粒物叫一次颗粒物，各种气体在 大气中通过化学反应形成的颗粒物Ｎ－－次颗粒物， 比如氨与氮氧化物或ＳＱ反应生成的颗粒物是二 次颗粒物。颗粒物的直径从０．００５，ｕｍ（ｏ．００５×
是与交通状况相关的。早期研究也提示，机动车污 染是德里市空气污染物水平升高的主要原因，大约 占了总空气污染的６４％。ＮＱ对呼吸系统有长期
的健康效应，尤其是Ｎｑ对儿童的肺功能影响较 大。 研究中，对ＨＲ评价包括以下几个步骤：１）识 别、描述污染物及其来源；２）识别污染物各种的传播 途径及转运、分布、转化过程；３）定量评估不同污染
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鱼处匿堂堡堂地理坌盟ｇ塑！生２旦箜垫鲞墨３塑 频率不同。临时暴露监测分成３个地区：居民区、商 业区和工业区。如果将体表看成信封，那么人在污 染环境中停留的时间的函数可看作是个体的暴露 量。给定区域（居民区、工业区和商业区）的剂量率 通过下面的公式计算：
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组ｓＱ的ＨＲ是最低的（Ｏ，２１４），儿童组居民医 Ｓ０２的ＨＲ是最高的（ｏ．５９４）。Ｎｑ最低的ＨＲ是 在工业区婴幼儿组（４．０６）。研究对污染物相对ＨＲ 也进行了计算。Ｎ０２的最高ＨＲ是ＳＯ，的２２．２５ 倍，ＳＰＭ是Ｓ晓的１９．２７倍。ＮＱ的最低ＨＲ是 ＳＱ的１８．９７倍，ＳＰＭ是ＳＯ，的１２．９９倍。综合最 高和最低ＨＲ，计算平均ＨＲ，发现德里市Ｎ０２平均
（：）指各区域的停留因子（在给定时闻间隔内在某污 染区域停留人数占总人群的百分比）。 计算每种污染物不同区域（居民区、商业区和工 业区）每个年龄组剂量率。因为，研究主要目的是评 价污染物在不同区域不同年龄组最大的（可能的）剂 量率，因此，公式中选甩了每种污染物的最大日暴露 浓度。 ＨＲ是通过剂量率与有毒性反应的最低浓度 （ＬＯＡＥＬ）积分计算得到的，ＳＰＭ的ＬＯＡＥＬ是 １９．７肛ｇ／ｋｇ，ＮＱ是１，５ ＩＬｇ／ｋｇ，Ｓ０２是７．１／ａｇ／ｋｇ。 ＳＰＭ和Ｓ凸的ＬＯＡＥＬ是根据Ｃｅｒｎａ的研究中得
质量变化趋势，比如可吸入粉尘、ｓＱ、ＮＱ、硫化氢
（ＨＳ）、多环芳烃和痕量金属。居民区、工业区以及 商业区每个站点的空气样本收集８ ｄ／月。对悬浮颗 粒物采样８ ｈ／次，连续采２４ ｈ，所用滤膜为８ｆ，×１０＂ 玻璃纤维滤膜，采样器为ＥＮＶＩＲｏＴＥＣＨ—ＡＰＭ
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ＮＬ型采样器，流量控制在１．２ Ｌ／ｍｉｎ。采样前
简而言之，空气污染扬不仅影响人类健康，也影响一
个地区的生态健康。比如，硫酸盐气溶胶会通过清 扫和酸雨过程，进而影响到土壤和水的生态系统。 城市中颗粒物（ＰＭ）主要组成是金属、有机化合 物、生物源性物质、二级颗粒物（甚至会有离子）以及 纯碳或元素碳。城市颗粒物大部分成分是元素碳。 许多有机化合物能引起突变甚至致癌。大多数
物的人群暴露量；４）评估暴露人群的接触剂量；５）根
据剂量一反应关系评估最终的ＨＲ。 任何ＨＲ评价都应包括识别污染物经空气、水 和土壤分布转运过程、人群在污染物的暴露量以及 污染物毒理学和药代动力学等内容。但是，暴露评 价策略要根据具体情况而定，不同地区ＨＲ评价也 不一致。居民区、商业区和工业区的ＨＲ可能是不 同的，这取决于污染物的类型、人群特征和此地区的
１０１ ｍ）到１００”ｍ不等。这些大气中颗粒物不管
响。这些污染物也会进入血液循环，并到达人体其
他部位。另外。不同污染物对健康的危害也是不同 的。二氧化硫（ｓ＠）能自身氧化形成硫磺酸，最终 引起肺脏损害，损伤肺功能，如出现喘鸣和气短等症 状。氮氧化物能增加儿童患呼吸系疾病的易感性， 尤其是在冬季。当这些污染物与大气中的悬浮颗粒 物（ＳＰＭ）混合暴露时，长期健康效应就更难确定 了。ＳＰＭ的最主要的化学构成是铅，其次是镍、砷 以及汽车尾气中的成份。人体吸人这些颗粒物质后 会引起肺部组织的损伤，导致多种呼吸功能异常。
直径多少都统称为悬浮颗粒物（ＳＰＭ）。颗粒直径 小于１０ ｕｍ的为ＰＭｌ。，直径小于２．５ ｕｒｎ的为 ＰＭｚ．。 在探讨颗粒大小和健康危害的研究中，许多证 据表明，颗粒物越小对健康的危害越大。研究结果 显示，颗粒大小会影响到颗粒物在气管停留位置、运 动规律、清除过程以及在人体停留时间。其中，亚微 米超细颗粒和气体一样可进入砰吸道的深部。粒径 越小，沉积在支气管和肺部的颗粒越多，其参与生物 反应的表面积越大。相反，大颗粒（超过１０ｕｒｎ）可 沉积在呼吸道较高或中间的位置。中等大小的颗粒 物沉积的位置介于两者之间。此外，悬浮颗粒物中 可能含有真菌孢子或花粉，这些物质能引起人体变 态反应。硫酸盐和硝酸盐离子是酸性的，可能引起
某地点，二是暴露者出现于同一地点。个体污染物
暴露可定义为在一段时间内个体通过一种或多种 （比如经口和皮肤）途径接触一定浓度的污染物的过 程。关于“剂量”和“暴露”的理解还是有微妙的差异 的。剂量仅指是樗染物接触体表生物膜到达体内的 量，而暴露的含义更宽泛，即使污染物役有到达体内 也可以算做暴露。 研究分析过程是将总人群按３个年龄组划分： 婴幼儿组、儿童组和成人组，每个年龄组体重和呼吸
关键词：空气污染物；暴露；健康危险度；剂量一反应；人群分组
中圈分类号：Ｘ￥１１；Ｘ５１３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１∞１—８８８３１Ｃ２００７１０３—０１３３—０４
大气中有多种多样的空气污染物，每种污染物 对健康的危害是不同的，因此评价空气污染物对健 康的影响是非常复杂的。吸人人体内的空气污染物 会通过损伤肺脏和呼吸系统对人体健康造成严重影
呼吸道直接损伤。 一般有３种研究途径用来定量评价空气污染对 人类健康的危害：气象学研究、评价风险的研究（暴 露、剂量率）和流行病学研究。第１种研究途径（气 象学）偏重探讨各种空气污染物在环境中的来源、输 送、扩散和转化过程。第２种途径（风险估计）研究 空气朽染物进人人体的途径并评估人体的暴露量和 相关风险。第３种途径（流行病学）主要探讨健康结 局。比如住院率、疾病发病率、死亡率，以及生物效应 机制方面。虽然以上每种研究方法已经有许多成 果，但是少有研究将所有的信息进行综合分析。 目前学术界已达成一致结论：空气污染物能引 起一系列健康危害，比如：急性呼吸系统感染（包括 上、下呼吸道）、支气管炎、哮喘、心血管疾病和肺癌。 长期暴露于污染的空气中还可能导致神经系统紊 乱。其中最重要的问题的是探讨吸人的空气污染物 剂量影响健康的的严重程度。污染物剂量和健康反 应可以反映其健康危险度（ＨＲ）。对某区域进行 ＨＲ定量评估时，需要以下几方面信息：１）所研究污 染物的环境空气质量数据；２）当地人群暴露于混合 污染物后的暴露一反应和／或剂量一反应；３）人口学资 料，包括：人群大小、空间分布、年龄分布；４）不同年 龄组、不同区域（居民区、工业区、商业区等）居民的 时间一活动模式（ａＰ在污染环境中的停留情况、停留 因子）。 许多污染物会引起严重的健康问题，因此急需 对城市中污染物ＨＲ进行评估。这项工作包括收 集环境污染的定点监测数据和社会经济学资料，同 时还应调查每个年龄组暴露情况。这也意味着要通 过细致的监测和人户调查获得更详尽的资料。这 样，大环境就被细分成许多更小更均一化的组（小环 境），每个组接触空气污染物的浓度可以很容易通过 这些小环境的一些特征估计出来。每组的停留因子 （在污染环境的停留情况）也因此需要更精确的评 估。 印度的哮喘患者占了全世界１５０万哮喘患者总 数的近１／３。由于室内外空气污染导致的早产儿死 亡现象很严重。近期研究也提出由于空气污染问题 ３０％德里居民有呼吸系统异常，并且德里市呼吸系 统疾病发病率是印度平均水平的１２倍。其他疾病 症状还有：眼部刺激、咽喉感染、呼吸不适、皮肤疾 病、听力损伤、胸腔疾病、过多一氧化碳血红蛋白以 及噪声烦恼等。德里还是全世界ＳＰＭ污染最重的 第４大城市。 伴随着人口持续增长，人口分布的随机性引起