空气污染究竟如何损害儿童大脑发育？
这种损害并非笼统的“对健康有害”——空气污染会直接改变大脑的结构和功能。一项针对332名6至14岁儿童的大脑成像里程碑式研究发现，产前暴露于细颗粒物（PM2.5）和多环芳烃（PAH）与背侧顶叶皮层（负责注意力和空间推理）变薄、其他皮层区域增厚、白质体积减小以及大脑血流量减少有关[2]。这些变化影响了调节思维、情绪和行为的皮质-纹状体-丘脑-皮质回路。研究还发现，即使是低水平的暴露也会破坏ADHD、焦虑和智力方面正常的大脑-行为关系，而高水平的暴露则基本上完全打乱了这些关系[2]。
这些大脑变化会转化为现实生活中的问题。一项针对1265名儿童从出生到青春期的纵向研究发现，那些从产前阶段到10岁期间持续暴露于高浓度空气污染的孩子，在青春期出现注意力问题和物质滥用的概率显著更高，即使考虑了家庭背景和社会经济因素也是如此[1]。学龄前暴露水平较高的儿童还表现出更多的行为问题和较低的教育成就[1]。另一项在尼日利亚进行的研究直接测量了儿童血液中的一氧化碳（CO）水平，发现学龄前儿童血液中CO含量越高，其粗大运动、精细运动和问题解决能力就越差[4]。这些研究共同表明，伤害始于子宫内，并持续至幼儿期，不仅影响大脑结构，也影响现实中的认知和行为表现。
空气污染是否会加速老年人认知能力下降？
是的，证据来自一项大规模人口研究。韩国研究人员分析了近90万名无痴呆症的老年人数据，通过标准认知衰退筛查测试——简易精神状态检查表（MMSE）[3]，追踪了他们长达11年的认知表现。结果发现，居住在二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）和粗颗粒物（PM10）浓度较高地区的人，其MMSE初始得分更低，且随时间推移下降更快[3]。例如，较高的NO2和PM10水平始终与更差的认知表现相关。该研究控制了多种影响认知的其他因素，从而更有力地证明空气污染本身是导致认知衰退的原因。
有趣的是，研究发现臭氧（O₃）呈现相反的模式——较高的臭氧水平与认知衰退减缓相关，这可能是因为在污染严重的城市区域，其他污染物占主导地位导致臭氧浓度较低，或是由于复杂的大气化学反应所致[3]。这凸显出并非所有污染物的作用方式都相同，但总体趋势是明确的：长期暴露于常见的交通和工业污染物会加速认知老化，即使是在尚未罹患痴呆症的人群中也是如此。
为什么生活在贫困社区会加剧这些影响？
空气污染对不同人群的影响并不均等——它是贫困损害大脑发育的一个重要原因。一项针对美国婴儿的全国性研究发现，生活在高贫困社区的婴儿接触到的神经毒性空气污染物要多得多，而这种接触解释了他们在4岁时出现的认知缺陷中约三分之一的原因[5]。换句话说，空气质量差是集中贫困损害儿童认知能力的一个具体机制。该研究分析了50多种已知会损害中枢神经系统的污染物，表明问题不仅仅在于某一种化学物质，而是一系列有毒物质的混合[5]。
这一发现与其他研究直接相关：贫困地区的儿童更可能长期处于高暴露轨迹，从而面临注意力问题及教育成就较低的风险[1]；而同一地区的老年人则面临更快的认知衰退[3]。减少空气污染，尤其是在低收入社区，可能成为贯穿整个生命周期保护大脑健康的有力杠杆。
关于这些来源
该回答基于5篇经同行评审的研究——发表于2022年至2025年间，其中2篇为2024年及以后发表，3篇发表于Q1期刊，合计被引用181次——这些研究是从5篇通过质量筛选的研究中选出的最相关成果，而该筛选过程则源自从超过5亿篇论文数据库中检索到的40篇文献。
本文引用的文献
儿童期空气污染暴露与儿童及青少年时期的认知能力、教育表现及心理健康结局相关：一项纵向出生队列研究
在一项针对1,265名儿童的纵向出生队列研究中，从产前至10岁期间持续暴露于高浓度空气污染的孩子，在青春期表现出更多的注意力问题和物质滥用行为，即使在调整了家庭背景因素后，这一关联依然存在[1]。
产前暴露于空气污染与儿童期大脑结构、功能及代谢的改变相关。
在一项针对332名6至14岁儿童的前瞻性队列研究中，产前暴露于PM2.5和多环芳烃与顶叶皮质变薄、白质体积减小，以及注意力缺陷多动障碍、焦虑和智力方面的大脑-行为关系紊乱相关[2]。
长期暴露于空气污染对无痴呆症老年人认知衰退的影响
在一项针对近90万名无痴呆症老年人的研究中，长期暴露于较高浓度的NO2、SO2、CO和PM10与基线认知评分较低以及长达11年内MMSE评分下降更快相关[3]。
空气污染、儿童健康与认知发展
在一项针对尼日利亚学龄前儿童的研究中，血液中一氧化碳（CO）水平较高与粗大运动、精细运动及解决问题能力的显著下降存在强关联[4]。
集中贫困、环境空气污染与儿童认知发展
在美国全国样本中，居住在高度贫困社区会使暴露于50多种神经毒性空气污染物的风险增加，而4岁时约三分之一的认知缺陷可归因于空气质量差异[5]。