拚圖遊戲：大氣顆粒物健康研究
封麵故事
作者：曹玲
2011 年10 月30 日，溫州市郊一位菜農在未開發的房產用地上以焚燒方式開荒長期隊列研究的無奈
“如果是我，肯定就退賽了。”北京大學環境科學與工程學院院長朱彤說。他指的是今年10月19日的北京馬拉鬆比賽。當天北京城被霧霾籠罩，一些參賽者自備防毒麵具、口罩，被網友戲稱為“口罩展覽會”。
“關於大氣顆粒物對健康的影響現在已經有一些確切的結論：第一，PM2.5對人體健康有危害；第二，PM2.5是大氣顆粒物中對人體危害最大的顆粒物；第三，PM2.5對人的全身都有影響。”正是基於這些認識，他不願意在霧霾較重的情況下進行跑步這樣近乎“吸毒”的運動。
“我們沒有太好抵禦霧霾的辦法，能做的也就是汙染嚴重的時候不出門，出門戴口罩，使用空氣淨化器。”但是話又說回來，這些措施究竟能產生多大的效果也是個未知數。他的孩子今年4歲，霧霾嚴重的時候出門會戴口罩。“口罩能否和麵部緊密貼合？在經常開門、開窗的情況下空氣淨化器到底起到多大作用？對我而言這些都是心理安慰。”他笑笑說，“但是家裏人信這個。”
與普通人一樣，如果早晨起床發現天氣糟糕，他也會情緒低落。“影響是雙重的。一是作為普通人來說天氣不好確實糟心；二是作為一個研究大氣汙染的人，研究了這麼久，也進行了治理，汙染還是這麼嚴重，當然心情不好。所以如果有藍天我會很高興，但這藍天不是我們的功勞，一靠控製，二靠老天幫忙。”
2013年3月31日，世界衛生組織發布了《2010年全球疾病負擔評估》報告。報告稱，2010年，細顆粒物（PM2.5）形式的室外空氣汙染居全球20個首要致死風險因子第9位，在中國則為第4，前三位分別是飲食結構不合理、高血壓和吸煙。
該報告由50個國家、303個機構、488名研究人員曆時5年時間完成，發表於國際權威醫學雜誌《柳葉刀》上。報告顯示，在全球範圍內，細顆粒物形式的室外空氣汙染每年在全球導致320多萬人過早死亡及超過7600萬健康生命年的損失，其中1個人減少1年壽命為1健康生命年；2010年在我國，室外空氣汙染導致123萬人過早死亡及超過2500萬健康生命年的損失，比1990年的評估結果高出33%。
曾經參與此項目大氣汙染工作組研究的複旦大學公共衛生學院教授闞海東在《對〈2010年全球疾病負擔評估〉中我國PM2.5汙染部分的一些看法》一文中寫道：“全球範圍內大氣汙染已經成為主要健康風險因子之一，而且比公眾以往認為的要嚴重得多，造成的疾病負擔對我國和其他發展中國家造成的影響最大，必須采取有效行動以減少大氣汙染暴露。”
他也承認研究結果存在一定的不確定性。“第一，因為我國缺乏PM2.5長期的連續監測數據，評估采用美國國家航空航天局（NASA）衛星數據反演、結合大氣模型的方法估計獲得我國PM2.5濃度估算值，這和地麵真實的監測值之間肯定存在某些差別，需要我國更多監測數據的證實。第二，由於我國缺乏PM2.5與居民健康危害的前瞻性隊列研究結果，該報告采用美國癌症協會隊列研究獲得的PM2.5和健康的暴露―反應關係，和我國的高汙染情況有較大差別，所以結果存在一定的不確定性。”
“關於PM2.5對健康的危害我們不知道的很多，這導致一些研究的不確定性，未知的主要有三大問題。”朱彤說，“第一個問題，中國大氣汙染高濃度情況下，造成的健康風險有多高？中國目前開展的研究還比較有限。汙染物對人體健康的影響需要收集很多年數據，而中國有很多官方數據難以獲得，我們現在的很多研究都是按照歐美國家相對較低的暴露水平進行的，並不能反映我國的實際情況。第二個問題，中國大氣汙染顆粒物的來源、化學成分和大小都很複雜，不同的顆粒物對人體健康的危害有多大？第三個問題，這些顆粒物是怎樣產生危害的，通過什麼樣的過程，有什麼樣的機製？”
PM2.5對健康的影響分為急性效應和慢性效應，急性效應可以用時間序列來研究，慢性效應需要用隊列研究。“隊列研究需要很長時間的數據積累，難度很大，需要長期投入大量研究經費和隊伍支持。”朱彤說。
最著名也非常經典的隊列研究是美國哈佛大學的六城市研究。研究從上世紀70年代開始，後來將PM2.5與6個城市的人口死亡率結合起來，進行長期追蹤，進而在上世紀90年代提出PM2.5是需要控製的細顆粒物。這項研究成為美國治理PM2.5的一項重要依據。
“在歐美，一些汙染城市大氣顆粒物曾經有很高的數值，比如倫敦煙霧時期和洛杉磯煙霧時期，但是那時候他們沒有做這樣係統的研究，等開始研究的時候濃度已經大大降低，PM2.5濃度最高不過30微克/立方米，中國現在很多城市比它們高很多，我們要解決的是高濃度下的健康效應問題。”
朱彤一直想做類似的隊列研究，但是沒有成功，這讓他很沮喪。“我很困惑為什麼這個事情做不成。大家都急於找到一個答案，很多人不願意等10～15年來做一個事情。雖然在我們這個圈子裏都認可隊列研究的重要性，但還有很多學術界的人持不同觀點，政府部門也需要科學家很快拿出答案。目前在我國的科研體製下，沒有項目能支持長時間空氣汙染的研究追蹤。”
10 月9 日，西安市西二環路白家口立交橋下，一名交警正在對過往車輛的尾氣排放情況進行抽查7 月4 日，被稱為“霧炮”的多功能抑塵車在河北張家口市宣化區上崗急性健康影響
在無法進行長期追蹤性研究的情況下，朱彤所在的研究組做了一些急性效應研究來驗證已有的結論。國內外很多研究表明，空氣汙染是心血管疾病的重要危險因素。揭示短期影響的有歐洲環境汙染與健康研究計劃，在對歐洲29個城市4300萬人資料分析後發現，PM10每升高10毫克/立方米，每日總死亡率與心血管疾病死亡率分別增加0.6%和0.69%；揭示長期影響的有哈佛六城市隊列研究，在控製飲食、汙染物聯合作用等混雜因素後，PM2.5年平均濃度每增高10毫克/立方米，心血管疾病患者死亡率增加6%，且未觀察到其健康效應的閾值。
但空氣汙染是如何導致心血管疾病的呢？這一機理還很不清楚。“以往主要的假設為空氣汙染可能首先誘發氧化性損傷和係統炎症，進而導致血栓形成、引發上皮細胞損傷以及心髒自主神經功能和血管功能異常，不過人群研究的直接證據不足。”
幸運的是，2008年北京奧運會和殘奧會期間因為實施了大量的空氣汙染控製措施，奧運會前後大氣汙染水平發生急劇變化，成為一個空氣大範圍改變的天然實驗室，為檢驗一些假設提供了難得的實驗契機。
在此期間，朱彤所在的團隊做了三個實驗。第一個實驗以40名北大附小10歲左右的兒童作為目標人群，選取與細顆粒物汙染相關的健康指標進行研究，結果發現奧運會期間北京的空氣質量明顯好轉，細顆粒物包括黑炭的濃度大為下降，兒童的相關呼吸係統指標要好於奧運會前。在同時對其他幾種主要大氣汙染物的健康效應做掃描式分析對比後，他們得出結論：盡管黑炭隻占細顆粒物總體的5%左右，但其對人體健康的影響卻相當於細顆粒物的整體效應。