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雾霾环境下体育锻炼的危害及应对措施

时间:2015-01-27 来源:未知 作者:傻傻地鱼 本文字数:5495字
论文摘要

  现如今,雾霾天气已严重影响到人们的正常生活。2014年3 月,李克强总理指出,要出重拳强化污染防治,以雾霾频发的特大城市和地区为重点,以细颗粒物 PM2. 5和可吸入颗粒物PM10治理为突破口,抓住产业结构,能源效率,尾气处理和扬尘等关键环节,健全政府、企业、公众共同参与新机制,实行区域联防联控,深入实施大气污染防治行动计划。要像对贫困宣战一样,坚持向污染宣战。李克强总理把贫困与污染进行类比充分体现污染的危害和治理污染已经是迫在眉睫的大事。

  近代史上有许多重大的空气污染事故。以1952 年英国的伦敦烟雾事件为例,事故中的死亡人口与该地区平时的死亡人数相比往往超过很多,其中死亡人数中心脏和呼吸系统疾病占84% ,市区中其气管炎的死亡人数比往常增加 10 倍,可见大气污染对身体健康的影响。目前,雾霾天气已经严重困扰了人们的出行,危害着群众的健康与生活。因此,治理当下的大气污染已经是刻不容缓的“世纪大事”。

  1 大气污染

  由于自然或人为的原因,改变了大气圈中某些原有成分或增加了某些有毒有害物质,致使大气质量恶化,影响原来有力的生态平衡体系,严重威胁着人体健康和正常工农业生产,以及对建筑物和设备财产等造成损坏,这种现象称为大气污染[1]。

  近年来,中国雾霾天气增多的成因是人类社会经济活动产生的人为影响因素和气候变化带来的气候因素影响相结合的结果。我国雾霾天气增多最主要的原因是社会化石能源消费增多造成的大气污染物排放逐年增加。从雾霾污染物的成分看,二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分,前两者为气态污染物,第三种颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。这些颗粒物的主要来源是热电排放、工业尤其是重化工生产、汽车尾气、冬季供暖、居民生活( 烹饪、热水) ,以及地面灰尘。此外,人类活动产生的光化学产物、局地烹饪、汽车尾气等造成的挥发性有机物转化为二次有机气溶胶,都能使雾霾频繁产生][2]。

  2 大气污染环境下进行体育锻炼对健康的影响

  体育锻炼不仅能增强体质,而且对促进人的身心健康也有积极作用。大量研究表明,大气污染严重的情况下进行体育锻炼影响到呼吸系统和心血管系统,生殖系统、免疫系统的结构与生理功能。

  2. 1 呼吸系统

  城市有毒颗粒物的来源首先是汽车尾气。使用柴油的机动车是排放细颗粒物的“重犯”。长期接触汽车尾气可直接刺激人体呼吸道,使呼吸系统免疫力下降,导致暴露人群慢性支气管炎、支气管哮喘及呼吸困难的发病率升高、肺功能下降等一系列症状。实验动物长期吸入柴油机颗粒物可引起肺泡内大量颗粒物、肺泡 II 性细胞、间质组合和胶原纤维增生,大量的中性粒细胞、浆细胞和吞噬了颗粒物的巨噬细胞,并在肺部形成片状斑点; 肺部清除颗粒物的半衰性延长,巨噬细胞功能降低,免疫力下降,细菌感染机会明显增强,最终损害肺通气功能,造成慢性损伤和病变[2]。

  人体的生命活动和生理功能是依靠与外界大气环境不断进行着气体交换维持的,显然大气污染中组成成分成为了人体健康的保证。人体在大气污染的环境下进行体育锻炼会对呼吸系统产生多大危害o就呼吸系统而言,身体在安静时的呼吸方式基本上采用鼻腔吸气,由于鼻腔对空气的滤过作用进入肺的污染物就相对较少。而在大气污染的环境中进行运动,由于运动时呼吸方式由鼻 -咽呼吸过渡为鼻 - 咽与口 - 咽的混合呼吸模式,通过鼻腔进入肺的空气会减少而通过口咽进入肺的气体增多,这样会大大减少鼻腔对空气污染物的过滤。而运动时常常采用深呼吸的方式,而呼吸深度不同取决于人体活动状态,这样就导致通气量也不同。由于运动时的肺容量、每分通气量的增加和呼吸频率加快,使污染空气中更多的可吸入颗粒物进入体内。一部分附着和沉积在呼吸道壁和上皮细胞上; 另一部分利用运动时肺泡扩散面积的增大,进入肺泡内,沉积于肺的深部,使呼吸机能减退,肺换气功能降低,从而加剧发生呼吸系统疾病的发病率和死亡率。

  2. 2 心血管系统

  近年研究显示,大气污染颗粒物尤其是 PM2. 5( 细颗粒物)与心血管疾病发病率和死亡率直接相关,大气污染对心血管疾病的影响已经超过对呼吸系统疾病的影响[3]。目前认为,对于敏感人群只需数小时至数天暴露于 PM2. 5浓度增高的环境中,则急性心肌梗死、脑卒中、心律失常和心力衰竭的发生率增加[4]。

  2. 2. 1 氧化应激和炎症。大气污染颗粒物通过呼吸作用直接作用于肺部细胞,并进入血液循环系统,肺部产生的炎症因子也可作用于心血管系统。PM2. 5影响心率变异的高频组分可能是经由活性氧簇介导的,这可能是其产生心血管效应的关键途径[5],PM2. 5中的可溶性过渡性物质可加重氧化应激,增强其介导的炎症反应。

  2. 2. 2 心血管功能障碍和动脉粥样硬化长时间接触大气污染颗粒物数天后,通过炎症、氧化应激、交感神经兴奋性增加等机制损害血管内皮细胞功能,使NO依赖的血管扩张减弱血管收缩加剧。也有研究表明,慢性吸入PM2. 56 个月之后,载脂蛋白 ApoE 基因敲除小鼠的动脉管壁粥样硬化复合斑面积显着增加[6]。也有研究表明,PM 升高可干扰自主神经功能,加快血管噬斑形成[7]。总之,PM 浓度的增加可通过动脉粥样硬化诱发并加重脉管系统的损伤。

  2. 2. 3 心律失常。大气污染中的可吸入颗粒物可使心律失常。动物实验显示,心肌梗死大鼠在接触汽车尾气后 HRV 下降,自发性室性心律失常增加,这与颗粒物作用于肺内自主神经系统受体有关。

  正常人运动时,心血管系统受肌肉运动和呼吸系统的影响。运动时心输出量则通过呼吸中枢和心血管中枢之间的协调作用,导致心血管中枢兴奋,引起心率加快,心肌收缩力量增强,心输出量增加。而运动时进入肺内的大量污染物主要是可吸入颗粒物通过肺与组织、血液的气体交换,被血液吸收,溶解于血液并大量囤积在心脏和血管壁周围,使血管阻力增大、功能降低,血压升高、心脏泵血功能减弱,造成脑、心肌脏等组织器官严重缺氧,加速心血管系统疾病。

  2. 3 生殖系统

  中国社科院联合中国气象局发布《气候变化绿皮书》,报告称雾霾天气影响健康,除会使呼吸系统及心脏系统疾病恶化等,还会影响生殖能力。但目前研究大气污染对人体生殖及发育毒性的资料仍较少。裴秋玲等[8]对23 名交通警察进行精液检查发现,精子活动率和琥珀酸脱氢酶( SDH) 活性降低,精子畸形率增高,电镜检查发现精子顶腔扩大,细胞核和染色体发生变化,其原因可能和汽车尾气的铅竞争性取代钙离子,影响细胞磷酸化,干扰精子线粒体能量代谢有关。国外流行病学调查研究还发现,大气中的颗粒物中所吸附的芳香族物质的含量与人体精子的畸形和新生儿缺陷等发育毒性有关,提示生殖细胞也受到损害。由于大气污染趋于复杂性、变化的多样性,而我国在研究大气污染影响生殖系统方面还不成熟,对于“雾霾影响生殖”的问题,国内尚无相关医学实验证明。“雾霾影响生殖”研究是一项长期的过程,需要社会各界长期持续关注。

  雾霾天气下运动,大量可吸入颗粒物会通过气血屏障进入血液,而后通过血液循环到达全身各处,并会作用于生殖系统。运动时,全身大部分组织器官被动员,使呼吸加快、呼吸深度加大,大量持久性有机污染物附着在 PM2. 5颗粒物上,并进入血液循环,作用于生殖器官,导致男性的睾丸癌、精子数降低、生殖功能异常。因此,在大气污染下运动,其生殖系统面临严重考验。

  2. 4 免疫系统

  系统免疫是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统。

  长时间暴露于大气污染下不仅能引起急性中毒和慢性危害,而且影响机体免疫功能。低浓度大气污染长期反复作用于人体,可使机体免疫功能受到损害,导致免疫球蛋白改变[9]。有研究证明,长期居住在不同程度大气污染环境中的儿童,在未出现临床症状之前,其免疫功能已有不同程度降低[10]。而随着城市化的进程和交通运输业的发展,汽车尾气带来的大气污染是过敏性疾病的主要危害健康因素,由于机动车排出的颗粒物污染可导致过敏性炎症、慢性损伤等,增强LgE 应答,提高气道超敏反应。大量的大气颗粒物污染还可使机体免疫监视功能低下,导致机体对感染其他疾病的抵抗力下降。

  适量运动可使机体呼吸系统、心血管系统等免疫功能增强。而长时间暴露在雾霾天气下进行体育锻炼对免疫系统伤害特别明显,尤其是呼吸系统免疫和皮肤免疫。这是因为,在大气污染严重时进行长跑等剧烈运动,其吸入大污染物的总量的也在增加,由于运动导致呼吸系统免疫对外来的有毒、有害物质承受不足引起呼吸道疾病的发病率增高,常出现慢性支气管病等症状。而对于本身免疫系统脆弱的老年人来讲,长期在雾霾天气下运动呼吸系统病变所引起肺癌的几率也大大增加。

  另外,由于空气流通不畅和污染物增加,运动时会粘附在皮肤的表面导致皮肤免疫能力下降,甚至得皮肤癌。

  2. 5 致癌致突变效应

  2013 年 10 月 17 日,世界卫生组织下属的国际癌症研究机构发布公告,首次指认大气污染“对人类致癌”,并且有充足证据显示,暴露于户外空气污染中会致肺癌,而且患膀胱癌的风险会相应增加。这家机构先前已将大气污染中的一些成分界定为第一类致癌物,比如尾气,这也是第一次将大气污染作为整体列为第一类致癌物。任长江等[11]研究证明,汽车尾气染毒时间与小鼠骨髓细胞的致突变性影响呈正相关,提示汽车尾气对骨髓细胞有致突变性。而致突变性的发病概率增加势必导致癌症的发生。

  癌症是一种严重危害人类健康和生命的疾病,目前虽然没有良药可治,经常参加体育锻炼不仅能增强体质、提高抗病能力还可预防某些癌症的发生和减轻癌症的毒性。而在运动时雾霾天气下弥漫的重金属、环芳烃、持久性有机污染物等有害物质,容易被呼入肺中,引发慢性阻塞性肺疾病、支气管炎,甚至导致肺癌的发生。这样原本体育带给人们的积极效应变成了消极效应。

  3 防治大气污染的对策研究

  3. 1 防治大气污染的可行措施

  3. 1. 1 调整能源战略发展并采用清洁能源

  发展利用太阳能、地热能、风能、水能、生物能、核能等较清洁的能源是解决大气污染问题的根本途径之一,要改变我国以煤炭为主的能源结构而导致的大气污染严重的局面,开发和利用无污染或少污染能源已成为当务之急。此外,国家还要利用当前的国际发展态势,培养人才,引进先进的清洁生产技术,开放国际合作交流。

  3. 1. 2 控制工业企业污染

  当前我国经济发展仍以第二产业为主,客观来说,工业污染程度在一定程度上决定着大气质量,所以工业企业污染成为亟待解决的问题。现如今,我国政府除通过产业结构转型、调整工业布局、能源结构调整等政策控制工业企业污染外,还可以采取一些具体措施,包括: 设立专项资金来鼓励企业采用、引进先进的清洁生产工艺和技术,减少或消除废弃物的排放。例如,在工业生产方面普及二氧化硫净化技术电厂、集中供热锅炉采取脱硫措施、电厂锅炉安装低氮燃烧器。

  3. 1. 3 集中供热

  普及发展集中供热方式取代分散供热的锅炉是城市基础设施改造的重要内容,是综合防治大气污染的有效途径。它对发展生产、节约资源、改善大气环境质量、改变人民生活等方面具有重要意义。目前,我国主要采取集中供热方式主要有热电联产、集中锅炉房供热以及余热利用等方式。

  3. 1. 4 加强汽车污染防治

  机动车数量的增加尤其是私家车的普及,以汽车尾气为主体的污染逐渐成为当今社会的一大环境难题。政府可采取以下措施: 为汽车推广安装净化装置; 大力推进研究清洁燃料和清洁汽车,根据燃料对环境造成压力的大小征收燃料税,通过这种形式来鼓励个体用户使用污染较少甚至零污染的燃料;大力发展轨道交通和公共交通,减少机动车出行量; 鼓励市民乘坐公共汽车、地铁、骑自行车以及步行方式去进行日常生活[12]。

  3. 2 建立并完善全国大气雾霾警报和预报系统

  在大气污染下,政府部门应把不良空气质量对健康的潜在威胁通知给公众,并建议公众采取行动尽可能减少接触高污染的环境。还可鼓励采取自愿行动或强制性的短期措施,以便在大气污染或雾霾期间减少污染排放物。常见的警报系统分为三个阶段。第一阶段,根据空气质量发布健康建议警报,同时要求采取自愿行动来减少污染物的排放; 第二阶段,采取强制性的污染控制措施( 如要求工厂把排放量减少 30% 甚至更低) ; 第三阶段,要求采取更严格的措施( 如迫令工厂停工) 。

  3. 3 大力加强城市绿化建设

  城市植被能吸附灰尘、吸收有害气体,因此,能很好地净化城市空气。树木和草坪还拥有“有害气 体净化场”的美称,具备吸收大气中的悬浮颗粒物、二氧化硫、氟化氢和氯气等有害物质的功能。因此,绿化建设被视为控制城市大气污染的既经济又有效的措施之一。在城市植树净化空气的同时,也要加强对无故破坏植被的单位与个人进行相应惩罚。

  3. 4 合理选择体育锻炼的时间、地点和运动方式

  由于上下班时出行的车辆增多以及排放的汽车尾气大量增加,使雾霾天气加重,市民锻炼时要避开上下班高峰期。在雾霾天气下,在室内进行体育锻炼同样能起到强身健体的作用,例如俯卧撑、慢跑、健身操等运动。优先选择远离城市的乡村城镇、绿化程度高的地点等。

  4 小结

  大气污染、雾霾天气的严重恶化,使人们自身生命、健康安全遭到严重威胁。在这种环境下从事体育锻炼会大大降低锻炼效果和质量。特别是在大气颗粒物下长期暴露或在雾霾天气下进行体育锻炼,身体的各个器官、组织、系统的生理机能等都会遭到不同程度的损伤与破坏,这就要求体育锻炼者应合理选择适宜的锻炼地点、锻炼时间和锻炼强度。另外,通过调整能源战略、控制工业企业污染、加强汽车污染防治、完善全国大气雾霾警报、预报系统大力、加强城市绿化建设等措施也是防治大气污染、提高人们健康水平的重要措施。

  参考文献:
  [1] 贾振邦. 环境与健康[M]. 北京: 北京大学出版社,2008:40 -65.
  [2] 气候变化绿皮书: 应对气候变化报告( 2013) [M]. 北京: 社会科学文献出版社,2013:243 -244.

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