弗林特市铅污染水可能不会导致永久性脑损伤

饮用水污染是一场公共卫生灾难,但暴露其中的儿童仍然可以得到帮助

牧师大卫·布洛克举着一瓶弗林特市的水,密歇根州警方设置路障,阻止抗议者进入罗姆尼大楼,州长里克·斯奈德的办公室就在那里,时间是2016年1月14日,地点是密歇根州兰辛市。150多人试图涌入大厅,抗议斯奈德,要求他辞职并因弗林特市的水危机而被捕。

杰克·梅/《弗林特日报》-MLive.com 通过美联社

自从密歇根州弗林特市的饮用水中铅含量高得惊人的消息被披露以来,以及最近在全国各地报道的铅含量飙升,人们对于这种暴露对儿童造成的威胁表示担忧,这是可以理解的。电影制作人兼弗林特市本地人迈克尔·摩尔在他的网站上指责密歇根州州长里克·斯奈德毒害儿童,并告诉读者:“你无法逆转对弗林特市每个孩子造成的不可逆转的脑损伤。这种损害是永久性的。他们的一生都毁了……”一位读者在回应《纽约时报》一篇关于弗林特市水危机的文章时写道:“血液铅含量较高的儿童可能会患有终身智力障碍。根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据,基于2003年的一项研究(以2003年的美元计算),每位智力障碍人士的平均终生成本估计为1,014,000美元。密歇根州将如何支付……?”

弗林特市的丑闻令人震惊,并在许多方面造成了伤害。但是,如果通过紧急关注教育和医疗保健来减轻暴露的影响,那么水中铅含量并不一定会造成儿童心理功能的永久性损害。弗吉尼亚理工学院的环境工程师马克·爱德华兹首先揭露了弗林特市污染的程度,他将其描述为对社会公正的不可饶恕的违反。但是爱德华兹说,将儿童标签为“脑损伤”也是不公正的。他补充说:“中毒显然是一个带有感情色彩的词。我与弗林特市的许多父母交谈过,我很担心,因为我不希望那里的孩子因他们所遭遇的事情而被定义。”

弗林特市儿童血液铅含量升高的比例确实翻了一番,从2013年至2015年间从2.4%上升至4.9%。这些儿童的铅含量达到或高于每分升5微克(mcg/dL),这是美国疾病控制与预防中心为公共机构采取补救措施而设定的水平。在美国,如今五岁儿童的平均血液铅含量在每分升一到两微克之间。在弗林特市,警惕的父母迫使自满的官员停止否认该问题,并消除原因:来自弗林特河的水具有腐蚀性,以至于从城市水管中浸出了铅。弗林特市儿童的实际血液铅含量尚未公开,但研究人员认为,很少有儿童(如果有的话)的血液铅含量达到了传统标准认为的有毒的水平。(科学家推测,某些水平可能约为每分升10微克。)


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辛辛那提大学医学院的神经心理学家金·迪特里希帮助设定了美国疾病控制与预防中心的铅阈值,他说:“在这种情况下,‘中毒’一词是对该术语的误用。”他研究了儿童早期铅暴露的影响已有三十年,并为关于该主题的大量同行评审论文做出了贡献。迪特里希说,每分升5微克的设定是基于公共卫生专家所谓的“预防原则”——该理念认为,当一项活动对人类健康构成危害威胁时,应采取预防措施,即使某些因果关系尚未得到科学的充分证实。“是的,弗林特市的血液铅含量高于背景范围,但没有达到与儿童铅中毒相关的范围,”迪特里希说。

尽管专家们对于什么水平构成中毒存在分歧,但迪特里希和其他人表示,每分升45微克以下的儿童通常不会接受铅中毒治疗,而每分升15微克及以下的儿童不太可能因相对短期的暴露(如弗林特市儿童所经历的)而遭受持久的影响。“我们不希望看到孩子达到每分升10微克,因为它表明他们已经暴露了,”迪特里希说。“但是,在水问题得到解决后,血液中的铅浓度将在六到十二个月内恢复到背景水平。”他补充说:“对于极低水平的暴露,很少有研究完成。我研究这个问题已有30多年了,数据中没有任何迹象表明,儿童的短期低水平暴露会长期产生负面影响。”

尽管一些研究声称低铅水平与精神问题之间存在关联,但这项研究受到了批评。一些说法是从血液铅含量高得多的儿童的研究中推断出来的,另一些则被难以控制或解释的因素所困扰。凯斯西储大学的社会科学家罗伯特·费舍尔是一位研究评估专家,他监测铅问题已有数十年了。“如果只是铅,那将是可以控制的,但是铅暴露也与极端贫困、资源匮乏和糟糕的学校相关,”他说,并补充说,有如此多的相互交织的因素,几乎不可能将它们分开。《神经毒理学》杂志在2013年发表了一项关于平均血液铅含量超过每分升17微克的儿童的详尽研究,该研究得出的结论是:“尚不清楚是铅暴露还是儿童早期的混杂因素导致了这些关联[铅与长期认知影响之间的关联]。”美国疾病控制与预防中心儿童铅中毒预防咨询委员会的结论是,“尽管铅是发育和行为问题的风险因素,但它的存在并不表明这些问题一定会发生。没有任何特征性的发育模式完全归因于铅的影响,并且衡量铅对儿童的影响是不完美的。”

帮助儿童

对于可以采取措施来避免铅暴露对弗林特市儿童的影响的观点是一个好消息,但这有一个重要的警告:在贫困社区中减轻暴露比在富裕社区中更加困难。在弗林特市,暴露的儿童需要紧急关注他们的教育和健康需求。

多伦多大学公共卫生学院的医生兼院长霍华德·胡广泛发表了关于铅及其影响的著作,他对弗林特市的事件表示愤怒,他认为这是完全可以避免的。他还指出,铅暴露和社会不平等的相互交织的问题指出了干预和缓解的策略。“当然,有些儿童比其他儿童更容易受到铅的影响——我们才刚刚开始研究这种差异,”他说。“但是我们所知道的是,贫困加剧了铅对大脑的影响,而弗林特市是一个经济非常萧条的地区。”但是,他说,一个希望的原因是,“低水平的铅暴露可以通过良好的父母教养、良好的学校教育和良好的营养来缓解。”

胡是几位发现儿童中铁、钙或锌的营养缺乏会增加危险的科学家之一,因为这些矿物质的缺乏会促进铅的吸收。实际上,铅对中枢神经系统的影响很大程度上源于其倾向于模仿钙,而钙对于神经系统中的神经传递至关重要。胡解释说,通过模仿钙,铅会造成严重破坏,基本上导致脑细胞彼此连接错误。

他说:“当儿童接受铅暴露的随访时,富裕的孩子有更多的康复机会。我们不知道为什么,但是贫困加剧了铅对大脑的影响。发展大脑的是刺激——突触结构的过程取决于刺激——它加强了所需的连接并修剪了不需要的连接。铅会干扰这一过程,但刺激有助于减少负面影响。”

尽管没有受控的人体研究,但动物研究也表明,刺激性环境可以弥补铅引起的脑损伤。不列颠哥伦比亚省西蒙弗雷泽大学的公共卫生专家布鲁斯·兰菲尔是研究胎儿和儿童早期暴露于普遍环境神经毒素(包括铅)的研究的主要研究员。“对大鼠的研究表明,环境刺激可以减弱铅暴露的影响,”兰菲尔说。早期研究表明,暴露于铅并提供丰富环境的动物表现出的影响远少于来自匮乏环境的动物。(丰富的环境包括与其他大鼠一起关在笼子里,并可以使用水迷宫、运动轮和其他环境刺激。)在几项研究中,来自丰富环境中暴露于铅的大鼠的神经处理无法与根本没有暴露于铅的大鼠区分开来。还有迹象表明,因铅暴露而受损的大鼠可以通过环境丰富来恢复其神经能力。

早期证据表明,人脑也可能具有补偿能力。辛辛那提儿童医院医疗中心的化学家兼放射学教授金·塞西尔是铅对大脑影响的专家,他发现,尽管大脑左半球的语言功能区域会受到慢性铅暴露的干扰,但当血液铅含量高于当前关注水平时,其右半球的相应区域显示出更高的激活。这表明右半球正在加强以承担大脑左侧部分减少的功能。也许更令人惊讶的是,在儿童时期血液铅含量较高的成年人中,胼胝体(连接两个半球的宽阔神经纤维带)表现出更高的传导性。“似乎大脑正在重新连接以维持功能,并正在开发机制来适应铅暴露,至少在某种程度上是这样,”塞西尔说。

铅暴露的影响很难与贫困的影响区分开来。佐治亚州立大学公共卫生学院环境健康部主任斯图尔特·沙拉特指出,美国老化的基础设施使得保护儿童免受任何数量的环境风险(尤其是在贫困社区)的影响变得越来越困难。沙拉特说,贫困儿童最有可能接触到铅(来自工厂冶炼厂、灰尘、土壤和油漆),并且由于获得医疗保健以及诸如适当营养和高质量学校等其他资源的渠道不畅,他们遭受的危害也最严重。

他说:“我们已经知道铅有毒了2000年了。应该有紧迫感来评估和尽量减少任何损害,但越来越清楚的是,某些毒性损害可以通过常识性做法来减轻。真正的问题是,最大的负担通常落在最不具备应对能力的社区身上,这些地方在经济上已经处于食物链的底端。我们需要关注的是尽一切努力确保每个孩子都有机会发挥自己的潜力。”

保护弗林特市的儿童免受铅暴露可能为时已晚。但是,保护他们免受铅暴露的最严重影响可能还为时不晚。

Ellen Ruppel Shell wrote about Alzheimer's disease and air pollution in our May 2020 issue. She is author of four books, including Cheap: The High Cost of Discount Culture (2009) and The Job: Work and Its Future in a Time of Radical Change (2018). She is currently working on Slippery Beast, a book about the eels of Maine.

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