过滤柴油机尾气可能会使情况变得更糟

柴油机尾气很脏，是全球每年 400 万至 700 万人因空气污染死亡的主要原因。因此，直觉上，任何清洁尾气的努力都是有益的。但一项新研究表明，过滤柴油烟雾可能并非完全是积极的。

这些烟雾中含有细颗粒物（PM 2.5），即直径小于 2.5 微米的烟尘和有机化合物的混合物。PM 2.5 还含有 40 多种致癌物质，这些颗粒物体积微小，能够深入肺部，对呼吸系统健康尤其有害。

为了保护公众免受颗粒物污染，监管机构要求柴油卡车制造商使用过滤技术，该技术可以去除 85% 或更多的 PM 2.5。但这些过滤器使用的化学反应有时会产生更多的另一种污染物：二氧化氮。正是这种额外的 NO2 似乎使得吸入过滤后的废气（至少在短期内）比吸入直接的柴油废气对肺部的伤害更大。二氧化氮会导致呼吸道发炎和收紧，从而降低肺功能。从长远来看，吸入二氧化氮会导致哮喘和呼吸系统疾病。它还会在大气中发生反应形成烟雾。美国环境保护署等机构承认这种权衡，并试图限制气体的允许增加量，以便使用过滤器对健康产生净收益。

“在减少发动机尾气中的颗粒物方面，新兴技术似乎很有前景，”这项研究的资深作者、不列颠哥伦比亚大学呼吸医学教授克里斯·卡尔斯滕说。“但是，除非经过严格的测试，否则我们不能假设该技术对健康有益。”

先前的研究发现，同时吸入柴油废气和过敏原会产生协同效应——废气和过敏原对肺部的负面影响比两者叠加更严重。这两种悬浮在空气中的颗粒物会相互增加对呼吸系统的负担。研究人员认为，废气中的颗粒物是造成这种特别糟糕影响的原因，而过滤掉这些颗粒物可以减轻肺部的负担。

为了找到答案，他们把 14 个人带到实验室，这些人都对以下三种物质中的至少一种过敏：草、桦树或家用尘螨。他们每次吸入四种不同的混合气体，每次持续两小时：空气和盐水（作为对照）、空气和过敏原、含有过敏原的过滤柴油以及含有过敏原的普通柴油废气。对于含有废气的混合物，污染物暴露程度与“在雾霾天去北京两小时”类似，卡尔斯滕说。（参与者在吸入治疗物之前被告知了这种风险）。

沐浴在不同的气体混合物中之后，参与者进行了呼吸测试，他们用尽全力向一个仪器中吹气，该仪器可以测量每秒通过的空气量——这是肺功能的常见测试。

这项研究发表在《美国呼吸与重症监护医学杂志》上，报告称，过滤后的废气对肺部的损害比普通废气高出 7.5%。这意味着，在呼吸测试中，参与者的肺部收缩，排出的空气平均少了 0.39 升。这大约是一罐苏打水的容量。与此同时，普通废气和接受过敏原治疗的空气对肺功能没有影响。“过滤柴油废气中的颗粒物并不是防止不良健康影响的完美解决方案，”加州大学旧金山分校研究空气污染对健康影响的医学教授约翰·巴尔姆斯 (John Balmes) 说，他在发表前对这篇论文进行了同行评审。“我们需要减少接触柴油废气的气态成分。”

科学家还考虑了参与者对空气污染有害影响的遗传易感性。有一组基因与肺部对污染化学物质的反应有关。人们的易感基因越多，二氧化氮和过敏原的综合影响就越大。

当然，这些发现并不意味着我们应该将颗粒过滤器扔进垃圾桶。正如健康影响研究所最近的一份报告所解释的那样：“细颗粒空气污染是全球最大的环境风险因素，造成的死亡人数远远超过其他更为人熟知的行为风险因素，例如饮酒、缺乏运动或高钠摄入量。”即使过滤会带来其他问题，去除微量的 PM 2.5 确实可以减少这些健康危害。

这项研究还只关注了肺部的短期反应，肺部很快恢复正常功能，因此它并没有说明吸入过多二氧化氮和吸入颗粒物之间的长期权衡。卡尔斯滕补充道：“数十年来的研究表明颗粒物的整体有害影响，因此[这项研究]不应被视为与长期研究相矛盾的建议。”

不过，这或许是监管机构需要考虑的问题，也是推动采用额外技术在氮排放物从排气管喷出之前将其捕获的推动力。卡尔斯滕说，使用过滤器和另一种称为选择性催化还原的处理方法可以同时捕获 PM 2.5 和二氧化氮，但后者目前仅存在于全球一小部分柴油发动机中。“这项研究提出了一些警告，因为众所周知，在某些情况下，过滤技术会增加废气中的气体，如果确实发生这种情况，可能会对健康产生意想不到甚至有害的影响。”