第 351 期

健康知識
沙塵暴懸浮微粒成分引發心血管疾病之機制簡介（一）
How dust storm suspension particles cause cardiovascular diseases (part 1 of 2)

2010年3月21-23日來自內蒙古的沙塵暴籠罩全台，以日數及影響時間而言，為台灣近20年來最嚴重的一次沙塵事件，當日全台24小時懸浮微粒PM10（粒徑10μm以下的微粒）濃度平均值皆大於100PSI（空氣污染指標值，表一），部分地區還曾經超過500PSI（例如士林地區達到1700μgm-3），不但可能增加民眾呼吸系統的負荷，也可能影響慢性病患或老人及兒童等體質較敏感族群的心血管系統功能。

過去已有許多沙塵暴不同粒徑懸浮微粒對呼吸系統造成不同程度影響的研究，然而其對心臟血管系統的影響機制則是近年來才被深入探討的議題。本文以「東亞沙塵暴空氣微粒成分組成」及「沙塵微粒成分對心血管系統的影響機制」兩個章節，簡單介紹過去10年來一些文獻中對東亞沙塵暴裡各種組成物質的分析結果，以及其中某些物質對心血管系統造成影響的可能機制，期望提醒大眾在沙塵暴期間採取適當防護措施的重要性。



東亞沙塵暴空氣微粒成分組成
要瞭解沙塵暴懸浮微粒對心血管系統的可能危害，首先要瞭解這些微粒到底含有哪些有害成分。根據環保署沙塵監測網，每年冬末春季至5月以前，源自中國大陸西北與內蒙古沙漠地區的東亞沙塵暴向西吹襲，在黃海地區東北季風氣流旺盛狀況下，或是源自中國大陸華中與華南的沙塵，便會對台灣造成較大的影響，平均每年約8次左右。沙塵暴的微粒組成與其發源地地質特性及中間吹過的區域特性有關，如果中間經過許多工業密集區域，還會夾帶工業廢氣之化學物質，經過都市區域，則會混入都市交通廢氣微粒，經過農業區域，則可能揚起季節性農業焚燒廢氣，因此對於生物體的影響就更為複雜。一般而言，沙塵暴若從內蒙古一帶發生，最快約在24至36小時後才會抵達台灣，因此還有時間可以依據其來源地及可能的行進路線，判斷可能帶來什麼樣的傷害，即時預警並提出應對的措施。

中國科學院大氣物理研究所張仁建研究員發表在2005年Journal of Geophysical Research的研究顯示，在中國沙塵暴路徑中途左右的北京，沙塵暴期間空氣中懸浮微粒濃度比非事件日要多出5倍左右，其中主要是較粗的微粒（>2μm），主要成分與地殼元素組成相差不大，但含硫與氯的水溶性離子成分與工業相關的金屬元素如硒（Se）、鎳（Ni）、鉛（Pb）、溴（Br）、鋅（Zn）及銅（Cu）的含量卻明顯增加，顯示沙塵暴的行進過程中，會捲起、攜帶並累積工業廢氣中的有害物質。

國立中山大學環境工程研究所袁中新教授研究團隊分析並比較2002至2006年間沙塵暴來襲前後澎湖地區沙塵之物化特性（2007年碩士學生劉乙琦畢業論文），發現沙塵暴期間澎湖地區大氣懸浮微粒濃度（PM10，粒徑小於10μm）明顯增加，約為非沙塵暴期間PM10濃度之3~6倍，其中又以PM2.5-10（粒徑介於2.5-10μm者）之濃度增加最為明顯，其中水溶性離子成分以硫酸根（SO42-）、銨（NH4+）、硝酸根（NO3-）含量最高，金屬元素則以鋁（Al）、鐵（Fe）、鈉（Na）、鎂（Mg）、鉀（K）、鈣（Ca）、鍶（Sr）等地殼元素為主。國立中興大學環境工程學系鄭曼婷教授研究團隊檢測2007年大陸沙塵暴在台中地區所產生的PM10及PM2.5（粒徑小於2.5μm）細微粒中的化學成分（2007-2009年碩士學生畢業論文），其中PM10的成分中SO42-及Ca2+分別比非事件日增加1.5倍左右，而PM2.5的NO3-之質量濃度比非事件日約增加3倍。當沙塵暴吹至過程終點的台灣地區時，在空氣中最容易維持懸浮狀態的超細微粒（例如PM2.5或更小）比例將會增加，使事件發生期間增加的懸浮微粒物理與化學毒性對生物體最細微的組織系統造成更大傷害。

私立弘光科技大學環境與安全衛生工程系方國權教授研究團隊發表於2006年Science of the Total Environment的研究，分析台中港附近區域PM10以下空氣懸浮微粒中所含的有機成分多環芳香碳氫化合物（PAHs），結果發現附著於PM2.5的整體PAHs含量比在PM2.5-10微粒者高，PM2.5微粒所含的PAHs成分以phenanthrene、fluoranthene、pyrene、indeno(1,2,3,-cd)pyrene及benz[ghi]perylene最高；經過測點間的資料比對，發現這些PAHs很可能是來自交通排放、煤炭燃燒、燃料與石油的不完全氧化與裂解。中央研究院環境變遷研究中心紀凱獻博士等人發表於2008年Science of the Total Environment的研究發現，台灣北部海岸及台北市空氣中戴奧辛物質（PCDD/F, polychlorinated dibenzodioxin與dibenzofuran）及多氯聯苯（PCB, polychlorinated biphenyl）在2006年亞洲沙塵暴發生期間的含量會比平常日增加2-3倍左右，依據事件前後資料比對，發現多出的含量可能是隨著沙塵暴來自中國，其中又以台北市所測的八氯戴奧辛（OCDD, octachlorodibenzodioxin）含量增加幅度最大，這種戴奧辛化合物可能導致畸型，促進突變或腫瘤的生成。

除了有機或無機化學物質組成的變化外，一些研究也發現沙塵暴懸浮微粒中帶有多種生物性成分。台北醫學大學公共衛生研究所趙馨副教授等學者的研究由大台北地區測站取得的樣本分析發現（2006年國科會計畫成果報告)，黑管狀黃柄黴菌屬（Aureobasidium）、毛殼菌屬（Chaetomium）、麴菌屬（Aspergillus）及酵母菌類等真菌種類在沙塵期間的濃度高於非沙塵期間，原本在台灣出現率低於5%的葡萄黴菌屬（Botrysporium）、嗜脂著色黴（Rhinocladiella）及香石竹芽腐黴菌屬（Trichothecium），只出現在沙塵期間，黴菌屬過敏原將對氣喘、呼吸道疾病患者造成影響。美國地質測繪局沿海地質中心微生物學家戴爾格里芬博士（Dale Griffin）也有類似的調查結果，他發表於2007年Clinical Microbiology Reviews的文章中說明約有200種細菌會隨揚塵到處散佈，即使在空氣中經過一段時間的光反應後，仍可存活生長。此外，也有許多報導提到漢他病毒等致病原會依附在的齧齒類動物（如老鼠）分泌物、尿液或糞便中，當空氣乾燥且風力足夠下，將這些乾燥後變輕的生物碎屑，以揚塵中的氣膠微粒（aerosol）形式，到處傳播，讓沙塵暴事件對生物體所造成的影響更加複雜化。

《文：編輯中心吳萃慧編撰；審校：本院環境衛生與職業醫學研究組林嬪嬪研究員；圖：環保署空氣品質監測網》