Các chất ô nhiễm không khí dạng khí

Các chất ô nhiễm không khí dạng khí là những khí phản ứng làm ô nhiễm không khí cùng với vật chất dạng hạt, trong đó quan trọng nhất đối với sức khỏe là ôzôn tầng đối lưu, nitơ điôxít, lưu huỳnh điôxít và cacbon mônôxít. Chúng chủ yếu phát sinh từ quá trình đốt cháy và hóa học khí quyển, đồng thời có liên quan đến các tác động hô hấp và tim mạch.

Definition

Các chất ô nhiễm không khí dạng khí là những khí độc hại có trong không khí xung quanh hoặc trong nhà, chủ yếu là ôzôn tầng đối lưu (một chất ô nhiễm thứ cấp hình thành quang hóa), nitơ điôxít và lưu huỳnh điôxít (chủ yếu từ quá trình đốt cháy), và cacbon mônôxít (từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn).

Scope

Chủ đề này bao gồm các chất ô nhiễm dạng khí chính, nguồn gốc và hành vi trong khí quyển của chúng, cách chúng gây tổn thương đường hô hấp và tuần hoàn, cũng như bằng chứng dịch tễ học liên hệ chúng với tỷ lệ tử vong và các bệnh hô hấp như hen suyễn. Nó đề cập đến các khí như một nhóm chất ô nhiễm, bổ sung cho chủ đề vật chất dạng hạt, và lưu ý rằng phơi nhiễm khí và hạt thường xảy ra đồng thời.

Key concepts

• Ôzôn tầng đối lưu
• Nitơ điôxít và các ôxít nitơ
• Lưu huỳnh điôxít
• Cacbon mônôxít
• Chất ô nhiễm sơ cấp so với thứ cấp (hình thành quang hóa)
• Tổn thương ôxy hóa và viêm đường hô hấp
• Phơi nhiễm đồng thời với vật chất dạng hạt

Mechanisms

Các khí phản ứng chủ yếu tác động lên đường hô hấp: ôzôn và nitơ điôxít là các khí ôxy hóa gây tổn thương biểu mô đường hô hấp và gây viêm, tăng phản ứng đường hô hấp; lưu huỳnh điôxít là chất kích thích hòa tan của đường hô hấp trên; và cacbon mônôxít liên kết với hemoglobin và làm suy giảm khả năng vận chuyển ôxy. Ôzôn tầng đối lưu không được phát thải trực tiếp mà hình thành thông qua các phản ứng quang hóa của các chất ô nhiễm tiền thân dưới ánh sáng mặt trời, do đó nồng độ của nó thay đổi theo thời tiết và mùa.

Clinical relevance

Các chất ô nhiễm dạng khí có liên quan ở cấp độ quần thể đến các kết quả hô hấp, bao gồm đợt cấp hen suyễn, và với tỷ lệ tử vong hàng ngày và số ca nhập viện, cung cấp thông tin cho việc giám sát và thiết lập tiêu chuẩn chất lượng không khí. Mục này tóm tắt bằng chứng về mối liên hệ giữa phơi nhiễm và kết quả ở cấp độ quần thể và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Epidemiology

Các nghiên cứu đoàn hệ liên hệ phơi nhiễm ôzôn dài hạn với tăng tỷ lệ tử vong do hô hấp và nitơ điôxít dài hạn với tỷ lệ tử vong chung, trong khi các đánh giá hệ thống dữ liệu chuỗi thời gian liên hệ nitơ điôxít ngắn hạn với tỷ lệ tử vong hàng ngày và số ca nhập viện; các chất ô nhiễm dạng khí ngoài trời cũng liên quan đến sự phát triển và làm trầm trọng thêm bệnh hen suyễn.

Evidence & guidelines

Các phát hiện đoàn hệ về mối liên hệ giữa ôzôn và tỷ lệ tử vong của Jerrett và cộng sự, đánh giá hệ thống về nitơ điôxít của Mills và cộng sự, và các phân tích đoàn hệ đa chất ô nhiễm như CanCHEC cung cấp cơ sở bằng chứng, mặc dù việc tách biệt các tác động của khí khỏi vật chất dạng hạt đồng thời vẫn là một thách thức về phương pháp luận. Hướng dẫn chất lượng không khí toàn cầu của WHO (2021) đặt ra các mức khuyến nghị cho ôzôn, nitơ điôxít, lưu huỳnh điôxít và cacbon mônôxít.

Debates

Có thể tách biệt tác động sức khỏe của các chất ô nhiễm dạng khí khỏi vật chất dạng hạt không?

Vì các chất ô nhiễm dạng khí và dạng hạt có chung nguồn đốt cháy và biến đổi đồng thời theo thời gian và không gian, việc gán các tác động độc lập cho các khí như nitơ điôxít là khó khăn, và một số mối liên hệ có thể phản ánh một phần phơi nhiễm hạt tương quan; các mô hình đa chất ô nhiễm cố gắng giải quyết vấn đề này.

Seminal works

• jerrett-2009
• mills-2015
• guarnieri-2014

Frequently asked questions

Những chất ô nhiễm không khí dạng khí nào quan trọng nhất đối với sức khỏe?

Ôzôn tầng đối lưu, nitơ điôxít, lưu huỳnh điôxít và cacbon mônôxít là những chất ô nhiễm dạng khí đáng lo ngại nhất về sức khỏe và là những chất mà hướng dẫn chất lượng không khí của WHO đặt ra các mức khuyến nghị.

Tại sao ôzôn được gọi là chất ô nhiễm thứ cấp?

Ôzôn tầng đối lưu không được phát thải trực tiếp; nó hình thành thông qua các phản ứng quang hóa của các chất ô nhiễm tiền thân, như các ôxít nitơ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, dưới sự hiện diện của ánh sáng mặt trời.