燃烧有机物带来的全球癌症风险来自不受管制的化学品
每当有机物被燃烧时，例如在野火、发电厂、汽车尾气或日常烹饪中，燃烧都会释放出多环芳烃 (PAH)——一种已知会导致肺癌的污染物。
研究人员希望科学家和监管机构在评估多环芳烃暴露引起的癌症风险时考虑使用更广泛的化合物。
每当有机物被燃烧时，例如在野火、发电厂、汽车尾气或日常烹饪中，燃烧都会释放出多环芳烃 (PAH)——一种已知会导致肺癌的污染物。
每天有 100 多种已知类型的 PAH 化合物排放到大气中。然而，监管机构历来依靠对单一化合物苯并（a）芘的测量来衡量社区因接触多环芳烃而患癌症的风险。现在麻省理工学院的科学家发现苯并（a）芘可能是此类癌症风险的不良指标。
在刚刚发表在GeoHealth杂志上的一项建模研究中，该团队报告说，苯并 (a) 芘在全球患 PAH 相关癌症的风险中只占一小部分——约 11%。相反，89% 的癌症风险来自其他 PAH 化合物，其中许多化合物并未受到直接监管。
有趣的是，大约 17% 的 PAH 相关癌症风险来自“降解产物”——排放的 PAH 在大气中反应时形成的化学物质。事实上，这些降解产物中的许多可能比形成它们的排放的 PAH 更具毒性。
该团队希望该结果将鼓励科学家和监管机构在评估社区的癌症风险时考虑超越苯并（a）芘，考虑更广泛类别的 PAH。
“大多数 PAH 的监管科学和标准都是基于苯并 (a) 芘水平。但这是一个很大的盲点，可能会导致你在评估癌症风险是否正在改善以及某个地方是否比另一个地方相对更糟方面走上一条非常错误的道路，”研究作者、麻省理工学院教授 Noelle Selin 说数据、系统和社会研究所以及地球、大气和行星科学系。
Selin 在麻省理工学院的合著者包括 Jesse Kroll、Amy Hrdina、Ishwar Kohale、Forest White 和 Bevin Engelward，以及 Jamie Kelly（现就读于伦敦大学学院）。约克大学的Peter Ivatt 和 Mathew Evans也是合著者。
化学像素
苯并（a）芘历来是暴露于 PAH 的典型化学品。该化合物的指示剂状态主要基于早期毒理学研究。但最近的研究表明，这种化学物质可能不是监管机构长期以来所依赖的 PAH 代表。
“有一些证据表明苯并（a）芘可能不是很重要，但这只是来自一些实地研究，”Selin 小组的前博士后、该研究的主要作者 Kelly 说。
Kelly 和他的同事转而采用系统的方法来评估苯并（a）芘作为 PAH 指标的适用性。该团队首先使用 GEOS-Chem，这是一个全球性的 3D 化学传输模型，它将世界划分为单独的网格框，并在每个框内模拟大气中化学物质的反应和浓度。
他们扩展了这个模型，包括对各种 PAH 化合物（包括苯并（a）芘）如何在大气中反应的化学描述。然后，该团队插入了来自排放清单和气象观测的最新数据，并运行该模型以模拟随着时间的推移世界各地各种 PAH 化学物质的浓度。
危险反应
在他们的模拟中，研究人员从 16 种经过充分研究的 PAH 化学物质开始，包括苯并 (a) 芘，并追踪了这些化学物质的浓度，以及它们在两代或化学转化过程中降解产物的浓度。该团队总共评估了 48 种 PAH。
然后，他们将这些浓度与世界各地监测站记录的相同化学物质的实际浓度进行比较。这种比较非常接近，足以表明模型的浓度预测是现实的。
然后在每个模型的网格框中，研究人员将每种 PAH 化学物质的浓度与其相关的癌症风险联系起来；为此，他们必须根据文献中先前的研究开发一种新方法，以避免不同化学品的重复计算风险。最后，他们根据每个地点特定 PAH 化学物质的浓度和毒性，叠加人口密度图以预测全球癌症病例数。
按人群划分癌症病例会产生与该化学物质相关的癌症风险。通过这种方式，研究小组计算了 48 种化合物中每一种的癌症风险，然后确定了每种化学物质对总风险的贡献。
该分析表明，苯并（a）芘对全球 PAH 暴露导致癌症的总体风险贡献很小，约为 11%。百分之八十九的癌症风险来自其他化学物质。17% 的风险来自降解产物。
“我们看到苯并（a）芘浓度较低的地方，但由于这些降解产物，风险较高，”Selin 说。“这些产品的毒性可能高出几个数量级，因此它们浓度很小的事实并不意味着你可以将它们注销。”
当研究人员比较世界各地计算出的与 PAH 相关的癌症风险时，他们发现显着差异取决于风险计算是仅基于苯并（a）芘的浓度还是基于区域更广泛的 PAH 化合物组合。
“如果你使用旧方法，你会发现香港的终生癌症风险比印度南部高 3.5 倍，但考虑到 PAH 混合物的差异，你会得到 12 倍的差异，”凯利说。“因此，两地之间的相对癌症风险存在很大差异。而且我们认为扩大监管机构正在考虑的化合物范围很重要，而不仅仅是一种化学物质。”
加拿大环境部的空气质量专家和博士研究科学家 Elisabeth Galarneau 说，该团队的研究“为更好地了解这些无处不在的污染物提供了极好的贡献”。“将这些结果与其他地方所做的工作进行比较将会很有趣......以确定需要跟踪和考虑哪些（化合物）以保护人类和环境健康。”