近日，西安交通大学公共卫生学院吴少伟教授团队联合中山大学公共卫生学院刘跃伟教授团队，在环境健康领域期刊Eco-Environment & Health（IF=13.4）发表题为“Black carbon as a major contributor to ambient PM2.5-related cause-specific outpatient risks: Implications for early warning and health benefits evaluation of air quality improvement”的研究成果。该研究基于全国274个城市2.12亿条门诊记录，系统评估了细颗粒物（PM2.5）及其主要组分对12种主要疾病门诊风险的影响特征，揭示黑碳（BC）是PM2.5相关多系统疾病门诊风险的主要贡献组分。西安交通大学公共卫生学院兰阳助理教授、雷剑助理教授为论文共同第一作者，吴少伟教授、中山大学刘跃伟教授为共同通讯作者。
研究背景
当前，PM2.5是全球疾病负担评估确认的首要环境危险因素之一。PM2.5的化学组成复杂，不同组分的健康危害可能存在显著差异。然而，既往研究多聚焦于住院和死亡等严重疾病结局，对门诊就诊这一反映疾病早期阶段就医行为的指标关注不足。同时，PM2.5急性暴露健康损害的主要驱动组分（如黑碳等）虽已有一定证据，但仍需大样本人群研究进一步细化评估。黑碳是PM2.5中一种重要的碳质组分，主要来源于化石燃料和生物质的不完全燃烧，如燃煤、柴油/汽油、工业燃烧和居民生活源排放等，具有强吸光性，并可吸附或携带多环芳烃、重金属等有毒有害组分。
核心发现
研究团队基于中国274个城市2013–2017年城镇职工和居民医保门诊记录，采用时间分层病例交叉研究设计，系统评估了PM2.5及其主要组分与呼吸、心血管、精神神经和肾脏系统等12种主要疾病门诊风险的关联。PM2.5及其主要组分暴露数据来自中国高分辨率高质量近地表空气污染物（ChinaHighAirPollutants, CHAP）数据集，包含PM2.5及其6种主要组分（BC、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、氯离子、有机颗粒物）的1 km × 1 km分辨率逐日平均浓度。
图1. 研究整体思路与主要发现
研究发现，相比于其他主要组分，BC组分与主要疾病门诊风险的关联较强且一致性较好。具体而言，暴露当日（lag0）BC浓度每增加一个四分位间距（1.8 μg/m3），各疾病门诊风险增加幅度范围为1.33%至3.89%，其中慢性肾脏病门诊风险增加1.33%（95%置信区间[CI]: 0.93–1.74），慢性阻塞性肺疾病门诊风险增加3.89%（95% CI: 3.30–4.49）。其他主要组分在单组分模型中亦与所有主要疾病门诊风险呈显著正向关联，除焦虑症外总体关联强度弱于BC。在分别调整其他主要组分的双组分模型中，BC的独立正向关联保持稳健，而其他主要组分在调整BC后多数关联不再显著；在归因分数（百分比）分析中，除焦虑症外，几乎所有主要疾病门诊就诊归因于BC的分数最高。上述结果提示，其他组分的健康影响可能部分依赖于与BC的共暴露或次要于BC，BC可能是PM2.5健康危害的核心驱动组分。
图2. 2013–2017年中国274个地级及以上城市在暴露当日PM2.5及其主要组分每增加一个四分位间距所对应的特定病因门诊风险百分比变化
时间窗口差异：门诊与住院的敏感性不同
研究进一步发现，BC暴露对门诊风险和住院风险的影响存在明显的时间窗口差异。门诊风险主要在暴露当日（lag0）最为显著，而住院风险则在当日及前一日累积窗口（lag0–1）更为突出。这一差异提示，门诊就诊风险可敏感捕捉空气污染的急性健康效应，具有作为空气污染相关健康风险早期预警指标的潜力。
政策意义与健康效益评估
研究还量化了我国《大气污染防治行动计划》（简称《大气十条》）实施期间（2013–2017年）PM2.5和BC暴露相关的门诊负担变化。随着PM2.5和BC浓度的逐年下降，PM2.5和BC暴露相关门诊就诊归因负担呈下降趋势。研究期间门诊就诊归因负担的平均相对下降幅度（PM2.5为40.61%，BC为28.66%）均高于住院（PM2.5为30.00%，BC为21.14%），提示门诊就诊的变化能够灵敏地反映空气质量改善带来的早期健康效益。上述结果进一步表明，在继续控制PM2.5总质量的同时，优先控制黑碳等关键毒性组分，可更有效地预防颗粒物污染相关的多系统疾病发病风险。
图3. 2013–2017年中国274个地级及以上城市环境PM2.5及其主要组分年平均浓度变化
图4. 2013–2017年中国274个地级及以上城市暴露当日归因于环境PM2.5及其黑碳组分的特定病因门诊就诊比例
吴少伟教授团队长期聚焦空气颗粒物及其主要组分的健康效应研究。此前，团队已在Nature Medicine发表相关成果，从住院风险角度系统量化了《大气十条》实施后空气质量改善的人群健康效益，发现BC是PM2.5污染改善相关人群健康效益的主要贡献组分，并在微观个体及实验室研究中验证了BC对心血管系统等的损伤作用，探索了相关生物学机制。本项研究进一步将视角延伸至门诊就诊这一更早期的疾病阶段，构建了“门诊－住院”双维度评估框架，为完善空气污染健康风险防控体系提供了更全面的科学证据。
作者介绍
兰阳，西安交通大学公共卫生学院助理教授，入选西安交通大学青年优秀人才支持计划，研究方向为空气污染人群心血管健康影响及相关毒性机制。主持国家自然科学基金青年科学基金项目，作为骨干参与国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项及国家自然科学基金项目等多项。以第一作者（含共同）身份在Environmental Science & Technology、Environment International等期刊发表学术论文11篇。现任陕西省环境卫生专业委员会委员。
雷剑，西安交通大学公共卫生学院助理教授，主要研究方向为空气污染、气候变化与呼吸健康。入选国家资助博士后研究人员计划和西安交通大学青年优秀人才支持计划。研究聚焦空气污染对呼吸系统的健康危害，综合宏观人群与微观个体研究，系统揭示细颗粒物（PM2.5）及其关键组分对呼吸系统健康的多层次影响；成果发表于Nature Medicine、JAMA Pediatrics等国际权威期刊，含封面论文1篇、ESI高被引论文1篇。主持国家自然科学基金青年科学基金、中国博士后科学基金特别资助等项目。现任陕西省环境卫生专业委员会委员。
吴少伟，西安交通大学公共卫生学院院长助理、劳动卫生与环境卫生学系主任，教授、博士生导师，西安交通大学领军学者。主要从事空气污染等环境因素对人群健康影响、早期效应标志及预防措施研究。主持国家自然科学基金青年科学基金A类项目（原国家杰出青年科学基金）、国家重点研发计划等国家级项目多项。近年来在Nature Medicine、European Heart Journal、Lancet Public Health等国际权威期刊发表通讯作者论文60余篇，2020–2025年连续6年入选斯坦福大学“World’s Top 2% Scientists”榜单。担任西安交通大学环境与疾病相关基因教育部重点实验室副主任、中国环境科学学会环境医学与健康分会副主任委员、国际环境流行病学学会（ISEE）政策委员会委员等学术职务。
刘跃伟，中山大学公共卫生学院流行病学系副主任，教授、博士生导师。入选湖北省青年科技晨光计划、湖北省青年英才开发计划、中山大学百人计划及全球前2%顶尖科学家榜单。主要从事环境流行病学研究，主持科研项目十余项，在Nature Medicine、Circulation、JACC等期刊发表论文190余篇，其中8篇入选ESI高被引论文，研究成果累计被引1.3万余次，H指数46。担任国家疾病预防控制标准委员会环境健康标准委员会专家、中国环境诱变剂学会环境流行病学专业委员会委员、广东省精准医学应用学会生育力保护分会副主任委员等。以主要完成人获国家科学技术进步奖二等奖、妇幼健康科学技术奖二等奖、广东医学科技奖二等奖等，以第一完成人获湖北省自然科学优秀学术论文一等奖2项。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.eehl.2026.100283
