近日，一项由北京大学、加利福尼亚大学洛杉矶分校与杜克大学的联合研究揭示了中国的大气污染物防治措施对多环芳烃污染及人体暴露的影响，相关成果以“Reduction in polycyclic aromatic hydrocarbon exposure in Beijing following China's clean air actions”为题，发表在Science Bulletin 2024年第20期。
多环芳烃（PAHs）是环境中最重要的有害化合物之一。中国在2007年是世界上多环芳烃的最大排放国——总排放量占全球排放量的五分之一以上且大部分排放（例如机动车排放）发生在人口密集的地区。大量证据记录了中国存在高水平的PAHs暴露，这与癌症、心血管疾病和出生缺陷等一系列不良健康影响有关。需要说明的是，这些研究大多是在2013年之前开展的。从2013年起，中国开展了史上最严格的国家清洁空气政策——“大气污染防治行动计划（2013-2017）”与“蓝天保卫战 （2018-2020）”。这些努力空前地改变了中国人为燃烧源的排放情况，但这些措施在多大程度上影响了人群对多环芳烃的暴露仍然未知。
为了回答这个问题，由北京大学、加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）和杜克大学的研究人员组成的跨学科团队从2014年到2021年持续监测北京的大气中多环芳烃的浓度水平，并在污染源示踪物的辅助下定量评估了其主要来源。结果表明，在2014~2021期间，大气中多环芳烃浓度显著下降了96.6%。在“大气污染防治行动计划”阶段，由于交通排放、燃煤和生物质燃烧的排放量均至少降低了80%以上，多环芳烃浓度急剧降低了88.2%。然而，在“蓝天保卫战”阶段，由于燃煤和生物质排放的减少被交通排放的持平所抵消，大气中多环芳烃浓度的下降速度显著变缓。此外，结果还支持了2017年清洁取暖改造在减轻多环芳烃污染方面的有效性，2017~2018年采暖季燃煤来源的PAHs大幅减少便是证据。
图1 大气中不同来源多环芳烃在2014~2021期间的时序变化
研究团队同时还对2014~2018年夏季从洛杉矶到北京旅行10周的五组UCLA学生进行了多环芳烃暴露的生物监测。结果表明，从2014到2018年，受试者在洛杉矶期间的多环芳烃暴露没有变化，但在北京期间，受试者多环芳烃的暴露减少了52.3%。这些多环芳烃暴露的降低与与大气中细颗粒物(PM2.5)或二氧化氮(NO2)浓度的变化显著相关。这些结果直接支持了空气污染控制措施减少了人群对多环芳烃的暴露。
图2 研究期间的大气污染水平与洛杉矶-北京旅行者的多环芳烃内暴露
在这项研究中，研究团队通过基于国际旅行者的自然实验，来确定空气污染控制措施在减少多环芳烃暴露方面的有效性。这一实验设计的主要优势是可以使用没有此类政策的国家（美国）作为对照。此外，连续8年的环境监测详细表征了多环芳烃排放和大气浓度的变化 —— 这是环境政策作用人类暴露的两个关键中间环节。这些结果形成了一套完整的证据链，支持了长期空气污染控制在减少人类多环芳烃方面的有效性。2014~2021年大气多环芳烃水平空前下降（97%）也突显了未来研究中国当代低水平多环芳烃污染健康影响的必要性。