2-2 酸性氣膠的健康效應

流行病學和實驗所得之毒物學資料均指出，細微粒或某些組成(如酸性氣膠)可能為

造成 PM 與死亡率或 PM 與罹病率之相關性的主要貢獻者【21】。酸性氣膠的影響首先 為其酸性的強度（H⁺的數量），也就是說，H₂SO₄的酸性比 NH₄HSO₄強，而 NH₄HSO₄ 的酸性又比(NH4)₂SO₄ 強，酸性氣膠的大小亦影響他們的強度。硫酸會影響肺功能

【17】。氣喘患者，特別是青春期的患者更顯現出高敏感度，實驗中發現，當急性暴露 濃度達到 70µg/m³時，青春期氣喘患者的肺功能有小幅下降的趨勢。此外，硫酸會影響 人和動物的黏液纖毛清除(mucociliary clearance)，影響的大小和方向性(增加或減少)是 取決於濃度、暴露週期和肺的區域。人類暴露在 100 µg/m³ 硫酸中ㄧ小時，會降低黏液 的清除作用，動物試驗中顯示硫酸也會影響肺泡的清除作用。

慢性暴露在硫酸中可造成肺部組織病變，影響黏液分泌細胞以及肺功能的改變。

1.酸性氣膠對死亡率的影響

證據指出，強酸性的 PM 與急性或慢性健康影響均有相關，過去的汙染事件中，

尤其是 1950 和 1960 年代之 London Fog 事件，當 PM 和 SO₂共同出現高濃度時，所提 高之酸性氣膠濃度(400 µg/m³的 H₂SO₄或者是 8000 nmoles/m³ H⁺)與急性死亡率具有相 關性。此外，Thurston 和 Ito 等人【21】發現在非事件汙染濃度(H₂SO₄30 µg/m³或者 H⁺600 nmoles/m³)下，倫敦市民的死亡率和酸性氣膠有顯著相關【21】。

2.酸性氣膠對呼吸道疾病的影響

健康孩童的急性症狀研究指出，美國六個城巿的孩童呼吸和其它疾病原因的記錄 無法證明 H⁺和下呼吸道症狀之關連，除非 H⁺高於 110 nmoles/m³【18-19,22,23】，而兩 個城巿的上呼吸道症狀和每日 H₂SO₄值則有強烈的相關。

慢性 H⁺暴露對孩童呼吸健康和肺功能影響的研究與慢性 H⁺暴露結果之影響具有 一致性【17-19,23】。六個城巿的研究對支氣管炎盛行率的初步分析發現，一般情況下，

平均 H⁺濃度比 PM 更具有相關性【5】，對這些城巿和另一個控制母親吸煙、教育程度 及種族等地區的追蹤調查，發現夏季 H⁺濃度和慢性支氣管炎及相關症狀具有關聯性

【24】，出現支氣管炎之最高酸性濃度(58 nmoles/m³H⁺)和最低濃度(16 nmoles/m³H⁺)其 相對危險比(relative odds)為 2.4 (95% CI=1.9~3.2)。另外，從美國和加拿大 24 地區的孩 童所做之追蹤調查【25】，更堅定了支氣管炎和強酸性 PM 的顯著相關(relative odds=1.7, 95% CI: 1.1~2.4)；此研究調整了性別、年齡、雙親的教育程度、雙親有無氣喘或過敏症 等因子。另外也發現帶有強酸微粒的地區，孩童平均 FVC 和 FEV_1.0均較低【24】，因此 慢性暴露在強酸的 PM 中會對孩童的呼吸健康產生影響。

呼吸道防禦機轉可以殺死、驅離吸入物質或去除其毒性，當暴露在 1000 µg/m³ H₂SO₄以下的劑量時，可能會改變此一機轉。酸性氣膠會改變人和實驗動物的黏液纖毛 之清除作用，其影響是取決於暴露濃度和肺部區域。比如說，一個人在暴露於 100 µg/m³ 1~2 小時後，發現其大支氣管的清除速率會增加，但在周圍較小的氣管清除速率會變

纖毛清除作用，比如：將兔子斷斷續續地暴露在 125 µg/m³之 H₂SO₄一年左右，暴露期 間其清除率有增加的現象，但停止暴露六個月後清除率反而降低了。這些反應造成了黏 液和上皮分泌細胞組織型態及化學上的變化，以抵抗細菌感染的防禦機轉為例，急性暴 露在 1000 µg/m³H₂SO₄中而改變。

高濃度的酸性會造成動物呼吸道型態學的劇烈變化，在低劑量的慢性暴露裡，主 要反應是上皮組織的黏液分泌細胞肥大和增殖，此一變化可擴展到分泌細胞稀少或缺乏 的小支氣管和細支氣管。有限的資料也提出暴露在酸性氣膠中可能會影響肺泡巨噬細胞 的吞噬功能，文獻上有記錄的最低劑量為 500g/m³H₂SO₄。重覆暴露在 250g/m³H₂SO₄ 中會使肺泡清除粒子的速率增加，較高的劑量反而降低此速率，兔子在低濃度(如 75

g/m³H₂SO₄)暴露會影響其肺泡巨噬細胞之功能。

3.酸性氣膠對肺功能的影響【17,26】

急性或慢性暴露在致命劑量以下之 H₂SO₄ 的實驗動物，其呼吸道功能會因而改 變，這部分的病理現象較其它部分更加明顯。急性暴露改變肺功能，主要是因為支氣管 緊縮的緣故。但在 1 mg/m³ 劑量下想使健康動物的氣管阻力產生改變，除了天竺鼠以 外，其餘試驗大都是失敗的。能使天竺鼠的支氣管緊縮之最小 H₂SO₄ 的量為 100

g/m³(1-h 暴露)。一般來說，較小微粒對肺功能改變的影響較大，特別是處於低濃度時，

不過即使使用天竺鼠，酸性氣膠造成之反應也沒有一致性。慢性暴露在 H₂SO₄裡也能造 成肺功能改變(如：猴子呼吸速率和換氣分布的改變)，但在這些例子中，影響濃度為500

g/m³。免子重覆暴露在 250g/m³H₂SO₄或單獨暴露在 75g/m³裡均能造成氣管的過度 反應。

從 1988 年起，十個人體臨床研究証明，健康個體暴露於 2000g/m³H₂SO₄中一小 時，並不會造成肺功能降低，即使以運動以及使用酸性嗽口水把口中氨的中和作用降至 最小。溫和的下呼吸道症狀發生在暴露濃度為 mg/m^３的範圍，而且特別是細微粒所造成 的。

這些研究並沒有清楚地建立暴露-反應的關係，在酸性氣膠對肺功能的影響，氣喘 患者比健康人來得更加敏感，但各研究間產生影響的濃度有很大的差別。青少年氣喘患 者比成年患者更加敏感，當 H₂SO₄ 的暴露濃度只比尖峰環境濃度稍高(如：小於 100µg/m³)，青少年氣喘患者的肺功能會輕微的下降，雖然仍不清楚這些研究相互矛盾 的原因，但是每個人感受性和受試者選擇的不同可能是一個重要因素。即使研究報告沒 有任何肺部影響，但在臨床上，氣喘患者偶爾會出現重要的影響。不同實驗室做的兩個 研究，均提出對酸性氣膠的感受性可能與氣管的感受性基線(baseline)的大小有關。無論 如何，根據有限的研究，患有慢性阻塞性肺疾病的老年人及受試者，與健康成年人比較，

其酸性氣膠對肺功能之影響並沒有感受性的差異。

酸性氣膠是否為環境 PM 暴露對肺功能影響的原發性因子，由於動物實驗中產生

影響需高濃度，但環境中暴露水準均為低濃度，因此至今未得到一個清楚的証明。