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空氣中PM2.5 PM10 顆粒物對(duì)人體的危害!
2017-3-7 閱讀(2144)
空氣中PM2.5 PM10 顆粒物對(duì)人體的危害!
——杰斯曼
空氣中的顆粒物是空氣中固體和液體顆粒物的總稱。按其粒徑大小，可分為粗分散系(粒徑 >10μm)和膠體分散系(0.001～10μm) 。其中， 空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量粒徑小于10μm 為可吸入顆粒物（PMl0），由于粒徑較小，易于直接進(jìn)入呼吸道和肺中，危害人體健康。直徑小于 2. 5μm 的顆粒物質(zhì)為細(xì)顆粒物(PM2.5)，大部分有害元素和化合物都富集于細(xì)顆粒物上，硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、含碳顆粒、金屬顆粒、礦物質(zhì)等是細(xì)顆粒物的主要成分。細(xì)顆粒物粒徑越小 ，其在大氣中的存留時(shí)間和被人體吸收的比率則越大，對(duì)人體健康的影響也越大。
那么，空氣中的顆粒物，特別是可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物是通過(guò)怎樣的途徑進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成危害的呢？
一般來(lái)說(shuō)，空氣中的顆粒物可以通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚等途徑進(jìn)入人體。其中，呼吸道吸入是zui主要也是危害zui大的途徑之一。粒徑越小的顆粒物對(duì)人體危害越大，粒徑超過(guò)10微米的顆粒物可被鼻毛吸留，也可通過(guò)咳嗽排出人體，而粒徑小于10微米的可吸入顆粒物可隨人的呼吸沉積肺部，甚至可以進(jìn)入肺泡、血液。粒徑0.5～2μm 的高密度顆粒物zui易被吸入并在肺泡區(qū)沉著。Churg等用電鏡對(duì)10例溫哥華居民的肺臟解剖標(biāo)本分析發(fā)現(xiàn)，沉積在肺實(shí)質(zhì)內(nèi)的粒子96%為PM2.5，提示肺臟對(duì)此粒徑范圍的顆粒物具有較高的選擇滯留性。PM2.5沉積于肺泡區(qū)后，通過(guò)對(duì)肺粘膜的直接刺激作用，作為異物引起炎癥反應(yīng)或作為致敏原導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)等，引起肺泡和粘膜損傷、支氣管及肺組織炎癥、慢性纖維化，加重哮喘，甚至導(dǎo)致肺心病等。此外，吸附于顆粒表面的可溶性毒性物質(zhì)則可進(jìn)入血液，對(duì)肺組織、心臟乃至全身各器官造成損害。
人類在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中為了抵抗物理、化學(xué)、生物因素對(duì)人體的侵害，在體內(nèi)形成了大量的屏障結(jié)構(gòu)，主要包括氣血屏障、血腦屏障、血睪屏障、濾過(guò)屏障、血胎盤屏障等，這些屏障結(jié)構(gòu)是人體的保護(hù)性機(jī)制， 對(duì)維持機(jī)體健康和正常機(jī)能起著十分重要的作用。人體的屏障結(jié)構(gòu)由多層細(xì)胞或組織構(gòu)成，如：氣血屏障位于肺泡與肺泡毛細(xì)血管之間， 由肺表面活性物質(zhì)的液體層、肺泡上皮細(xì)胞層、上皮基膜、肺泡與毛細(xì)血管之間的間隙、毛細(xì)血管的基膜和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞六層組成；血腦屏障由毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞及其之間的緊密連接、毛細(xì)血管的基膜、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的突起組成；血睪屏障由毛細(xì)血管的內(nèi)皮和基膜、毛細(xì)血管與曲精小管之間的結(jié)締組織、曲精小管的基膜、曲精小管的支持細(xì)胞及其之間的緊密連接構(gòu)成；濾過(guò)屏障位于腎小囊，由毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，非細(xì)胞性基膜，上皮細(xì)胞足突之間的裂隙膜構(gòu)成等。由于由多層細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞之間緊密，僅有數(shù)納米或數(shù)十納米的間隙，它們只能允許少量小分子物質(zhì)通過(guò)，如：濾過(guò)屏障只允許分子量在7萬(wàn)以下的物質(zhì)通過(guò)，而大分子物質(zhì)如激素分子、藥物、毒素等則不能通過(guò)，被阻止于屏障結(jié)構(gòu)之外。機(jī)體通過(guò)這些屏障結(jié)構(gòu)維持自身的穩(wěn)定和功能的協(xié)調(diào)。
機(jī)體的屏障結(jié)構(gòu)能阻止大分子物質(zhì)的通過(guò)，卻不能有效攔截納米級(jí)顆粒的通過(guò)，納米顆粒比同種物質(zhì)的微米級(jí)顆粒更易進(jìn)入血液循環(huán)和沉積于各器官組織。研究表明 ，一旦顆粒到達(dá)肺間質(zhì)部位 ，就會(huì)穿過(guò)肺泡上皮細(xì)胞進(jìn)入間質(zhì)組織到達(dá)血液循環(huán)或進(jìn)入淋巴循環(huán)后進(jìn)而轉(zhuǎn)移到血液中 ，然后分布到全身。Berry等 用 30nm 金顆粒對(duì)小鼠進(jìn)行氣管灌注 ， 30min后在肺泡毛細(xì)血管的血小板中發(fā)現(xiàn)有許多這種顆粒 表明顆粒能穿過(guò)肺泡上皮細(xì)胞。Oberdorster等讓大鼠吸入 C顆粒(30nm) ，24h 后發(fā)現(xiàn)肝臟聚集了很多C，說(shuō)明納米 C 顆粒能很快進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng) ，并分布到全身。肝臟可能通過(guò)肝巨噬細(xì)胞攝入納米顆粒而成為主要的分布部位，納米顆粒進(jìn)入血液循環(huán)后還可到達(dá)另一網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)脾臟。Takenaka 等給大鼠吸入納米銀顆粒后發(fā)現(xiàn)顆粒未被肺泡吞噬細(xì)胞吞噬 ，而直接進(jìn)入肺泡壁，然后進(jìn)入血液循環(huán)。納米顆粒迅速進(jìn)入到血液循環(huán)后可與血管內(nèi)皮細(xì)胞直接接觸誘導(dǎo)炎癥或損傷 ，促進(jìn)血栓形成 ，影響動(dòng)脈粥樣斑塊的穩(wěn)定性，這些發(fā)現(xiàn)為吸入的顆粒物質(zhì)引起心血管系統(tǒng)疾病提供了直接的證據(jù)。
此外，還有研究顯示吸入PM2.5后，大鼠腦組織的SOD、CAT活性出現(xiàn)顯著的劑量依賴性下降趨勢(shì)，提示PM2.5可引起大鼠腦組織的氧化損傷，是一種神經(jīng)毒性因子。日本東京理科大學(xué)和日本國(guó)立環(huán)境衛(wèi)生研究所等機(jī)構(gòu)的研究小組也曾做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，即把老鼠放在交通要道車流量較大的路旁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著空氣中柴油廢氣濃度的增高，老鼠生成精子的能力也隨之降低。當(dāng)柴油廢氣在大氣中的濃度增加一倍時(shí)，老鼠的精子生長(zhǎng)能力可下降兩成。當(dāng)廢氣濃度增加20倍時(shí)，其精子生長(zhǎng)可降低五成。研究者還發(fā)現(xiàn)城市空氣污染能導(dǎo)致胎兒出生的異常。空氣中的多環(huán)芳烴(PAH)等進(jìn)入血液循環(huán)后能通過(guò)血胎盤屏障，作用于胚胎，引起死胎、重吸收、胎兒認(rèn)知障礙、胎兒體重減輕等。上述的研究和發(fā)現(xiàn)表明，空氣中的顆粒物吸入能造成機(jī)體肺外多器官功能的損傷，甚至引起不育、子代發(fā)育異常、死亡等。目前雖無(wú)直接證據(jù)證明是何種空氣中的顆粒物進(jìn)入相應(yīng)器官導(dǎo)致?lián)p害，但空氣中的顆粒物能夠穿過(guò)氣血屏障和其它屏障結(jié)構(gòu)進(jìn)入機(jī)體并造成損害是肯定的。
綜上所述，空氣中的顆粒物可以通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚等途徑進(jìn)入人體，通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)各器官，穿越機(jī)體的生理屏障結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致機(jī)體多器官的損傷。因此，有效凈化空氣中的可吸入性顆粒，特別是細(xì)顆粒物、納米級(jí)顆粒物等，減少這些有害物質(zhì)的吸入，減輕環(huán)境污染造成的人體健康的損害，對(duì)提高全民健康水平和生活質(zhì)量是十分必要的。
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