空气污染暴露是人类早亡的重要风险因素, 黑碳 作为大气颗粒污染物的重要组分, 因其具有显著的 健康影响 受到广泛关注。我国大气中黑碳污染情况较为严重, 人为源黑碳排放总量和暴露 水平 全球最高。最新研究表明, 黑碳因其特有的物化属性可能具有比细颗粒物更大的健康影响。厘清黑碳暴露的健康效应在大气污染治理和公共卫生领域均具有重要意义。
本文从流行病学研究的研究方法、暴露评估、健康结局等角度介绍国内外最新的研究进展, 重点关注黑碳对呼吸系统、心血管系统和神经系统的影响。
科学家采用了多种流行病学设计进行研究 , 包括横断面研究、病例对照研究、巢式病例对照研究、定组研究、时间序列研究和队列研究等。其中研究人群除一般人群外 , 还包括儿童、老年和孕妇群体 , 以及哮喘、高血压等病患群体。在不同研究设计、不同受试群体中 , 流行病学家均观察到了黑碳暴露的显著健康效应 , 表明黑碳是一种与人体健康存在普遍关联的环境污染物。黑碳暴露与人体的呼吸系统、心血管系统和神经系统损伤有关 , 潜在的健康危害包括但不限于：肺功能下降、呼吸系统炎症、血压升高、动脉粥样硬化、认知和视觉功能下降等等。黑碳浓度的增加也与相应科室就医数、住院数和死亡风险有关。特别是对于孕妇和新生儿这类脆弱群体 , 妊娠期的黑碳暴露可能会对母体和子代造成严重的危害。
关于黑碳的健康效应仍有很大不确定性 , 不仅与大气中黑碳浓度较高的时空异质性导致暴露错分有关 , 也与黑碳作为一个混合物并在大气中会经历老化过程有关。这一过程在增加其物理化学特征的复杂性的同时 , 使得研究中常出现黑碳和 PM2.5 或有机碳共线性的问题。
针对目前黑碳研究和管控中存在的科学认识和测量方法不统一、控制管理不严格、常规监测不成熟、健康效应不明确等问题 , 我们认为未来的研究和管理应重点关注以下方面： (1) 测定黑碳初始和老化过程中的物理化学性质 , 了解其形貌和化学组成。 (2) 通过研究设计或统计分析方法区分高度相关的污染物 , 尽可能单独解析黑碳的健康效应。 (3) 开展干预试验 , 增添更多实验流行病学研究证据 , 提高因果论证强度。 (4) 识别黑碳暴露的易感人群 , 保护相关脆弱群体。 (5) 研究黑碳与气候变化对人体健康的交互效应。例如评估极端天气下黑碳对人体健康影响的变化。 (6) 研究气候变化导致的野火中 , 黑碳的排放量、物理特性及化学组分、人群的暴露水平、健康效应的关联。 (7) 基于已有的流行病学证据 , 以及学术领域模糊的概念界定和政策领域大量的监管空白 , 尽早重视黑碳对人体健康带来的危害。 (8) 完善黑碳颗粒的定义、规范测量方法、开展常规监测工作 , 为更深入地研究黑碳暴露的健康风险、实行管控提供必要的科学证据。
董千里, 孟鑫, 宫继成, 朱彤. 大气中黑碳的暴露及人体健康效应研究进展. 科学通报, 2024, 69(6): 703–716,
https://doi.org/10.1360/TB-2023-0409
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