暗藏在我们生活中的致癌隐患—多环芳烃

在我们日常生活中，各种有机化合物充斥着我们的环境，其中有一种名为多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs）的化合物，正悄然成为公共健康的隐形威胁。尽管它的名字对大多数人来说可能并不熟悉，但它的存在和影响却不容忽视。多环芳烃是由两个或两个以上苯环稠和而成，能长距离传输且具有致癌、致畸和致突变的持久性有机污染物。这类化合物在环境中广泛存在，对人类健康构成严重威胁。接下来，我们将深入了解多环芳烃的来源、性质、危害以及如何防范和应对多环芳烃污染。

一、多环芳烃的来源

多环芳烃的来源分为自然源和人为源。自然源主要来自陆地、水生植物和微生物的生物合成过程，森林、草原的天然火灾、火山的喷发物，以及从化石燃料、木质素和底泥散发等。

然而，与自然源相比，人为源对多环芳烃的贡献更为显著。人为源主要包括各种矿物燃料（如煤、石油和天然气等）的不完全燃烧、木材和纸的燃烧，以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原条件下热解形成的；工业活动如煤气化和液化厂、炭黑、煤焦油沥青和沥青生产、焦炭和铝生产、催化裂化塔和炼油厂的相关活动都会产生多环芳烃；家庭取暖过程中，尤其是使用煤炭等固体燃料时，会产生多环芳烃；机动车排放的尾气也是多环芳烃的一个重要来源。此外，吸烟者喷出的烟气中也能检测到多种多环芳烃。某些消费品，如皮革、橡胶、塑料、润滑剂、油漆等，也可能含有多环芳烃。

图1 多环芳烃的来源

二、多环芳烃的性质与分类

多环芳烃是一类具有两个或两个以上苯环的芳烃，根据苯环的连接方式不同，多环芳烃可分为联苯和联多苯类、多苯代脂肪烃类和稠环芳烃类。

（一）联苯和联多苯类：这类芳烃由两个或多个苯环通过共用的碳原子相连。例如，联苯（由两个苯环组成）是最简单的联苯类化合物。

（二）多苯代脂肪烃类：这类芳烃由多个苯环通过共用的碳-碳单键或双键相连，形成类似脂肪烃的结构。例如，萘（由两个苯环通过一对共用的碳原子相连）是最简单的多苯代脂肪烃类化合物。

图2 多环芳烃的性质与种类

（三）稠环芳烃类：这类芳烃由多个苯环通过共用的碳原子形成高度稠合的结构。例如，苯并[a]芘（由四个苯环组成，其中三个环稠合在一起）是一种常见的稠环芳烃。

三、多环芳烃的危害

多环芳烃的危害对环境和人类健康都会带来负面影响。根据世界卫生组织（WHO）的数据，长期暴露于高水平多环芳烃的人群患肺癌的风险比一般人群高出约50%。特别是在工业区工作或居住在交通繁忙地区的个体，其风险更高。多环芳烃通过呼吸道、皮肤、消化道被人体吸收，有诱发皮肤癌、肺癌、直肠癌、胃癌、膀胱癌等作用。其中，4～6环多环芳烃尤其是结构不对称的多环芳烃（如荧蒽、苯并[a]芘）一般都具有致癌性。多环芳烃并不是直接致癌物，但它在体内经过酶的作用后生成致癌物，致癌物与DNA或RNA等结合后产生不可修复的损害而导致癌症的发生。

一项针对城市居民的流行病学研究表明，多环芳烃暴露与慢性阻塞性肺病（COPD）的发展有直接关联。研究发现，居住在多环芳烃污染较高区域的居民，其COPD的患病率比其他地区高出20%。此外，儿童时期的多环芳烃暴露可能导致哮喘和其他呼吸道疾病的早期发作，影响儿童的生长发育和呼吸健康。多环芳烃多附着于可吸入性颗粒物上，随着呼吸入侵机体，可降低肺泡表面活性物质的活力，使机体呼吸系统受到损坏，可能会导致咳嗽、憋喘、呼吸困难等症状。

实验室动物研究显示，高剂量的多环芳烃暴露会导致神经系统细胞的损伤和退化，进而影响认知功能和行为表现。虽然人类研究的证据尚不充分，但这些发现揭示了多环芳烃对神经系统的潜在危害。针对职业暴露于多环芳烃的工人的研究发现，工人的肾脏功能出现异常，表现为尿液中出现了蛋白质和红细胞，这是多环芳烃使机体内β2-微球蛋白量增多，血β2-微球蛋白偏高，导致肾小球滤过功能受阻，从而对肾脏造成一定程度的损伤。

图3 多环芳烃对人体的危害

最后，多环芳烃还可能影响免疫系统和内分泌系统，导致糖尿病、心脏病和肝病等疾病。此外，多环芳烃还可能引起胎儿畸形，妊娠期暴露可能会对胎儿的发育造成伤害。

四、多环芳烃的危害事例

2003年，中国淮河沿岸的蚌埠市发生了严重的多环芳烃污染事件。由于当地一家化工厂排放的废水中含有高浓度的多环芳烃，导致下游的淮河水体受到严重污染。居民饮用受污染的水后，出现了多种健康问题，包括癌症、肝病和皮肤病等。

2008年，美国加州的一个垃圾焚烧厂由于排放的多环芳烃浓度超标而被罚款并责令整改。该厂每天处理大量的生活垃圾，其中含有不少塑料和橡胶等含有多环芳烃的物质。

虽然以上事件发生在较早之前，但作为典型的多环芳烃污染案例，仍然具有警示意义。鉴于多环芳烃的严重危害，我们需要采取一系列措施来防范和应对多环芳烃污染。

源头控制与监测：对潜在的多环芳烃污染源进行定期调查和监测，包括水体、土壤和空气等环境介质，以便及时发现和处理污染问题。例如，采用连续在线监测系统可以实时追踪污染物浓度，确保排放符合标准。在实际治理过程中，根据每种污染物的具体情况采取不同的治理技术和手段。

治理技术与标准：制定和实施针对多环芳烃的污染治理技术和标准至关重要。这包括使用生物降解、化学吸附、高级氧化过程等技术来去除或降低污染物浓度。同时，参照国际和国家标准，确保治理效果和环境安全。

此外，要加强环保宣传和教育，提高公众对多环芳烃污染的认识和防范意识。同时，政府应加大对违规排放企业的处罚力度，健全环境响应体系，鼓励和支持环保技术创新。制定更加严格的法律法规和标准，以保障环境和居民的健康和安全。

五、未来展望

随着科技的进步和人们环保意识的提升，我们正朝着更有效的多环芳烃污染治理方式和体系迈进。通过创新燃烧技术和推广清洁能源，我们能从根本上控制多环芳烃的生成。同时，对多环芳烃降解机制的深入研究将引领我们开发出更为高效环保的治理方案，如生物修复等生态友好型技术，在不破坏自然环境的同时，也能有效清除这些有害物质。随着公众对多环芳烃危害认知的增强，大家的防范意识将随之提升，行动也将更加有效。我们正共同努力，运用科技、政策与公众力量，打造一个更加健康安全的地球家园。让我们携手合作，为守护我们共同的地球贡献力量。