摘要：全球超过3亿哮喘患者面临的威胁可能比想象中更加具体和可控。哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的最新研究首次精确锁定了空气污染中的特定成分——镍、钒等金属颗粒以及硫酸盐，正是这些"隐形杀手"直接导致哮喘住院率攀升。这一发现不仅颠覆了此前对空气污染危害的笼统认知，更为制定

信息来源：https://medicalxpress.com/news/2025-08-metals-sulfate-air-pollution-mixture.html

全球超过3亿哮喘患者面临的威胁可能比想象中更加具体和可控。哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的最新研究首次精确锁定了空气污染中的特定成分——镍、钒等金属颗粒以及硫酸盐，正是这些"隐形杀手"直接导致哮喘住院率攀升。这一发现不仅颠覆了此前对空气污染危害的笼统认知，更为制定精准的环境治理政策提供了科学依据。

该研究分析了美国11个州在2002年至2016年间近47万例哮喘住院案例，结合机器学习算法和复杂的统计模型，成功从PM2.5这一复杂的污染物混合体中分离出真正的致病元凶。研究结果显示，污染物混合物浓度每增加一个十分位数，儿童哮喘住院率增加10.6%，成年人增加8%。

从整体到具体的科学突破

图片来源：CC0公共领域

长期以来，环境健康研究主要关注PM2.5细颗粒物的整体影响，或者单一污染物的作用。然而，现实环境中的空气污染是一个包含数十种化学物质的复杂混合体，每种成分的毒性机制和健康风险都不尽相同。这种研究方法的局限性使得环境治理政策往往缺乏针对性，效果有限。

研究通讯作者、环境流行病学教授乔尔·施瓦茨指出："我们知道PM2.5会增加哮喘发作和住院的风险，但这些颗粒物由多种化合物组成，我们尚不清楚哪些化合物的危害最大。我们的研究旨在找出PM2.5混合物中哪些特定化合物需要采取最强有力的控制措施。"

为了解决这一难题，研究团队采用了创新的"混合物暴露"研究方法。他们通过整合既往研究数据和先进的机器学习算法，识别出15种构成PM2.5的关键成分，包括溴、钙、铜、元素碳、铁、钾、铵、镍、硝酸盐、有机碳、铅、硅、硫酸盐、钒和锌。随后，研究人员利用加权分位数回归这一统计方法，量化了每种成分对哮喘住院的具体贡献度。

这种方法的优势在于能够模拟真实的环境暴露情况。在现实中，人们接触的并非单一污染物，而是多种物质的协同作用。通过同时考虑所有成分的相互影响，研究结果更加贴近实际情况，为制定有效的防控措施提供了更可靠的科学基础。

工业污染源的精准定位

研究结果揭示了一个令人关注的事实：对哮喘住院贡献最大的污染物——镍、钒、硫酸盐、硝酸盐、溴和铵，都有明确的工业来源。这一发现为环境治理政策的制定指明了具体方向。

镍和钒主要来源于重油燃烧过程，包括工业锅炉、大型建筑供暖系统以及某些发电设施。这些金属在燃烧过程中以细颗粒形式释放到大气中，由于其毒性强、粒径小，能够深入肺部深处，引发严重的呼吸系统炎症反应。

硫酸盐则主要产生于煤炭燃烧，特别是燃煤发电厂的排放。煤炭中的硫化合物在燃烧过程中转化为二氧化硫，进一步在大气中氧化形成硫酸盐颗粒。这些颗粒不仅直接刺激呼吸道，还能与其他污染物发生复杂的化学反应，放大其健康危害。

值得注意的是，这些污染源在全球范围内都普遍存在。据国际能源署数据，全球仍有约40%的电力来自燃煤发电，而重油作为工业燃料在发展中国家使用更为广泛。这意味着该研究的发现具有重要的国际意义。

技术解决方案的现实可行性

研究最具价值的贡献之一是指出了现有技术手段完全能够解决这些污染问题。施瓦茨教授强调："如果我们想减少哮喘住院人数，就需要更好地控制这些污染源——我们知道如何去做。"

对于燃煤电厂的硫酸盐排放，脱硫设备（洗涤器）技术已经相当成熟。这些设备能够有效去除烟气中的二氧化硫，大幅减少硫酸盐颗粒的形成。在经济发达国家，新建燃煤电厂普遍配备此类设备，而在发展中国家，技术改造的潜力巨大。

对于镍和钒污染，解决方案包括燃料品质的改善和燃烧技术的升级。通过精炼工艺去除燃料油中的金属杂质，或者采用天然气等清洁燃料替代重油，都能显著降低这些金属颗粒的排放。

更重要的是，这些技术措施的成本效益比正在不断改善。随着可再生能源成本的快速下降，煤炭和重油在经济上的优势正在消失。多个国家已经制定了淘汰煤电的时间表，这将从根本上解决硫酸盐污染问题。

公共健康政策的新方向

这项研究的政策含义深远。传统的空气质量标准往往基于PM2.5的总浓度，而忽视了其化学成分的差异。研究结果表明，相同浓度的PM2.5如果成分不同，其健康风险可能存在显著差别。这要求环境管理部门在制定空气质量标准时，不仅要考虑颗粒物的总量，还要关注其化学组成。

在监测体系方面，当前大多数空气质量监测站主要测量PM2.5总浓度，而缺乏对具体化学成分的监测能力。建立完善的成分监测网络，实时追踪镍、钒、硫酸盐等关键污染物的浓度变化，将为精准治污提供重要支撑。

对于哮喘患者群体，这一发现也具有重要的个人防护意义。在重工业区、港口、燃煤电厂等高风险区域附近居住的哮喘患者，应该特别关注空气质量状况，在污染严重时段减少户外活动，使用高效空气净化设备等。

研究团队指出，未来还需要进一步研究短期暴露对哮喘急性发作的影响，以及不同人群对这些污染物敏感性的差异。这些深入研究将为制定更加精细化的健康防护策略提供科学依据。

来源：人工智能学家