弗吉尼亚理工大学的科学家已经发现，煤烟和煤灰中发现的异常微小且剧毒的二氧化钛颗粒极小，一次接触可对小鼠造成肺部损伤，长期损伤仅在六周内发生。

测试由弗吉尼亚-马里兰大学兽医学院的教授欧文·科伊·艾伦(Irving Coy Allen)主持，来自弗吉尼亚理工大学的合作者以及科罗拉多大学，北卡罗来纳大学教堂山分校，东卡罗来纳大学和东中国师范大学在上海。该发现最近发表在科学杂志《免疫学前沿》上。

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他们遵循了弗吉尼亚理工大学地球科学家迈克尔·霍切拉(Michael Hochella)在2017年的发现，即目前美国发电厂中没有使用高端过滤器捕获烟雾的情况下，燃烧煤炭会向大气排放细小的颗粒，称为二氧化钛纳米颗粒。霍切拉的科学家团队在从城市街道，人行道以及美国和中国城市附近的池塘和海湾收集的灰烬中发现了这种纳米颗粒。

在实验室环境中使用小鼠模型，这些最小的纳米粒子(小到1亿分之一米)被吸入后进入肺部。进入肺部后，纳米颗粒会遇到巨噬细胞，巨噬细胞是捕获并清除异物的肺部防御细胞。通常，这些细胞可保护肺部免受病原体(例如细菌和病毒)侵害。但是对于这些纳米颗粒，巨噬细胞却步履蹒跚。

“它们不能分解钛纳米颗粒，因此细胞开始死亡，并且这个过程吸收了更多的巨噬细胞。这些过程开始了一个反馈循环，每一轮即将死亡的细胞都集中在纳米颗粒周围，”艾伦说。生物医学科学与病理生物学系。“垂死的含有纳米颗粒的细胞然后开始在肺中形成沉积物，这些沉积物会引起问题。我们开始看到对肺功能的负面影响，基本上，肺无法继续正常工作。”

在艾伦所谓的“惊人发现”中，他的团队在只接触了有毒纳米颗粒后发现了负面影响。沉积物的长期破坏可能会在短短六周内出现，这引起了对污染严重的城市的担忧。他说：“我们意识到，如果有人住在发电厂附近或其中一个燃煤源附近，那么他们就不会暴露于单一剂量，而是每天都会暴露在其中。”“一周后我们也没有看到肺部清除，所以当这些东西在您的肺中时，它们会停留在那里，并且会在那里停留更长的时间。”

更重要的是，受损的肺可能导致更易感染病毒或细菌，并可能加剧与哮喘或慢性阻塞性肺疾病(COPD)相关的症状。