邮轮排放的空气污染可能通过增加炎症反应和提高对普通感冒和COVID-19等病毒的易感性,损害港口城市居民的健康。
南安普顿大学发表在《环境国际》杂志上的新研究调查了南安普顿港口内的空气状况。
空气中含有超细颗粒物(PM),这些灰尘颗粒的大小不超过人类头发宽度的千分之一,富含船舶燃料燃烧产生的微量元素。
实验室测试发现,这些颗粒物会增加炎症信号并削弱细胞对病毒(如COVID-19或普通感冒)的防御能力。
南安普顿大学呼吸生物学和毒理学教授、该研究的高级作者Matthew Loxham表示:"在这项研究中,我们识别出邮轮在港口燃烧燃料时产生的清晰空气污染'特征'。这些船舶排放物中含有的超细颗粒物可以比更大尺寸的颗粒物更深入地渗透到肺部,甚至可能进入血液,但这种尺寸的颗粒物基本上不受监管,通常也不被监测。我们发现,细胞暴露于这些颗粒物和颗粒物中富集程度最高的元素——钒后,既会促进炎症反应,又会促进病毒复制。"
识别污染源
研究人员首次对繁忙港口内的颗粒物组成和毒理学进行了深入调查。
研究团队选择了南安普顿港口区域周围的五个采样点,包括用于重型车辆通行的码头大门、集装箱船码头和繁忙的邮轮码头。他们还采样了一个位于港口5公里外的对比点,以提供基准读数。
颗粒物样本在晚春和初夏收集,同时也收集了冬季邮轮"淡季"期间(此时邮轮到访数量少得多)的邮轮码头样本。
在邮轮码头,研究人员发现繁忙夏季期间细颗粒物和超细颗粒物中钒、镍和钴的含量高于较为平静的冬季月份。
这些微量元素的浓度在港口各处普遍高于对比点。
该研究的主要作者、同样来自南安普顿大学的Nat Easton博士表示:"当风从邮轮方向吹来且邮轮存在量较高时,我们观察到浓度增加。邮轮码头的浓度高于港口其他区域,这可能是由于邮轮'靠港运行'(hoteling)相比货船产生的排放增加,但燃料来源差异和泊位占用时间也可能起一定作用。"
健康影响
在使用肺部内衬细胞进行的实验室测试中,研究人员发现,当暴露于夏季邮轮码头超细颗粒物时,与炎症反应相关的基因表达增加,而抗病毒反应基因的表达减少。
额外测试显示钒可能在其中起作用。Loxham教授解释道:"为进一步研究,我们用人类鼻病毒(引起普通感冒的病毒,也是哮喘发作后住院的主要原因)感染了来自健康捐赠者肺部的支气管上皮细胞,并使用了COVID-19冠状病毒感染模型。当暴露于钒时,这两种病毒的拷贝数都增加,表明钒在削弱细胞阻止病毒复制能力方面的作用。这对感染的严重程度和传播有潜在影响。"
研究人员表示,这些发现为在人口密集区域减少船舶排放的呼声提供了支持,可以通过采用岸电清洁能源、精心选择的替代燃料或改进减排技术来实现。
他们还表示,需要加强对超细颗粒物及其健康影响的监测,以指导法规制定,更好地保护世界各地港口附近居民的健康。
论文《邮轮排放的未受监管颗粒物促进炎症和病毒感染易感性》发表在《环境国际》杂志上,可在线获取。
该研究由生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)、勒弗休姆信托基金(Leverhulme Trust)、医学研究委员会(MRC)、国家健康与护理研究所(NIHR)南安普顿生物医学研究中心、南安普顿海事研究所和南安普顿生命科学研究所资助。
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