空氣污染與人健康傷害-林杰樑醫師

壹. 空氣污染與人健康傷害-林杰樑醫師
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　　一、 室外空氣污染
　　空氣污染對於嬰兒會導致其呼吸系統的防護機制發育不完全, 因此容易增加其呼吸系統感染的危險。
　　對老年人, 空氣污染會使其呼吸保護機制功能障礙及減少存留的呼吸功能, 而增加其呼吸系統感染及肺功能損傷的危險
　　對於氣喘的人, 空氣污染會增加其氣管的反應度及敏感度，致使呼吸症狀惡化。
　　對於慢性肺部阻塞性疾病(COPD)的患者、空氣污染會減少肺功能, 增加病患功能性損傷的危險。
　　對於心臟缺血冠狀動脈疾病的人，空氣污染會增加心肌細胞的缺氧狀態，會增加發生心肌缺氧的危險。
　　對於抽煙的人、空氣污染會使肺部保護及清除功能受到損傷、增加抽煙對肺部的傷害。
　　因此，空氣污染可能增加心肺功能不良者的死亡率及患病率, 增加一般民眾呼吸道感染的機率。
　　揮發性有機物質(volatile organic compounds, VOC)
　　常見的污染源為機動車輛廢氣、工業廢氣、石油燃料燃燒、有機溶劑使用、及加油站、乾洗店等商業行為。常見的有笨(benzene)、甲笨(toluene)、乙笨(ethylbenzene)、二甲笨(xylene)、苯乙烯(styrene)、荼(naphthalene)等。笨是造成白血病的致癌物，另外笨乙烯也是致癌物。除了致癌外，這些物質常也可能引起免疫缺陷、肝腎及中樞系統毒性作用。曾有研究指出加油站員工得到腦癌及會道癌機率高。
　　1. 氧化硫纇物質(sulfur oxides)、微粒(particles)及酸性氣膠狀物(acid aerosol)
　　二氧化硫是燃燒媒炭及石油類物質所產生的，微粒則來自多種燃燒來源。其毒性作用因其組成不同而異。
　　氣喘及慢性阻塞性肺疾的病患對二氧化硫最為敏感，二氧化硫常經由增加氣管阻力及減少肺功能而惡化病情。
　　微粒的成份可能是重金屬或碳氫化合物或其他成份。其成份不一樣，毒性也不一樣。根據其粒子大小而沈著在氣道不同部位, 產生各種發炎反應及症狀, 造成肺功能的損傷, 尤其在氣喘及慢性阻塞性肺疾的病患。有些微粒如柴油燃燒物(diesel exhaust)在動物實驗上會引起肺癌，是一種致突變及致癌物質。微粒也是組成煙霧(smog=fog+smoke的主要成份。
　　燃燒的污染物容易形成酸性氧膠狀物，這些物質在流行病學調查丑發現與孩童呼吸症狀及死亡率相關，對氣喘的病患有相當的傷害。
　　3. 氧化氮類物質(Nitrogen oxides)
　　與硫化物般從燃料，石油及煤燃燒所產生的。同樣會發生酸性氣溶膠、許多曝露是由於室內燃燒煤氣或加熱保暖所致。
　　毒物學上證據顯示氧化氮會破壞呼吸道的防衛機制，容易使呼吸道產生感及染涉及發炎反應，影響肺功能及引了了發呼吸症狀。在低濃度的氧化氮會引起氣喘及慢性阻塞性肺疾(COPD)病患的肺功能。
　　二、 放影機、電腦終端機及電視(video display terminals; VDTs, Televisions) 電磁波
　　含有陰極管會放射出X光，其劑量約在五公分小於0.5 millirem。另外水平及垂直掃描會放出極低頻率(ELF, 30-300Hz)及非常低頻率(very low frequecy,VLF; 0-30kHz)兩種電磁波。電腦螢幕的電磁波強度不一，一般使用者接受到的劑量約0.1到0.5 mG。與終端機距離須一手臂長度以上; 其接受電磁波強度只略高於自然背景值而已。加上限制使用時間，如此才能預防電磁波的傷害。
　　對於使用者的健康影響，在以前研究發現可能造成胎兒缺欿及流產發生。雖然在十個人類流行病調查中﹔ 有一個發現流產與暴露電腦終端機有關﹔但美國國家職業安全研究所的研究﹔卻沒發現有任何關連性存在。其他如暴露電腦靜電是否產生皮疹﹔視力疲勞是否與電磁波或只與人體工學有關等; 都有待其他研究加以證實。液晶螢幕的使用及重新設計電力線結構, 將大幅減少電磁場的形成﹔減少電磁波的暴露﹔ 應是未來的走向。
　　2. 臭氧(O3, ozone)
　　臭氧是光化學反應(photochemical)的產物, 主要來自機動車輛的廢氧在陽光照射下形成的。
　　低濃度的臭氧在動物實驗上會傷害小呼吸道、甚至產生肺纖維化等永久傷害。在志願者的研究發現會發生短暫性肺功能異常，但在暴露十八小時後分析其氣管分泌物卻呈現發炎反應。因此臭氧如一再暴露可能會導致慢性肺病。令人意外的是臭氧對氣喘的病患卻少有作用。
　　噪音的健康影響 林杰樑醫師
　　噪音是最古老引起聽力喪失的常見原因, 事實上不只是職業暴露的工人，現在甚至一般人在日常生活中都會有機會暴露在各種不同程度的噪音中, 可能發生各種不同程度的聽力喪失, 而不自覺。噪音不只是影響聽力而己, 噪音也會影響心臟血管的健康、睡眠的品質、甚至胎兒的發育。
　　一般機器發動產生的噪音約90分貝(dB)左右，一般工廠工人約暴露在85到95分貝的工作環境中。一般人在生活環境中可能遭遇的噪音分別是: 飛機引擎聲、熱門音樂聲音可達120分貝以上，火車通過的聲音100分貝，大卡車通過的聲音85分貝，吸塵器的聲音70分貝，正常交談的聲音60分貝, 汔車慢速行駛聲音50分具、安靜的辦公室約40分貝，磨擦樹葉約20分貝。美國國家環境職業研究所規定一般聽力保謢標準為在90分貝環境下暴露不可持續超過8小時，95分貝則不可超過4小時; 否則100%即會有聽力損傷的危險。 事實上每3分具則聲音能量即倍數增加、而非5分具。
　　一、噪音引起的聽力損傷
　　噪音是傷害耳朵感聲器官(cochlea)的感覺髮細胞(sensory hair cells)，一旦感覺髮細胞受到傷害, 則永遠不會復原。感覺高頻率的感覺髮細胞最容易受到噪音的傷害, 因此一般人聽力已經受噪音傷害了, 如果沒有做聽力檢驗卻往往不自覺, 直到聽力喪失到無法與人溝通時、卻為時已晚。早期聽力的喪失以4000Hz最容易發生、且雙側對稱(4K dip)。病患無法聽到輕柔高頻率的聲音為主。除非突然暴露在非常強烈的聲音下如槍聲、爆竹聲等, 聽力的喪失也是漸進性的。
　　二、噪音引起心臟血管傷害
　　急性噪音暴露常引起高血壓、在100分貝十分鐘下腎上腺激素則分泌升高，交感神經被激動。在動物實驗上、也有相同的發現。雖然流行病學調查結果不一致，但最近幾個大規模研究顯示長期噪音的暴露與高血壓呈正相關的關係。暴露噪音70分貝到90分貝五年，其得到高血壓的危險性高達2.47倍。
　　三、噪音對生殖能力的影響
　　在此方面的研究到目前仍無結論，尚待進一步的探討。
　　四、噪音對睡眠的影響
　　有高達百分之二十八的人認為噪音影響睡眠，但長久影響下是否對健康有傷害，尚待進一步的探討。
　　五、噪音對心理的影響
　　在高頻率的噪音下，一般人都有焦躁不安，容易激動的情形。有人研究發現噪音越高的工作場所，意外事件越多，生產力越低，此項結果仍有爭論。
　　戶外木製品防腐劑的毒性
　　林口長庚醫院 毒物科 林杰樑教授
　　因為美國環保署於2003年，即已要求美國業者全面停產消費性經鉻化砷酸銅處理的木材;歐盟也在2003年明令全面禁用;另包括丹麥、瑞典、德國、澳州和紐西蘭等國目前也都計畫要嚴格限制使用。最近環保署計劃邀請木材相關業者，討論對於用在室外木材保存及防腐的藥劑鉻化砷酸銅加以管制，或以毒性較低的藥劑加以取代，以保障民眾的健康。消息經媒體報導後，引起大眾的關心及討論。木材防腐的鉻化砷酸銅含有什麼毒素，使得環保署如此在意?
　　一百年來，木材防腐工業常將木材做整體預處理，以利長期使用。因為農藥及藥劑可以殺菌和除去蟲類或微生物蛀食，使木材不易腐敗。室外用的木材，易受風吹日曬雨淋，更容易腐壞，使用木材保存及防腐藥劑是必然的。例如遊樂區木製設施、地板、公園中木製桌椅、野餐露營區的木製品、鐵路枕木，木電線杆，碼頭木樁等使用前先用金屬鹽和砷化物浸泡，可以延長使用壽命許多年。近50年，在臺灣室外用的木材，幾乎都使用真空木材加壓處理防蟲防腐藥劑-----鉻化砷酸銅(Chromated cpper Arsenate)延長木材的壽命。一般是先以真空設備使得原木汁液被抽出，然後再以高壓使鉻化砷酸銅滲入木材深部，以達到防腐目的。
　　鉻化砷酸銅處理過的木製品，戶外長久使用下，木材中的重金屬會因木材風化而脫落。鉻化砷酸銅中的高毒性的六價鉻，在木材防腐過程中，會轉化為無毒的三價鉻。同時銅也是較無毒性的金屬元素，但另人擔心的是無機砷卻是高毒性的元素， 過量暴露會引起多器官傷害，也是人類的致癌物質。微量的暴露，對成年人影響不大，但因孩童體重輕解毒力弱，微量的暴露可能會有健康傷害發生。因此在2003年美國華盛頓特區官員警告，若兒童遊樂場的木製遊樂器材是使用殺蟲劑鉻化砷銅(CCA)作木材防腐劑，接觸這類含砷木材的兒童們，罹患肺癌與膀胱癌的風險可能會升高。
　　基於此種顧慮，毒物學界乃開始研究。根據2004年風險評估醫學雜誌，美國麻州科學家的研究報告指出，在防腐處理過木製品底下的泥土，每公斤泥土含40-50毫克的無機砷。相反的，距這些木製品1.5公尺外的土壤，每公斤泥土無機砷含量卻小於3-10毫克。孩童最重要暴露途徑是經由孩童用手接觸這些木製品，木材脫落的無機砷因此污染孩童的手，手再接觸嘴巴，即容易吃進無機砷。或是含無機砷粉塵飛場，孩童無意中吸入。估計孩童因此罹患癌症的風險，會由百萬分之一，增加到十萬分之一。如果每天接觸三次，需一百年以上，約暴露十萬次，才會致癌，事實上此種風險的升高相當小。因此美國政府除了積極以低毒性有機銅製劑來取代鉻化砷酸銅外，並呼籲美國人不要擔心。
　　同時在2004年美國環境品質雜誌明尼蘇達大學學者研究認為，使用鉻化砷酸銅處理過的木材，對成人並沒健康危害，除非這些木材製品被露天燃燒，此時會產生高濃度無機砷的煙霧粉塵，如被吸入恐會有砷中毒發生，可能導致周邊神經病變，因此建議所有鉻化砷酸銅處理過的木製品，都應送到焚化爐處理。
　　為此2004年美國環保署建議民眾尤其是孩童，接觸任何室外木製品後，一定要洗手後才能進食。任何食物掉落或接觸到這些木製品，則不要食用。而室外木製品的主管單位應最少每年塗刷一次透明漆，以預防無機砷的脫落汙染環境。
　　電磁場及電磁波的可能傷害
　　一非游離輻射的健康影響 林杰樑醫師
　　凡是波長小於3nm(10的-9次方公尺)的輻射線例X光及r射線等均屬於游離輻射，反之波長大於30 nm者例如紫外線、可見光、紅內線、電磁波等均屬於非游離輻射。非游離輻射按照波長的長短由長到短分別為電力波(大約波長3Mm, 頻率50-60Hz)、電視波(大約波長3Km; 頻率17-3 1 kHz )、AM收音機波(大約波長3Km; 頻率535-3705kHz)、VHF電視波(54-88 MHz)、FM收音機波(頻率88-108 MHz)、VHF電視波(頻率174-216 MHz)、UHF電視波(大約波長3m; 頻率470-890MHz)、微波爐波(大約波長0.3m; 頻率2.45 GHz)、電話波(頻率3.7-4.2 GHz)、雷達波(大約波長3cm)、紅內線波(大約波長1mm-0.76um)、可見光波(大約波長760nm-380nm)及紫外線波(大約波長400-40nm)。
　　各種電磁波之可能健康傷害及預防
　　一、 暴露在超極低頻率(SELF, super-extremely low frequency, 0-30Hz)及極低頻率(ELF, 30-300Hz)的電磁波
　　此類電池磁波不會產熱，大多屬於自然界中地球自有的電磁場及人為的電力波。包括電力工業的變壓器、高壓電線、一般及屋內電力傳送線結構、及家庭電器使用都合產生極低頻率(ELF)的電磁波。其可能對生物細胞膜產生作用而阻斷其離子流動。此範圍的電磁波(ELF)不容易評估其暴露量不受其他因素扞擾，因此不易研究。
　　其可能的健康影響可能改變細胞對荷爾蒙及細胞神經傳導物質的反應、扞擾染迤色體物質(DNA; RNA)的傳遞及複製，可能會致癌。流行病學調查最有名的是距離電力變壓器轉運站越近，白血病(leukemia)發生的機率越高。但是最近許多類似的研究卻沒有一致性的結論，同樣的在從事電力行業的員工多項研究綜合分析(meta-analyses)發現; 高暴露群有輕微的升高得到白血病的危險; 但無法排除有機溶劑暴露的扞擾。因此，目前我們只能建議電線結構物可能會輕度增加孩童白血病的危險。
　　除了白血病之外，電磁波也被懷疑與孩童腦瘤有關。同樣的，多項流行病學的研究結論也不一致。不過最近一篇綜合分析(meta-analyses)所有研究的報告指出對電力波(ELF)高暴露群(電力公司員工)與腦瘤有弱的但非劑量反應的相關性存在(a weak non-dose related association)。
　　除此之外，曾有人提出電力波(ELF)可能與乳癌、黑色素癌，淋巴瘤、免疫力降低、及自殺傾向有關，但仍缺乏進一步研究證實。
　　家庭電器使用也會產生ELF電磁波; 到目前為止仍缺乏健康影響的研究。相較於長久暴露於電線、變壓器、轉送站、屋內電線系統而言，家庭電器如吸塵器、微波爐、吹風機、甚至電視都只是短暫的接觸，而且電磁波的效應也隨距離增加而大幅下降，因此傷害較難評估。值得注意的是人體須較長時間接觸的電毯、水床加熱器、及電視、放影機、電腦終端機、電動遊戲等，是否會影響健康?值得進一步探討。
　　游離輻射的傷害 林杰樑醫師
　　日常生活的環境中常充滿了輻射線，其中又以輻射線的頻率區分為游離輻射(ionizing radiation, >10的16次方Hz)及非游離輻射(non-ionizing radiation, <10的16次方Hz)。游離輻射即是一般所謂放射線﹔而非非游離輻射即是一般所謂的電磁場電磁波等。
　　游離輻射
　　游離輻射的來源可區分為天然來源例如宇宙射線、土壤岩石中自然存在放射性元素所產生的輻射，另外為人工來源的輻射鋼筋、醫療放射線診斷及治療、核電廠等。所有的游離輻射都沒有所謂安全劑量，換言之凡是多暴露一分則會有多一分的危險。
　　游離輻射引起癌症依暴露器官的敏感度不同，而發生的傷害輕重不因。一般器官中以乳房、甲狀腺、骨髓及肺臟最為敏感。乳腺癌比白血病高數倍，另外放射氡氣會引起肺癌及甲狀腺受幅射會生上皮細胞癌等。
　　游離輻射在國際系統上的單位與舊單位不一樣，其交換單位如下
　　暴露劑量一庫倫(C)/kg=3876侖琴(roentgen,R); 吸收劑量一戈雷(Gy)=100雷得(Rad, R)=1焦耳(J)/kg; 劑量效應一西佛(Sv)=100侖目(REM); 活性單位活一巴克(Bq)=2.7x10的-11次方居里(Curie,Ci)。劑量效應一侖目(REM)即是指X光或r射線一侖琴(R)所引起的健康效應。
　　在日常生活中游離輻射的傷害可區分為三大類，
　　1.急性游離輻射症候群(acute radiation syndrome):
　　如長崎、廣島原子彈爆炸及核電廠事故受害者都是一次或數次全身大量暴露所引起的傷害。依照其所接受的劑量及臨床表現可分為輕度(< 200戈雷)、中度(200-400戈雷, 200戈雷以上精、卵受傷無法生育)、重度(400-600戈雷，可能恢複)、及極重度(>600戈雷, 可能死亡)等四級傷害。主要傷害造血系統、腸胃及生殖器官。臨床上依照疾病的進展可分為前期、潛伏期、發病期、及恢復期四個階段
　　前期(暴露後1-3天): 白血球沒變化，但淋巴球逐漸減少。病患會有腸胃炎的症狀、疲倦、呼吸困難、食慾差、失眠等。
　　潛伏期(暴露後1-4禮拜): 症狀可能變好, 但是骨髓繼續惡化，凝血機能及免疫機能持續衰退。
　　發病期(暴露後20-60天): 前期的症狀再出現且更嚴重，脫水、心律不整、發燒(38-40度)、呼吸困難、體重減輕、意識不清﹔昏迷; 休克、掉髮等都會發生。白血球要下降至一千到二千，血小板二萬到四萬，輕度貧血。大出血及細菌或黴菌重感染會導至死亡。電解質不平衡及生殖能力異常都會發生。
　　恢復期(暴露後60天以後): 如果照顧得宜則暴露少於600雷得的病患，會漸漸恢復。劑量少者恢復較快。在恢復過程中，因免疫力尚未完全正常，仍要小心預防感染的發生。
　　2.短期成長期局部大量暴露:
　　如以放射線治療癌症的病患，數月數年後，其身體延遲性局部的健康反應、即是輻射傷害所致。局部照射在眼睛會引起白內障、其他地區則引起放射性皮膚炎、唾液派腺萎縮、肺纖維化、阻塞性腸胃、放射性膀胱炎及腎炎、無法生育及致畸眙等。
　　3.長期小劑量全身或局部暴露: 如輻射鋼筋及輻射屋的居民、X光及輻射操作相關人員，其所引起的健康損傷，即是屬於此種傷害。一般所謂小劑量乃是指100雷得以下的暴露。雖然長時間作用, 但由於身體的修補能力, 血球檢查常是正常的。較明顯的低劑量的傷害，應該是發生在染色體及DNA的異常變化。因此癌症及畸形胎兒發生率，應該會較正常人增加。
　　台灣常見食物中毒 林杰樑醫師
　　一、 常見細菌性食物中毒
　　在台灣細菌性食物中毒以腸炎弧菌(Vibrio parahemolytica)及金黃葡萄球菌( Staphylococcus aureus)為最常見，其他較常見者為病原性大腸桿菌( E.coli)及仙人掌桿菌(Bacillus cereus);較少見的為沙門氏菌(salmonella)及臘腸桿菌( clostridium botulism)中毒。
　　1. 腸炎弧菌：潛伏期4-24小時。腸炎弧菌主要分布於沿海地區及海底污泥中，所有的海鮮貝類都容易受到污染。由於腸炎弧菌的繁殖相當快速，如果食物的容器、砧板、或廚師雙手生食及熟食不分，則受污染食物的腸炎弧菌會很快達到致病程度。因此，台灣夏季所發生的食物中毒約八成以上是腸炎弧菌所引起的，大多數為吃海鮮四小時後才發作急性腸胃炎。幸好腸炎弧菌在醋酸中一分鐘即死亡;在80度的熱水下一分鐘即死亡。所以只要煮熟，即可保護飲食健康。一般除了腸胃症狀外，會有血便出現;以支持性治療病充水份及電解質，數天後應可恢復。
　　2. 金黃葡萄球菌：潛伏期1-6小時。金黃葡萄球菌廣泛的分佈在皮膚及黏膜上，尤其是化膿的傷口更是食物污染的主要來源。葡萄球菌在進入腸胃或被污染食物之後約五小時會產生腸毒素，此毒素即使在100度熱水煮沸30分鐘仍無法破壞。因此腐敗的食物，即使一煮再煮，仍然會發生食物中毒。病人會有急性腸胃炎，脫水、休克都可能發生。只要支持性治療及給予適當的水份及電解質;應可完全恢復。
　　3. 病原性大腸桿菌：潛伏期8-24小時以上。大腸桿菌可能分布在飲水、土壤、人體腸胃道中。其分成幾種類型，有直接侵犯腸胃引起血便的;有分泌毒素引起腸胃炎者;這些病症在二到三天支持性治療，即可痊愈。最可怕的是少數大腸桿菌(O157) 曾在美國污染漢堡肉及日本引起萬餘人大規模流行，引起發燒、全身溶血、出血、甚至急性尿毒症;須要洗腎透析治療及大量輸血。因此大腸桿菌感染，不可掉以輕心，應儘速求醫。
　　4. 仙人掌桿菌：為土壤中的微生物，經灰塵、昆蟲傳播污染食物所致。食物中帶菌率可高達20-70%，在一百度C加熱20分鐘此菌即可殺死。嘔吐型潛伏期1-6小時，腹瀉型潛伏期12-16小時。嘔吐型常見於食用炒飯、米食等澱粉類食物不新鮮所致。主要的症狀為嘔吐次數多，少腹瀉;併有頭暈、發燒、四肢無力等。腹瀉型常見於食用各種肉類及海鮮，以腸炎的表現為主，嘔吐較少見。這些患者在適當的支持性治療，給予水份及電解質之後即可痊愈。
　　5. 沙門氏菌：潛伏期6-72小時。在人類、家畜、家禽類的腸胃道都有分佈。因此容易污染肉類及雞蛋，造成疾病。有些老人、小孩生食雞蛋，則有可能造成沙門氏菌敗血症，導致生命危險。沙門氏菌感染會引起腸胃炎、發燒、發冷、顫抖、頭痛、腹痛等症狀;常須抗生素治療。
　　6. 臘腸桿菌：潛伏期12-48小時。又叫作肉毒桿菌，共分成七種型。以前常發生在香腸、火腿中，現在常在肉類罐頭、發酵的豆類食品出現。肉毒桿菌須要在無氧環境中繁殖，並產生耐熱的肉毒毒素。肉毒毒素(Botulin) 是最劇毒性的神經毒素之一，致死的劑量只要0.5 ug。在100度煮沸10分鐘才被破壞。在台灣曾有病例被報導過。
　　在食入後12到48小時，甚至八天後才有症狀。病患常不發燒，急性腸胃炎只出現在三分之二病患，腹脹及痛常被誤為腹部急症，甚至有70%的病患在疾病過程中會出現便秘;四大常見的神經症狀分別為視力障礙，講話發音異常(dysarthria, dysphonia)，無法吞嚥(dysphasia)及口腔乾燥。其中以對稱作眼睛病變為肉毒桿菌感染的最常見及特別的發現，眼外側肌肉無力、眼皮下垂，瞳孔固定且擴大等幾乎在每個病患都可見到。
　　診斷則要靠血清中檢測出肉毒毒素濃度，不幸的是只有三分之一的病人檢驗得到，其他人經常是假陰性反應。因此，在抗生素使用前，糞便中發現肉毒桿菌及毒素來證實診斷則是另一有效方法。肌電圖的檢測，對鑑別診斷也很有幫忙。早期診斷才能提供早期治療，治療以呼吸器維持呼吸及預防呼吸衰竭為主，穩定血壓及心臟血管系統。要記得詢問家人或朋友是否有相同症狀發作的其他人?最近二到三天中是否有吃罐頭食品?飯店吃飯?或到阿拉斯加或加拿大旅遊，吃過特製的肉品?在台灣這些都可以尋找衛生署的幫忙，及提供抗毒素血清的治療。死亡率最近三十年來由60%降到5到15%，最近主要死亡的原因是肺部及呼吸器相關的併發症。
　　環境污染與人體健康
　　1.空氣污染
　　室外空氣污染：
　　氧化硫及微粒、臭氧、氧化氮、一氧化碳、
　　揮發性有機物質、多環碳氫化合物、外洩毒氣。
　　室內空氣污染：
　　生病建築物症候群，揮發性有機物質，
　　二手煙，石棉，室內燃燒物及油煙，放射性氡。