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环境(室外)空气质量和健康

实况报道 第313号
2014年3月


重要事实

  • 空气污染是影响健康的一个主要环境风险。各国通过降低空气污染水平可减少因中风、心脏病、肺癌以及慢性和急性呼吸道疾病,包括哮喘导致的疾病负担。
  • 空气污染水平越低,人群的心血管和呼吸系统健康就越好,无论长期还是短期都是如此。
  • 《世卫组织空气质量准则》对空气污染的健康影响和有害健康的污染阈值进行评估。
  • 2012年,城市和农村地区的环境(室外)空气污染估计导致全世界370万人过早死亡。
  • 这些过早死亡中约88%发生在低收入和中等收入国家,世卫组织西太平洋区域和东南亚区域负担最大。
  • 实施政策并进行投资,支持更清洁的交通工具、更清洁的节能住房、更清洁的发电方式、更清洁的工业以及更好的城市废弃物管理,可减少导致城市户外空气污染的主要来源。
  • 减少来自家用煤和生物质能源系统、农业废弃物焚烧,森林火灾和某些农林业活动(如木炭生产)的室外排放,可减少发展中区域农村和城郊地区的主要空气污染源。
  • 减少室外空气污染也就减少了二氧化碳以及黑炭粒子和甲烷等短暂的气候污染物的排放,由此有助于近期和长期减缓气候变化。
  • 除了室外空气污染外,对使用生物质燃料和煤做饭取暖的约30亿人来说,室内烟雾也是一个严重的健康风险因素。

背景

室外空气污染是影响发达和发展中国家中每一个人的主要环境卫生问题。

世卫组织估计,与室外空气污染有关的过早死亡中约80%是因为缺血性心脏病和中风所致,14%是因为慢性阻塞性肺病或急性下呼吸道感染所致,6%是因肺癌所致。

有些死亡可能同时由一种以上风险因素导致。例如,吸烟和环境空气污染都会导致肺癌。某些肺癌死亡本来是可以通过提高环境空气质量,或减少吸烟而得到避免的。

世卫组织国际癌症研究机构于2013年进行了一项评估,结论是室外空气污染对人类有致癌作用,空气污染的颗粒物质成分与癌症,特别是肺癌发病率的增加有极密切的关系。此外还注意到在室外空气污染与尿道/膀胱癌的增加也有关联。

据2012年估计,城市和农村地区的环境(室外)空气污染每年导致全世界370万人过早死亡,原因是暴露于直径10微米或更小的颗粒物质(PM10),这些颗粒物能导致心血管和呼吸道疾病以及癌症。

生活在低收入和中等收入国家的人们受到室外空气污染所造成负担的严重影响,370万例过早死亡中88%发生在低收入和中等收入国家,世卫组织西太平洋区域和东南亚区域的负担最大。最新的负担估算表明,空气污染在心血管疾病和过早死亡方面所起的作用非常显著——远远超出科学家们先前的认识。

室外空气污染的大多数来源远非个人所能控制,因此需要各个城市以及交通运输、能源废弃物管理、建筑和农业等部门的国家和国际决策者们采取行动。

交通运输、城市规划、发电和工业部门有许多减少空气污染的成功政策实例:

  • 工业方面:采用清洁的技术,减少工业烟囱的排放;改善城市和农业废弃物管理,包括收集废弃物场所排放的甲烷气体以替代焚烧垃圾的做法(用作生物气)。
  • 交通运输方面:转向清洁的发电方式;在城市中优先重视快速城市交通,步行和自行车网络以及城市间的铁路货运和客运;转向更清洁的重型柴油车辆以及低排放车辆和燃料,包括降低了硫含量的燃料。
  • 城市规划方面:提高建筑物的能源效率,使城市更加紧密,从而高效节能。
  • 发电方面:更多使用低排放燃料和可再生的无燃烧电力来源(如太阳能、风能或水能);热电联产;以及分布式能源生产(例如小型电网和屋顶太阳能发电)。
  • 城市和农业废弃物管理方面:废弃物减量、分类、回收和再利用或废弃物后处理策略,以及生物废弃物管理的改良方法,如通过厌氧消化废弃物产生沼气等,都是可以替代露天焚烧固体废弃物的低成本方法。在焚烧不可避免的情况下,则必须采用严格控制排放的燃烧技术。

除了室外空气污染外,对使用生物质燃料和煤做饭取暖的约30亿人来说,室内烟雾也是一个严重的健康风险因素。2012年,约430万例过早死亡是因为家庭空气污染所致。该负担也几乎全部在中低收入国家。

2005年《世卫组织空气质量准则》就造成健康风险的主要空气污染物的阈值和极限值提供了指导。该指南指出将颗粒物质(PM10)污染由每立方米70微克减至20微克,我们便能使与空气污染有关的死亡降低约15%。

这份准则在全球应用,依据的是专家对当前科学证据的评估。这些证据来自世卫组织所有区域并涉及以下几个方面:

  • 颗粒物质(PM)
  • 臭氧(O3
  • 二氧化氮(NO2
  • 二氧化硫(SO2

颗粒物质

定义和主要来源

可吸入颗粒物对人的影响要大于其他任何污染物。它的主要组成成分是硫酸盐、硝酸盐、氨、氯化钠、黑碳、矿物粉尘和水。它包括悬浮在空气中的有机和无机物的固体和液体复杂混合物。最有损健康的是直径10微米或更小的颗粒物(≤ PM10),能渗透并深深嵌入肺部。长期暴露于这些颗粒物可能导致罹患心血管和呼吸道疾病,以及肺癌。

对空气质量测量的报告通常涉及日常或年平均每立方米(m3)空气容量中的PM10颗粒浓度。常规空气质量测量一般以微克/立方米(μg/m3)来描述颗粒物质的浓度。如果具备充分敏感的测量工具,还可报告细颗粒(PM2.5或更小)的浓度。

健康影响

无论是日常还是在一段时期内暴露于高浓度的小颗粒物(PM10 和PM2.5)都与死亡率或发病率的增加有着数量上的密切关联。相反,如果小颗粒和细颗粒的浓度降低,则相关死亡率也会降低(假定其它因素保持不变)。这样,决策者便可计划通过减少颗粒物空气污染来改善人群健康。

小颗粒物污染即使浓度极低也会产生健康影响——目前的确尚未确认不损害健康的最低值。因此,世卫组织2005年的指导限值旨在使颗粒物质的浓度尽可能降到最低。

指导值

PM2.5
年平均:10微克/立方米
24小时平均:25微克/立方米

PM10
年平均:20微克/立方米
24小时平均:50微克/立方米

除了指导值外,《空气质量准则》还为PM10和PM2.5的浓度提出了过渡目标,旨在促进逐渐从高浓度向低浓度过渡。

如果这些过渡目标得到实现,则可大幅减少空气污染导致急性和慢性健康影响的风险。但是,最终目标应当是朝指导值进取。

不同程度地暴露于颗粒物质会对健康产生影响,目前不论在城市还是农村,在发达国家还是发展中国家,许多人都暴露于这些颗粒物污染,不过当今许多迅速发展的城市污染程度远比规模相似的发达城市严重得多。

据《世卫组织空气质量准则》估计,如果将目前许多发展中城市常见的年平均每立方米颗粒物质浓度(PM10)从70微克降到世卫组织的指导水平20微克/立方米,则可使与空气污染有关的死亡减少约15%。然而,即使在欧洲联盟,就算其中许多城市的颗粒物质浓度符合指导水平,据估计因暴露于人类活动产生的颗粒物质,平均期望寿命仍会减少8.6个月。

在发展中国家,暴露于室内明火或传统炉灶固体燃料燃烧释放的污染物可增加幼儿的急性下呼吸道感染风险和相关死亡率;固体燃料使用造成的室内空气污染还是导致成人心血管疾病、慢性阻塞性肺病和肺癌的一个主要风险因素。

严重的健康风险不仅仅来自暴露于颗粒物质,还来自暴露于臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)和二氧化硫(SO2)。同颗粒物质一样,浓度最高的通常主要是低收入和中等收入国家的城市地区。臭氧是导致哮喘发病率和死亡率的一个主要因素,而二氧化氮和二氧化硫也会导致哮喘、支气管症状,肺部炎症和肺功能下降。

臭氧(O3

指导值

O3
8小时平均:100微克/立方米

由于最新的确切结论指出,每日死亡率与臭氧浓度降低之间存在关联,因此在2005年《空气质量准则》中对先前版本的世卫组织《空气质量准则》建议的极限值(120微克/立方米)作了下调。

定义和主要来源

与高层大气臭氧层不同的是,地面的臭氧是光化学烟雾的一个主要组成部分。它是由诸如车辆和工业释放出的氧化氮(NOx)等污染物以及由机动车、溶剂和工业释放的挥发性有机化合物(VOCs)与阳光反应而形成。阳光灿烂时,臭氧污染最为严重。

健康影响

空气中过多的臭氧对人类健康造成显著影响。它可导致呼吸问题、引发哮喘、降低肺功能并引起肺部疾病。目前它是欧洲最为令人关切的空气污染物之一。若干项欧洲研究报告称,对臭氧的暴露每增加10微克/立方米,日死亡率上升0.3%,心脏病增加0.4%。

二氧化氮(NO2

指导值

NO2
年平均:40微克/立方米
1小时平均:200微克/立方米

目前世卫组织的指导值40微克/立方米(年平均),是为保护公众避免气体造成的健康影响而设定。

定义和主要来源

作为一种空气污染物,二氧化氮具有几个相关联的活动:

  • 短期浓度超过200微克/立方米时,它是一种引起呼吸道严重发炎的有毒气体。
  • 二氧化氮是硝酸盐气溶胶的主要来源,构成PM2.5和在紫外线下臭氧的主要部分。

人为释放二氧化氮的主要来源是燃烧过程(供热、发电以及机动车和船舶的发动机)。

健康影响

流行病学研究表明,哮喘儿童发生支气管炎症状的增多与长期接触二氧化氮有关。目前在欧洲和北美一些城市中肺功能减弱现象的增加也与目前测量(或观察到)的二氧化氮的浓度有关。

二氧化硫(SO2

指导值

SO2
24小时平均:20微克/立方米
10分钟平均:500微克/立方米

500微克/立方米浓度的二氧化硫持续时间平均不应超过10分钟。研究显示,一部分哮喘病人在暴露于二氧化硫10分钟之后肺功能和呼吸系统即发生变化。

2005年修订版将二氧化硫24小时的指导值从125微克/立方米修订为20微克/立方米是基于下述考虑:

  • 目前已知的二氧化硫对健康影响的数值较过去所认为的要低。
  • 需要进行更高程度的保护。
  • 尽管二氧化硫低浓度效应的因果关系尚不确定,但是,降低二氧化硫浓度很可能减少对混合污染物的暴露。
定义和主要来源

二氧化硫是一种无色气体,带有刺鼻的气味。它源自矿物燃料(煤和石油)的燃烧以及对含有硫磺的矿物的冶炼。人为的二氧化硫主要来源是为家庭取暖、发电和机动车而燃烧含有硫磺的矿物燃料。

健康影响

二氧化硫可影响呼吸系统和肺功能,并刺激眼睛。呼吸道的炎症导致咳嗽、粘液分泌、加重哮喘和慢性支气管炎并使人们更易患呼吸道感染。在空气中二氧化硫水平较高的日子里,因心脏病去医院就诊的人增多,死亡率增长。当二氧化硫与水结合时形成硫酸;这是酸雨的主要成分,是造成树木死亡的一个原因。

世卫组织的应对行动

  • 世卫组织编写和制作了《空气质量准则》,就主要空气污染物建议了暴露极限值。
  • 世卫组织对不同类型的空气污染物,包括颗粒物和黑炭粒子、臭氧等建立详细的健康相关评估。
  • 世卫组织就空气污染与特定疾病,如心血管和呼吸道疾病以及癌症等之间的关联提出证据,还通过当前空气污染暴露情况提出全球和区域疾病负担估算。
  • 世卫组织《绿色经济中的卫生》丛刊正在评估减缓气候变化和提高能源效率措施的卫生共同利益,这些措施有助于减少来自住房、交通和其它主要经济部门的空气污染。
  • 世卫组织在“衡量可持续发展带来的健康收益”方面的工作提出了一些空气污染指标,作为各城市和能源部门朝可持续发展方面各项目标进展的里程碑。
  • 世卫组织协助会员国共享关于成功措施,暴露情况评估方法的信息并协助其监测污染的健康影响。
  • 世卫组织共同发起的泛欧交通、健康和环境规划确立了一个区域、会员国和多部门合作的模式,旨在共同努力减轻交通部门的空气污染和其它健康影响,同时提供工具评估这些减轻污染措施的健康效益。
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