據外媒報道，每當有機物燃燒時如在野火、發電廠、汽車尾氣或日常烹飪中，燃燒會釋放出多環芳烴(PAH)–一類已知會導致肺癌的污染物。每天有超100種已知的PAH化合物被排放到大氣中。然而監管機構歷來依靠對單一化合物–苯並芘的測量來衡量一個社區因接觸PAH而患癌症的風險。
現在，麻省理工學院(MIT)的科學家們發現，苯並芘可能是這類癌症風險的一個糟糕的指標。
在剛剛發表在《GeoHealth》上的一項建模研究中，該團隊報告稱，苯並芘在全球多環芳烴相關癌症的發病風險中只佔很小一部分–約11%。相反，89%的癌症風險來自其他PAH化合物，其中許多沒有被直接監管。
有趣的是，約17%的PAH相關癌症風險來自 “降解產物”–當排放的PAH在大氣中反應時形成的化學品。這些降解產物中的許多實際上可能比它們所形成的排放的多環芳烴更具毒性。
該團隊希望這些結果將鼓勵科學家和監管機構在評估社區的癌症風險時超越苯並芘，將更廣泛的多環芳烴類別考慮在內。
“大多數多環芳烴的監管科學和標準都是基於苯並芘的水平。但這是一個很大的盲點，可能會導致你在評估癌症風險是否正在改善，以及是否在一個地方比另一個地方相對更糟糕方面走入一條非常錯誤的道路，”研究作者Noelle Selin說道。她是MIT數據、系統和社會研究所以及地球、大氣和行星科學系的教授。
Selin的MIT合著者還包括Jesse Kroll、Amy Hrdina、Ishwar Kohale、Forest White和Bevin Engelward，以及Jamie Kelly（現在倫敦大學學院）。來自約克大學的Peter Ivatt和Mathew Evans也是共同作者。
化學品像素
苯並芘在歷史上一直是PAH暴露的海報化學品。該化合物的指標地位主要是基於早期的毒理學研究。但最近的研究表明，該化學品可能不是監管機構長期以來所依賴的多環芳烴代表。
Selin小組的前博士后、該研究的首席作者Kelly指出：“有一點證據表明，苯並芘可能不是很重要，但這只是來自一些實地研究。
Kelly和他的同事採取了一種系統的方法來評估苯並芘作為PAH指標的適用性。該小組首先使用GEOS-Chem，這是一個全球性的三維化學傳輸模型，它將世界分成各個網格盒並在每個網格盒中模擬大氣中的化學品的反應和濃度。
之後，他們擴展了這個模型以包括各種PAH化合物的化學描述–包括苯並芘。然後，該小組插入來自排放清單和氣象觀測的最新數據並向前運行該模型以模擬出世界各地各種PAH化學品在一段時間內的濃度。
危險的反應
研究人員在他們的模擬中從16種相對研究良好的PAH化學品開始–包括苯並芘–並追蹤這些化學品的濃度以及其降解產物在兩代中的濃度或化學轉化。該小組總共評估了48種PAH。
然後他們將這些濃度跟世界各地的監測站所記錄的相同化學品的實際濃度進行了比較。這種比較足夠接近表明模型的濃度預測是現實的。
然後在每個模型的網格盒內，研究人員將每種PAH化學品的濃度跟其相關的癌症風險聯繫起來；為了做到這一點，他們不得不根據以前的文獻研究開發一種新的方法以避免重複計算不同化學品的風險。最後，他們根據每個地方的特定PAH化學品的濃度和毒性疊加人口密度圖來預測全球癌症病例的數量。
研究小組通過將癌症病例除以人口以得出跟該化學品相關的癌症風險的方式計算出了48種化合物中每一種的癌症風險，然後確定每種化學品對總風險的單獨貢獻。
這項分析顯示，苯並芘對全球因接觸PAH而發生癌症的總體風險的貢獻小得令人吃驚，約為11%。而89%的癌症風險來自於其他化學品，其中17%的風險來自於降解產物。
Selin表示：“我們看到在一些地方，你可以發現苯並芘的濃度較低，但由於這些降解產物，風險更高。這些產品的毒性可能高達幾個數量級，所以它們的濃度很小的事實並不意味着你可以把它們撇開。”
當研究人員比較世界各地跟多環芳烴有關的癌症風險計算結果時，他們發現，根據該風險計算是僅僅基於苯並芘的濃度還是基於一個地區更廣泛的多環芳烴化合物的組合，存在着明顯的差異。
“如果你使用舊方法，你會發現（中國）香港的終生癌症風險是印度南部的3.5倍，但考慮到PAH混合物的差異，你會得到12倍的差異，”Kelly說道，“所以，這兩個地方的相對癌症風險有很大差異。而且我們認為，重要的是要擴大監管機構正在考慮的化合物群體，而不僅僅是單一的化學品。”
加拿大環境部的空氣質量專家和博士研究科學家Elisabeth Galarneau指出，團隊的研究為更好地了解這些無處不在的污染物做出了卓越的貢獻，“看看這些結果如何跟其他地方正在進行的工作相比較……以確定哪些（化合物）需要被跟蹤和考慮，從而保護人類和環境健康，這將是非常有趣的。”