大氣 CO?飆升造成人體血液二氧化碳過載，碳中和成健康剛需

2026 年 2 月，《Air Quality, Atmosphere & Health》（空氣質量、大氣與健康）期刊發表了一項顛覆性研究，首次通過二十余年的人類血液數據證實，大氣二氧化碳（CO?）濃度上升正直接改變人體血液化學組成，若減排行動滯后，50 年內人類血液碳酸氫鹽水平將突破健康閾值，本世紀末鈣、磷水平也將跌至健康下限，大氣或將進入對人體具有潛在毒性的狀態這一發現打破了 “CO?僅影響氣候” 的認知，將碳中和、碳減排從環境議題推向公共健康核心議題，也讓碳市場、碳配額等減排工具的價值被重新定義。

研究核心結論：22 年數據印證，CO?與人體血液指標高度關聯

這項由澳大利亞科廷大學 Alexander N. Larcombe 和澳大利亞國立大學 Phil N. Bierwirth 主導的研究，是目前針對 “大氣 CO?與人體血液生化指標” 最全面的實證研究。研究團隊分析了1999-2020 年美國全國健康與營養檢查調查（NHANES） 數據，該數據每兩年收集約 7000 名美國人的血液樣本，涵蓋碳酸氫鹽（HCO??）、鈣（Ca）、磷（P）等核心指標，同時匹配了夏威夷莫納羅亞天文臺同期的大氣 CO?濃度監測數據。

碳酸氫鹽 7% 飆升，與大氣 CO?同步增長

研究發現，1999-2020 年間，研究人群的血清碳酸氫鹽平均水平從約 23.8mEq/L 升至 25.3mEq/L，增幅達 7%，而同期大氣 CO?濃度從約 369ppm 升至 420ppm 以上，增幅約 13.8%，兩者呈現顯著的平行增長趨勢。按照每年 0.34% 的線性增長速率，2076 年人類血液碳酸氫鹽水平將達到靜脈血健康上限 30mEq/L，這意味著 50 年后，人體血液的酸堿緩沖系統將處于臨界狀態

鈣、磷持續下降，本世紀末或突破健康下限

與碳酸氫鹽相反，血液鈣、磷水平呈持續下降趨勢：22 年間鈣水平下降約 2%，磷水平下降約 7%（排除 1999-2000 年異常數據）。按照線性趨勢預測，鈣水平將在 2099 年跌至 2.1mmol/L 的健康下限，磷水平將在 2085 年跌至 0.81mmol/L 的健康下限。鈣、磷作為人體骨骼、神經、代謝系統的核心元素，其水平持續降低將引發全身性的生理功能異常。

人類生理已進入 “CO?代償期”

研究團隊強調，這些血液指標的變化并非偶然，而是人體對大氣 CO?濃度上升的被動生理代償。在人類數百萬年的進化史中，大氣 CO?濃度長期穩定在 300ppm 左右，人體的呼吸、酸堿調節系統已適應這一環境；而工業革命后 CO?濃度的指數級飆升，讓人體被迫啟動持續的代償機制，這種 “永久性的生理改變” 已成為事實

生理機制解析：CO?如何 “入侵” 人體血液，引發指標異變？

要理解大氣 CO?與血液指標的關聯，需從人體的 CO?代謝、酸堿平衡調節機制入手。這項研究清晰闡釋了 CO?濃度上升引發血液生化指標改變的核心路徑，也讓我們看到了長期高 CO?暴露的潛在健康風險。

CO?代謝：從吸入到血液，碳酸氫鹽成為 “核心載體”

人體吸入的 CO?約 90-95% 會進入紅細胞，在碳酸酐酶的催化下與水結合，生成氫離子（H?）和碳酸氫鹽（HCO??）—— 這是 CO?在人體內的主要運輸形式。當大氣 CO?濃度升高，人體吸入的 CO?總量增加，血液中碳酸氫鹽的生成量也隨之上升，以完成 CO?的運輸和排出。

正常情況下，人體的肺、腎會協同調節碳酸氫鹽水平：肺部通過呼氣排出 CO?，腎臟通過重吸收和排泄調節碳酸氫鹽，維持血液酸堿平衡。但當大氣 CO?濃度長期、持續上升，這種調節機制會處于 “超負荷運轉” 狀態，最終導致碳酸氫鹽在血液中累積，形成慢性代償性堿中毒，這也是研究中碳酸氫鹽水平持續飆升的核心原因。

鈣、磷下降：骨骼成為 “CO?緩沖墊”，礦物質持續流失

當血液因 CO?累積出現酸化趨勢時，人體會啟動第二道代償防線 ——骨骼的礦物質釋放。鈣、磷作為血液酸堿平衡的重要緩沖物質，會從骨骼中被釋放出來，中和血液中的多余氫離子，穩定 pH 值；同時，過量的 CO?會與鈣、磷結合，以碳酸鈣、磷酸鈣的形式儲存在骨骼中，進一步導致血液中鈣、磷水平下降

這種代償機制的代價是巨大的：短期來看，骨骼礦物質流失會導致骨質疏松、骨折風險增加；長期來看，鈣、磷的持續降低會直接影響肌肉收縮、神經傳導、心臟節律等核心生理功能，引發肌肉痙攣、心律不齊、認知障礙等一系列疾病

高 CO?暴露的潛在健康風險：從認知到器官，全身皆受影響

研究團隊結合動物實驗和人類短期暴露研究，梳理了長期高 CO?暴露的多重健康風險，這些風險并非 “遠在未來”，而是已在短期暴露人群中顯現：

認知功能下降：室內 CO?濃度達到 950ppm 時，人類的決策能力、注意力、記憶力會顯著降低，這一現象在辦公室職員、學生等人群中已得到證實

氧化應激與器官損傷：1000ppm 的 CO?會引發小鼠腦組織的氧化應激損傷，長期暴露還可能導致腎臟、動脈鈣化，增加糖尿病、癌癥的發病風險

精神健康問題：700-1000ppm 的 CO?會導致哺乳動物的焦慮相關激素升高，長期暴露可能引發人群焦慮癥、恐慌癥的發病率上升，甚至影響社會情緒穩定

兒童發育異常：兒童的生理系統尚未發育成熟，對 CO?的代償能力更弱，長期暴露可能影響肺功能、神經發育，導致生長軌跡異常、多動等問題。

碳中和啟示：從 “氣候保護” 到 “健康守護”，減排工具迎來新定位

這項研究的最大意義，在于將碳中和與人類公共健康直接綁定：大氣 CO?濃度的控制，不僅是為了減緩氣候變暖，更是為了守護人體的生理平衡，避免未來 50 年進入 “有毒大氣” 時代。作為碳中和領域的核心工具，碳市場、碳配額、零碳園區建設等舉措，也因此被賦予了 “健康守護” 的新定位，其緊迫性和必要性被提升到新高度。

碳減排的核心目標：將大氣 CO?濃度控制在 “人體耐受閾值” 內

大氣中二氧化碳濃度（ppm）變化

研究明確指出，人類生理系統對 CO?的耐受閾值遠低于此前的氣候保護閾值 —— 人體數百萬年進化適應的 300ppm 左右 CO?濃度，才是最安全的 “生理閾值”。而當前 420ppm 的濃度，已讓人體啟動持續代償；若按照每年 2ppm 以上的增速繼續上升，50 年后的濃度將突破 500ppm，直接觸發血液指標的健康危機。

這意味著，碳減排的目標需要從 “減緩氣候變暖” 進一步細化為 “控制大氣 CO?濃度在人體生理耐受范圍內”。IPCC 提出的 “本世紀末將溫升控制在 1.5℃以內” 的目標，對應的 CO?濃度閾值約 430ppm，這一閾值已接近人體的代償極限，也讓 “碳中和” 從 “遠期目標” 變為 “眼前剛需”—— 只有通過 2060 年前實現碳中和，才能讓大氣 CO?濃度逐步回落，避免人體生理系統的永久性損傷。

碳市場與碳配額：用市場化手段倒逼 CO?減排，守護健康底線

碳市場作為全球最成熟的市場化減排工具，其核心邏輯是通過 “碳配額” 的稀缺性，讓企業承擔 CO?排放的環境成本；而這項研究讓我們意識到，企業還需承擔 CO?排放的健康成本—— 每 1 噸 CO?的排放，不僅會加劇氣候變暖，還會間接推動人體血液指標的異變，增加公共健康支出。

從國內實踐來看，全國碳市場自 2021 年啟動以來，已覆蓋電力、鋼鐵、水泥等重點排放行業，累計成交量超 2 億噸，成交額超 50 億元。未來，碳市場的覆蓋范圍需要進一步擴大，碳配額的收緊節奏需要加快，讓 CO?排放的 “健康成本” 充分體現在碳價中，倒逼企業加快能源結構轉型、技術升級，從源頭減少 CO?排放

同時，碳市場的收益應更多向公共健康領域傾斜，例如設立 “CO?減排與健康保護專項基金”，用于研究 CO?暴露的健康影響、開展高危人群健康監測、建設低 CO?的室內環境等，讓碳減排的紅利直接轉化為公共健康的保障。

零碳園區：打造 “低 CO?微環境”，從局部實現健康防護

人類 87% 的時間處于室內環境，而室內 CO?濃度通常遠高于室外（如密閉辦公室可達 1000ppm 以上），疫情后居家辦公的普及，進一步加劇了室內高 CO?暴露的風險零碳園區作為碳中和的重要落地載體，不僅要實現 “園區內 CO?凈零排放”，更要打造 “低 CO?微環境”，成為人體健康的 “局部防護屏障”。

零碳園區的建設應融入 “健康導向”：

從能源端，100% 使用光伏、風電等可再生能源，徹底消除園區內的化石燃料燃燒，減少 CO?排放；

從通風端，采用自然通風 + 智能新風系統，將室內 CO?濃度穩定在 600ppm 以下的安全水平；

從生態端，增加園區內的綠植、濕地等碳匯載體，不僅吸收 CO?，還能提升空氣質量，形成 “生態緩沖帶”；

從監測端，建立 CO?濃度實時監測系統，與園區的能源、通風系統聯動，實現 CO?濃度的動態調控。

目前，國內的雄安新區、蘇州工業園區、深圳前海等已在零碳園區建設中融入健康理念，未來這一模式需要在城市社區、學校、醫院等重點場景全面推廣，讓人們在工作、生活、學習的核心場景中，遠離高 CO?暴露的風險。

全民減排：從 “個人低碳行為” 到 “健康生活方式”

CO?減排并非企業和政府的 “獨角戲”，而是與每個人的健康息息相關的 “全民行動”。個人的低碳行為，如綠色出行、節約用電、減少一次性用品使用等，不僅能減少 CO?排放，更是在守護自己和家人的血液健康、生理平衡。

同時，需要建立 “CO?健康意識”：關注室內 CO?濃度，定期開窗通風；在裝修、辦公環境選擇中，優先考慮通風良好、綠植豐富的空間；減少長時間處于密閉空間的時間，增加戶外活動，讓身體遠離高 CO?暴露的環境。這種 “低碳 + 健康” 的生活方式，將成為未來社會的主流趨勢。

研究的爭議與展望：仍需探索，但減排刻不容緩

盡管這項研究提供了大氣 CO?與人體血液指標關聯的有力證據，但研究團隊也坦言，目前仍存在一些待探索的問題：例如，研究未考慮飲食、藥物、腎功能、肥胖率等其他因素對血液指標的影響；室內 CO?濃度與大氣 CO?濃度的疊加效應，尚未被量化分析；長期 CO?暴露對不同年齡、性別、種族人群的影響差異，仍需進一步研究。

部分學者也提出，人體的酸堿調節系統具有較強的適應性，短期的碳酸氫鹽上升并不一定意味著 “健康危機”但不可否認的是，這項研究首次揭示了大氣 CO?對人體生理的長期、潛在影響，為我們敲響了警鐘 ——在 “是否存在健康風險” 的爭議中，我們不能用人類的健康做 “賭注”，而應采取 “預防性減排” 策略，這也是碳中和的核心原則之一。

未來，相關研究需要進一步深化：一方面，開展跨國家、跨人群的大樣本追蹤研究，驗證大氣 CO?與血液指標的因果關系；另一方面，開展長期 CO?暴露的人體臨床試驗，明確不同濃度 CO?對人體健康的具體影響，為碳減排閾值提供更精準的科學依據。

碳中和，守護人類的健康

從工業革命開始，人類向大氣中排放了超 5000 億噸 CO?，我們曾以為，這些 CO?只是 “氣候的污染物”，卻未曾想到，它們正悄悄 “入侵” 我們的血液，改變我們的生理結構。這項 2026 年的重磅研究，讓我們看清了一個真相：碳中和從來不是一項 “未來任務”，而是守護人類生存和健康的 “當下行動”。

50 年，看似遙遠，卻已是人類血液酸堿系統的 “耐受極限”；本世紀末，更是鈣、磷等核心生理元素的 “健康底線”。碳中和不僅是為了守護地球的氣候，更是為了守護我們每一個人的血液，守護我們的身體，守護人類數百萬年進化而來的生理平衡。減排之路，道阻且長，但行則將至；因為我們守護的，不僅是地球的未來，更是人類自己的未來。