空氣中的顆粒污狀染物中，其流體力學直徑為 2.5 微米或更小的，被稱為 PM2.5，或微顆粒。PM2.5 可以穿透到肺部深層。尤其是 PM2.5 之中，直徑小於 1 微米的超細微顆粒可以經肺泡進入循環系統、進而傷害包括腦部等全身其他器官，甚至能經過母體而進入胚胎、進而破壞胎兒的正常發育。根據世界衛生組織的報告，空氣污染，尤其是 PM2.5，間接造成全球八分之一的死亡；然而，PM2.5 也是摧毀腦健康的重要兇手。它除了會降低幼嬰智商，還關聯到幼嬰腦發育失常 (如自閉症、注意力不足過動症等)、童年智能發育遲緩、增加憂鬱或焦慮等心理疾病和其他更嚴重的精神疾病的發生、加速老年智能退化等。

 

 

顆粒污染物 (顆粒物，particulate matter 或 PM)，是空氣中微細的固體顆粒和液滴的複雜混合物。各種顆粒污染物在化學組成、形狀、和大小，會因其來源而有很大的不同。顆粒的流體力學直徑是 10 微米或更小的，被稱為 PM10，它們可以通過咽喉及鼻腔和進入肺部。顆粒的流體力學直徑為 2.5 微米或更小的，被稱為 PM2.5，或微顆粒。和大於 2.5 微米的顆粒比較，PM2.5 可以穿透到更深的肺部。尤其是 PM2.5 之中，直徑小於 1 微米的超細顆粒可以經肺泡進入循環系統、進而傷害包括腦部等全身其他器官，甚至能經過母體而進入胚胎、進而破壞胎兒的正常發育。

 

根據世界衛生組織的報告，空氣污染，尤其是 PM2.5，間接造成全球八分之一的死亡，估計在 2012 年全球有 650 萬人死於空氣污染暴露。又根據國際能源機構的報告，空氣污染減少全中國人民的平均預期壽命 25 個月，減少全印度人民的預期壽命 23 個月。主要來自於因心臟病、中風、呼吸器官疾病、和某些癌症的死亡。對胚胎、未成年、老人、及身體衰弱者，更具殺傷力。

 

 

PM2.5 對腦健康的破壞，是人類必須減少 PM2.5 暴露量的另一個重要原因。

 

本網站 “妊娠三期遭空污，損孩子智商” 文章，曾詳細討論哥倫比亞大學的研究，該研究顯示孕婦在妊娠的最後三個月，暴露於含較高量的多環芳香烴的 PM2.5，其孩子的智商平均可能降低約 4 分。

 

然而，空污 (尤其是 PM2.5) 對腦健康的損害，遠超過僅僅降低智商，它還關聯到幼嬰腦發育失常 (如自閉症、注意力不足過動症等)、童年智能發育遲緩、增加憂鬱或焦慮等心理疾病和其他更嚴重的精神疾病的發生、加速老年智能退化等。本文將探討與此有關的一些臨床報告。

 

 

自閉症譜系障礙 (Autism Spectrum Disorders, ASD, 自閉症)，會影響一生的人際關係和工作成就，美國目前每 68 名兒童就有 1 名罹患。

 

近十年來，已經有許多研究確定一個事實：懷孕期及幼兒期暴露於環境空污和自閉症譜系障礙 (ASD) 的風險之間有關聯性。但其因果關係尚無法確定。因為空污嚴重的社區，往往有較貧窮或較混雜的環境；而這些社會經濟條件，也可以是 ASD 的危險因子。

 

以下兩項研究，都發現嬰兒 ASD 風險與孕婦空污暴露的關聯性，主要凸顯在懷孕最後三個月，而不是其他月份；而這三個月份正是大腦神經元的突觸連接的主要時期。使得空氣污染和 ASD 之間有因果關係的總體證據，越來越具有說服力：

 

1. 北卡羅萊納州、舊金山灣區的研究

 

一篇由美國 University of Wisconsin 大學 Milwaukee 分校的研究團隊發表在 2015 年 1 月份 Epidemiology 期刊的文章說，研究者收集 645 例 1994 至 2000 年出生在北卡羅來納州，和 33 4 例 1996 年出生在舊金山灣區的患有自閉症的孩子的資料，加上出生在同地區的同年齡健康兒童 (北卡羅萊納州 12,434 位、舊金山灣區 2,232 位) 的資料為對照。並且利用該地區多個監測站的每天空污的舊數據和孩子的地址紀錄，來推測每個孩子從受孕之前的 3 個月到出生後一年，其母親或孩子自身每天暴露於 PM10 的數值。研究目的是分析在懷孕期或幼嬰期所承受的空氣污染和之後幼嬰自閉症發生率之間的關係。

 

這兩地區的空氣污染主要來自於交通排放。一年中的汙染高峰期，與當地氣候周期有關，顆粒物濃度最高峰期，在北卡羅萊納州是夏季，在舊金山灣區是秋冬。因此，不同月份受孕的胎兒，會在不同的孕期承受汙染高峰。

 

研究者在分析數據後發現，只有在懷孕最後三個月的期間內 (大腦神經元的突觸連接主要是在懷孕的最後三個月發生的)，孕婦承受空污量與日後嬰兒自閉症發生率有顯著關聯，承受的 PM10 每增加 10 微克/立方米，自閉症率提高  38％。

  

2. 美國全國性長期臨床實驗：護士健康研究II 

 

研究者利用美國全國性的護士健康研究II (Nurses’ Health Study II, 共 325 例 ASD 孩子），和美國環境保護局 (U.S. Environmental Protection Agency) 的資訊，估計個別護士在受孕前、孕期、及生產後各時期其居住地的有害空氣污染物水平，和其孩子們日後 ASD 罹患率，兩者之間的關聯性。研究者藉此發表的文章之一是在 2014 年 12 月 18 日網路版 Environ Health Perspect. 期刊。

 

研究者發現，以懷孕月期分析，在懷孕的第一期、第二期、和第三期 (每期為三個月)，PM2.5 的平均每天暴露量增加4.42 微克/立方米，會使幼嬰 ADS 發生率分別增加 6％、0％、和 42％。嬰兒 ASD 風險與孕婦空污暴露的關聯性，主要發生在懷孕最後三個月，而不是其他月份。

 

另外，研究者發現，暴露於 PM10-2.5 (顆粒大小在 2.5 至 10 微米之間) 幾乎和 ASD 發生率是否增加，沒有關聯；這印證了從前的報告說，只有 PM2.5 中的超細顆粒才夠微細，可以經母體循環系統和胎盤，入侵胎兒。

 

 

一篇由西班牙 Pompeu Fabra University 大學研究者發表在 2015 年 3 月 3 日 PLoS Med. 期刊的文章說，兒童在小學暴露於較高的交通排放的空氣污染，較容易發生認知發育遲緩。研究對象是西班牙 Barcelona 市 39 所學校的 2715 位 7 至 10  歲兒童。研究者在實驗的 12 個月內，每週兩次同時在各學校進行測量因當地交通排放所引起的室內外空氣污染 (測量項目包括對神經毒害最大的碳黑、二氧化氮、和直徑 10-700  奈米的超細顆粒)。學生在這 12 個月內每隔 3 個月接受一次認知發展測驗 (尤其注重於工作記憶、專注力的檢測)。

 

研究者發現，高空氣污染的學校的兒童，在認知發展的增長較小；例如，在實驗期間的 12 個月內，兒童平均工作記憶能力，在低度污染的學校上升了 11.5％，但在高度污染的學校只上升 7.4％。

 

 

一篇由瑞典 Umeå University 大學研究者發表在 2016 年 6 月 3 日網路版 BMJ Open 期刊的文章說，研究者在瑞典 4 個大縣，針對所有 552,221 位未滿 18 歲的居民，調查其住家附近的空氣污染濃度、和其需要使用精神疾病藥物，兩者之間的關聯性。結果發現，在平均長度為 3.5 年的追蹤期間，住處空氣中二氧化氮污染每增加 10 微克/立方米，該地兒童和青少年的精神疾病藥物使用處方增加 9％。

 

 

以前的研究顯示，暴露於空氣污染可導致大腦的炎症、改變腦部血液流量、並損害某些特定區域的大腦。

 

一篇發表在 2015 年 7 月 28 日網路版 Ann Neurol. 期刊的文章說，暴露於空氣污染可以改變我們的大腦結構。研究者在 2005-2006 年對 1,400 多名 71-89 歲婦女進行腦部結構性核磁共振成像掃描，以評估他們各自的大腦灰質和白質的體積。研究者還分析了之前七年各婦女住處的空氣污染數據，估計各婦女受到多少 PM2.5 污染。

 

研究者發現，婦女的 PM2.5 暴露量平均每增加 3.49 微克/立方米，七年後她們的腦部的白質體積平均減少 6.23 立方厘米，等於加速 1 至 2 年的大腦衰老。腦部白質主要是由腦神經細胞的突軸所組成，白質損失代表腦神經細胞的互相連接受損，和認知功能障礙、癡呆、以及其它嚴重的神經系統疾病有關聯。

 

 

 

 

顆粒污染物 (PM)，是空氣中微細的固液混合物。流體力學直徑為 2.5 微米或更小的 PM，被稱為 PM2.5。較小的 PM2.5 可以經肺泡進入循環系統，甚至能經過母體而進入胚胎、進而傷害胎兒的包括腦部等全身器官的正常發育。多環芳烴，是燃燒煤、石油等有機物質所產生的毒物。它在城市環境中無處不在，也是附著在 PM2.5 的成分之一。有其他研究表明，孕婦接觸到多環芳香烴，和其出生孩子的童年發育遲緩、語言技能遲緩、焦慮、憂鬱等疾病的發生，有關聯性。本文則詳細討論哥倫比亞大學的研究，顯示孕婦在妊娠的最後三個月，暴露於較高的多環芳香烴，其孩子的智商平均可能降低約 4 分。

 

 

顆粒污染物 (顆粒物，particulate matter 或 PM)，是空氣中微細的固體顆粒和液滴的複雜混合物。各種顆粒污染物在化學組成、形狀、和大小，各有很大的不同。顆粒的流體力學直徑是 10 微米或更小的，被稱為 PM10，它們可以通過咽喉及鼻腔和進入肺部。顆粒的流體力學直徑為 2.5 微米或更小的，被稱為 PM2.5，或微顆粒。和大於 2.5 微米的顆粒比較，PM2.5 可以穿透到更深的肺部。尤其是 PM2.5 之中，直徑小於 1 微米的顆粒可以經肺泡進入循環系統、進而傷害包括腦部等全身其他器官，甚至能經過母體而進入胚胎、進而傷害胎兒的包括腦部等全身器官的正常發育。

 

 

多環芳烴 (polycyclic aromatic hydrocarbons, or PAHs)，是從燃燒煤、柴油、石油、天然氣、或其它如菸草等有機物質的過程中，釋放到空氣中的有毒化學物質。在城市地區，機動車輛是多環芳烴的主要來源。它在城市環境中無處不在，也是附著在 PM2.5 的成分之一。

 

已有研究表明，孕婦接觸到多環芳香烴，和其出生孩子的童年發育遲緩、語言技能遲緩、焦慮、憂鬱等疾病的發生，有關聯性；其可能對孩子的智商產生不利影響，尚待確證。

 

 

紐約市哥倫比亞大學 Frederica P. Perera, 教授、和他的研究團隊，探討 “孕婦接觸到多環芳香烴，對孩子的智商的影響” 。他們同時在兩個地方進行互相類似的研究，一個在紐約市，以非洲裔和多明尼加裔社區的 249 對母、嬰為對象；另一個是在橫跨大西洋的波蘭的 Krakow 市，以 214 對的白人母、嬰為對象。

 

孕婦們在其懷孕第三期，被要求攜帶裝有空氣監測器的背包 48 小時。 背包內有可攜帶式的設備，用於測量當時當地的多環芳烴濃度。在出生後，研究人員從每個嬰兒的臍帶血液，檢查其中多環芳烴的濃度。孩子在年滿 5 歲時，接受標準化的智力測驗。研究人員追踪研究母、嬰，從媽媽們懷孕開始，共達7年。

 

 

此研究對象是紐約市 (華盛頓高地、哈林、南布朗克斯) 的不吸菸、18 至 35 歲的非裔與多明尼加裔孕婦，和其她們所生下的兒童。研究結果是發表在 2009 年 7 月 20 日網路版 Pediatrics. 期刊。

 

該研究發現：

 

註：有一個相關研究，對象為 40 位參與本研究的兒童，其結果顯示懷孕時暴露於多環芳烴空氣污染，破壞了他們的大腦左側，損害了其快速思考的能力，並可能會增加其罹患注意力不足過動症 (ADHD) 的機率。

 

 

在波蘭的研究是發表在 2010 年 4 月 14 日網路版 Environ Health Perspect. 期刊。其結果顯示，懷孕時暴露於高於平均值的多環芳烴，其孩子智商平均減少 3.8 分。

 

 

在波蘭的 Krakow 市，多環芳烴化合物的平均濃度為每立方米 17.96 微克，主要來源是來自家庭取暖和工廠燃煤；而在紐約市，多環芳烴化合物的平均濃度為每立方米 2.26 微克，主要來源則是來自轎車、卡車、和公共汽車等交通排放。令人困惑的是：儘管是，比起紐約市的女性，Krakow 市的婦女平均暴露於八倍濃度的多環芳烴類，然而，兩地兒童的整體智商損失卻相似，大約降低 4 分。

 

雖然有令人困惑之處，但是更值得注意的是，這兩個研究，在不同的人群、社會環境、多環芳烴源，卻都有同一個發現：懷孕時暴露於多環芳烴所引起的孩子智商下降，有統計學上的顯著性。

 

 

已知許多污染，包括多環芳烴、鉛、汞，菸草、農藥，都可能損壞全身多個器官，包括腦。在大腦發育的敏感過程中，變化發生得非常迅速，而且變化必須遵照一個特定的順序；多環芳烴等污染物可能是干擾了這一進程。多環芳烴被代謝後，其所產生的血液中的副產品，可以穿過胎盤的邊界，並直接和胎兒的 DNA 結合，影響基因表達。

 

 

 

專家說，即使是智商小幅下降 4 分，已足以妨礙孩子的學校表現和終身學習，也可能會影響一生的收入。最近的一項分析發現，投資在減少鉛暴露的每一美元，社會將得到 $17 至 $220 的好處。所以，降低空污，無論從國民健康、或經濟的角度上看，對個人、對社會整體，都是值得的。

 

好消息是，紐約市的多環芳烴空污水平已經有在下降。從 1998 至 2006 年，當地空氣中的多環芳烴濃度下降了 50％ 以上。

 

 

空汙造成平均智商下降 4 分，無論是對個別孩子或社會整體，都不是小事。但是，雖然暴露於污染物與兒童智商受損有關，它通常仍然不是決定兒童智商的最主要因素。除了重要的遺傳等先天因素之外，其他包括：家長提供親子互動和智力刺激，孩子有適當的飲食、睡眠、遊戲、運動、和學校教育等後天因素，也都很重要。