成都經(jīng)濟(jì)區(qū)居民呼吸道疾病與大氣塵重金屬元素的相關(guān)性.pdf

1、呼吸道疾病已連年列成都市居民死因首位。文獻(xiàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，成都市肺癌發(fā)病率年增長高達(dá)44％，此現(xiàn)象可能與大氣污染有關(guān)。對呼吸道疾病與大氣污染的相關(guān)性研究目前大都集中于大氣中簡單氧化物和大氣顆粒物顆粒本身上，對大氣顆粒物上元素的健康效應(yīng)研究較少。本文依托中國地質(zhì)大調(diào)查項目子課題《四川省成都經(jīng)濟(jì)區(qū)城市生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查評價(200314200015)》和教育部博士點(diǎn)基金《成都市近地表大氣塵中重金屬元素的分配規(guī)律及機(jī)理研究（20060616020）》

2、，專題研究居民呼吸道疾病與大氣塵重金屬元素之間的相關(guān)性。大氣顆粒物中的元素通過呼吸進(jìn)入人體，可能是導(dǎo)致呼吸道疾病的重要原因。為了論證這一觀點(diǎn)，本文選擇在成都經(jīng)濟(jì)區(qū)，將大氣環(huán)境地球化學(xué)原理與方法應(yīng)用于居民健康效應(yīng)研究，尋找呼吸道疾病的元素起因。 本文以近地表大氣塵樣品代表大氣顆粒物，以肺癌和兒童哮喘代表居民呼吸道疾病，測試各個區(qū)域大氣塵的元素含量（共測試20余種元素），同時統(tǒng)計各區(qū)域呼吸道疾病入院率，從宏觀和微觀兩個層面，分析“大

3、氣顆粒物元素含量”和“居民呼吸道疾病發(fā)病”之間的相關(guān)性。宏觀上，對整個成都經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行研究，比較各地區(qū)大氣顆粒物元素狀況和呼吸道疾病發(fā)病狀況，發(fā)現(xiàn)重金屬富集大的區(qū)域呼吸道疾病發(fā)病高；微觀上，在成都市區(qū)按每平方公里設(shè)置網(wǎng)格，統(tǒng)計網(wǎng)格內(nèi)的大氣塵元素含量和呼吸道疾病入院率，通過多元回歸計算各元素濃度與呼吸道疾病入院率的相關(guān)程度，結(jié)果顯示，各網(wǎng)格中元素含量與肺癌入院率的回歸結(jié)果較好，與兒童哮喘回歸結(jié)果較差，Hg與兩種呼吸道疾病的相關(guān)系數(shù)都最高。

4、 在以上結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文通過大氣塵粒徑分析和大氣飄塵元素分析、人發(fā)元素分析、元素的致癌性檢驗(yàn)等方法，進(jìn)一步驗(yàn)證重金屬元素與肺癌的關(guān)系： 首先，證實(shí)可以用近地表大氣塵元素含量代表大氣顆粒物元素含量。由于近地表大氣塵是粗微粒，大氣顆粒物是細(xì)微粒，對近地表大氣塵做了粒徑分析，確認(rèn)其中有細(xì)微粒的成分，證實(shí)近地表大氣塵與大氣顆粒物有物質(zhì)上的聯(lián)系。為了檢驗(yàn)近地表大氣塵和大氣顆粒物的元素相關(guān)性，本文在成都市區(qū)采集了大氣飄塵樣品13件，

5、測試元素Hg含量，與相同位置近地表大氣塵中Hg元素含量對比，發(fā)現(xiàn)兩者的元素分布是一致的，說明用近地表大氣塵元素含量代表大氣顆粒物元素含量的方法是可信的。 其次，根據(jù)元素富集程度和居民健康情況的不同，在全經(jīng)濟(jì)區(qū)范圍選取4個重點(diǎn)地區(qū)，采集居民人發(fā)樣品，并采取肺癌確診患者的人發(fā)，分析其中9種元素含量，揭示居民體內(nèi)元素賦存狀況。一方面，對比地區(qū)間大氣塵重金屬元素含量和居民人發(fā)元素含量；另一方面對比肺癌患者和普通人群人發(fā)元素含量。來驗(yàn)證大

6、氣的元素賦存是否影響居民體內(nèi)元素賦存，肺癌發(fā)病與否是否伴隨體內(nèi)元素含量的差異。 第三，對前文中發(fā)現(xiàn)的與肺癌有關(guān)的元素進(jìn)行致癌性檢驗(yàn)，分作兩個子實(shí)驗(yàn)。一是選擇元素Hg，以甲基汞為受試物進(jìn)行單細(xì)胞凝膠電泳致突變實(shí)驗(yàn)，推斷Hg的致癌性。二是由于煙草是已知導(dǎo)致肺癌的因素，采用一種新方法進(jìn)行煙草燃燒過程11種元素遷移狀況的研究，探究與肺癌有關(guān)的元素在吸煙過程中以多大比例轉(zhuǎn)移進(jìn)入氣相，從而可能危害人體健康。同時有機(jī)物燃燒是向大氣排放重金屬的

7、重要途徑，選擇煙草作為有機(jī)物樣品進(jìn)行燃燒過程的元素氣固分配比實(shí)驗(yàn)，還可揭示哪些元素容易向大氣富集。 本文取得如下結(jié)論： （1）將大氣元素地球化學(xué)的原理和方法用于居民呼吸道疾病的元素起因研究，發(fā)現(xiàn)近地表大氣塵中有約17％的細(xì)粒子能隨呼吸進(jìn)入呼吸道深處，并在人體存留，發(fā)揮健康效應(yīng)。定性分析和定量的多元回歸計算均表明大氣中的Hg、Cd、Pb、As等重金屬元素與肺癌發(fā)病存在相關(guān)性，后續(xù)實(shí)驗(yàn)認(rèn)定大氣顆粒物中的Hg元素是導(dǎo)致肺癌的原

8、因之一。 （2）實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在成都經(jīng)濟(jì)區(qū)范圍內(nèi)大氣顆粒物中Hg、Cd、As、Pb等元素的富集程度高，分別達(dá)到上地殼克拉克值的58倍、35倍、20倍、17倍，這與該地區(qū)肺癌、兒童哮喘兩種呼吸道疾病發(fā)病率平均年增長約20％的情況相對應(yīng)。其中，德陽元素富集最大，呼吸道疾病發(fā)病率最高；而眉山元素富集最小，呼吸道疾病發(fā)病最低。說明大氣顆粒物中的元素確實(shí)對健康造成影響。 （3）居民人發(fā)中元素含量與環(huán)境中大氣顆粒物元素含量存在對

9、應(yīng)關(guān)系，肺癌組與對照組人發(fā)中元素Hg含量存在差異，P<0.05。 （4）致突變毒理實(shí)驗(yàn)表明甲基汞很可能是一種致癌物，香煙燃燒元素氣固分配比實(shí)驗(yàn)也表明煙草燃燒過程中約90％的Hg元素遷移進(jìn)入氣相，Hg可能是吸煙致癌的又一原因。 綜合以上結(jié)論，本文認(rèn)為，大氣中以Hg為代表的Hg、Cd、Pb、As等元素可能是導(dǎo)致肺癌的起因之一，與居民呼吸道疾病發(fā)病有一定的聯(lián)系，這些元素通常都被劃入重金屬范疇。降低這些元素在大氣中的賦存可能是防