大氣中的二氧化碳濃度持續攀升,外界空氣的變化可能已經在人體血液中留下微妙痕跡。一項大型人口研究顯示,人體可能已開始對大氣成分的改變產生生理反應,雖然目前尚未構成健康風險,但研究人員警告,若這股趨勢持續,50 年後恐怕將對人體健康造成威脅。
根據地質與冰芯紀錄,在智人至少 15 萬年的演化歷史中,地球大氣中的二氧化碳濃度,大多維持在百萬分之 280~300 ppm 之間。然而,工業革命後,濃度開始快速攀升,近幾十年增幅更為明顯,從 2000 年的約 369 ppm,上升至如今約 420 ppm,已遠高於人類演化過程中所經歷的自然範圍。
研究指出,人體可能已經對這項變化做出反應。當二氧化碳進入人體後,會在血液中轉化為碳酸氫鹽 (HCO₃⁻)。在正常濃度下,碳酸氫鹽是維持人體酸鹼平衡的重要物質,有助於讓血液 pH 值保持穩定。
碳酸氫鹽濃度升高
科學家推測,血液中的碳酸氫鹽濃度,可能成為反映大氣二氧化碳變化的生物指標。澳洲研究團隊分析美國超過 20 年的大型人口健康資料後發現,自 1999 年至今,受試者血液中的碳酸氫鹽平均濃度增幅約 7%,相當於每年增加約 0.34%,與大氣二氧化碳濃度持續上升趨勢高度一致。同時,受試者血液中的鈣濃度下降約 2%,磷濃度則下降約 7%。
研究認為,這項發現可能與人體維持酸鹼平衡的調節機制有關。二氧化碳溶解於血液後,會形成碳酸,增加體內酸性,為了將血液 pH 值維持在狹窄而健康的範圍內,腎臟會保留更多碳酸氫鹽,做為中和酸性的緩衝物質,而骨骼則可能釋放鈣、磷等礦物質協助緩衝酸性,因此血液中的鈣、磷濃度可能隨之下降。
人體正在適應大氣變化
人體健康仰賴空氣中的二氧化碳濃度、血液 pH 值、呼吸頻率,以及碳酸氫鹽濃度之間維持精密的平衡。作者表示,由於目前大氣中的二氧化碳濃度,已高於現代人類演化歷程中所經歷的任何時期,這些額外的二氧化碳,似乎正逐漸反映在人體內部,而人體尚未完全適應新的大氣環境。
不過,研究人員也強調,目前碳酸氫鹽的變化幅度仍屬正常生理範圍,不足以直接造成健康問題。然而,若這種同步上升的趨勢持續數十年,累積效應可能在人群層面帶來生理改變,預估 2076 年左右,一些血液化學指標可能會接近目前公認的健康範圍的極限。
對兒童青少年影響最大
研究團隊特別指出,兒童與青少年值得持續關注,因為他們正處於生長發育階段,也將在未來生命中累積最長時間暴露於高二氧化碳濃度的大氣環境,因此潛在影響可能更明顯。
研究警告,人類未必能完全適應持續升高的大氣二氧化碳濃度,因此,設法限制大氣中的二氧化碳排放,仍是保障未來健康的重要課題。這項研究發表於《空氣品質、大氣與健康》(Air Quality, Atmosphere & Health) 期刊。
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(首圖來源:Flickr/b k CC BY 2.0)






