2001年至2011年间，加利福尼亚州有八家燃煤燃油发电厂关闭。这些工厂遍布全州：北部，靠近洪堡湾，南部，靠近边境，在布劳利。像所有发电厂一样，它们排放颗粒物、二氧化硫（SO2）、铅和其他化合物——使附近居民暴露在污染空气中。
当工厂关闭时，周边地区的PM2.5污染（小于2.5微米的颗粒，比人的头发细30倍左右）水平下降，氮氧化物水平也随之下降。关闭后的第二年，周边地区的生育率上升了。
发电厂的关闭在某种程度上是一项自然实验，让研究人员有机会测量消除社区污染的影响。由此产生的研究清楚地表明了一个新兴的公共卫生问题——空气质量差与生育能力下降之间的联系。
“越来越多的证据表明，空气污染与生育能力之间可能存在关联，”研究作者、加州大学伯克利分校公共卫生学院博士后学者琼·凯西说。“这真的很有说服力，表明可能有些事情正在发生。”
空气污染每年导致数百万人死亡，并与从心血管疾病到阿尔茨海默氏症等一系列健康问题有关。世界卫生组织认为空气污染是世界上最大的单一环境健康风险，科学家们仍在努力确定其全部损害范围。生育能力是重点关注的领域之一。
“人们关注生殖结局的原因之一是，我们比心血管疾病等需要数十年才能看到影响的疾病，更能更快地看到环境暴露的影响，”哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的研究员奥黛丽·加斯金斯说。“这些早期的生殖终点就像煤矿里的金丝雀——如果我们看到对生育能力和妊娠丢失的影响，这表明污染正在以有害的方式作用于身体。谁知道我们还会看到什么。”
加斯金斯研究空气污染等环境暴露对接受体外受精（IVF）助孕的女性的影响。由于IVF妊娠的时间线受到密切关注和监管，她可以确定空气污染可能对怀孕尝试的哪个时间段影响最大。“我们知道受精发生的日期、胚胎移植的日期、着床的日期，”她说。“自然怀孕我们永远无法知道这些。”
在六月发表的一项研究中，加斯金斯发现，住在靠近主要道路（因此也靠近交通相关空气污染）的接受IVF的女性，胚胎成功着床和活产的可能性较低。一项2010年的研究得出了类似的结论：如果女性暴露于空气污染物（尤其是汽车和卡车产生的二氧化氮）的程度更高，她们在IVF后成功怀孕的几率就会降低。
这两项研究并非孤例。波士顿大学医学院流行病学、妇产科助理教授Shruthi Mahalingaiah在分析“护士健康研究”（一项针对女性慢性病诱因的长期调查）的数据时，发现住在靠近道路的女性不孕率略有上升。根据一项2014年的研究，对于巴塞罗那的女性来说，每立方米空气中颗粒物增加约3.5微克，生育能力就会降低13%。
“我们有来自胚胎和IVF研究、人群研究、关闭工厂等自然实验研究的零散数据，”Mahalingaiah说。“我们正在拼凑出一个全景故事。”
故事不仅仅关注女性和女性生殖系统——精子可能也受到空气质量差的影响。例如，在一项台湾的研究中，每立方米空气中细颗粒物增加5微克，男性的正常精子形态和大小就会下降。而在盐湖城的一项研究中，空气污染暴露会降低精子正常运动的能力。空气污染暴露还会增加精子DNA碎片化，这可能导致不孕和流产。
虽然公共卫生研究对空气质量与生育能力之间的关系产生了新的兴趣，但这个想法对许多生殖专家来说并不新鲜——体外受精实验室和诊所很早就注意到了污染物的不利影响。他们有医学上的动机，也可能有经济上的动机，因为他们生意的成功取决于稳定、高比例的成功着床和妊娠。Mahalingaiah说：“生殖内分泌学界很早就认识到这一点。”十五年的研究表明，控制胚胎受精或着床实验室的空气（使用过滤系统）可以提高活产率，欧盟和巴西都有IVF实验室的空气质量法规，但美国没有。她说：“所有实验室主任都在提高他们的空气质量指标。”
科学家们仍在努力找出空气污染物影响生育能力的原因，并且有多种理论来解释其作用机制。Mahalingaiah说：“污染物引起的全身性慢性炎症或生物应激可能是关键因素之一。”这些颗粒物还可能含有微量的重金属，这可能会干扰对生殖重要的激素系统；污染物可能会改变或破坏精子和卵子的DNA及其他遗传物质。
这些污染物的风险会持续到怀孕初期——暴露与早产率增加以及随着污染物浓度升高而增加的低出生体重风险都有关联。加斯金斯说：“很多人将生殖结局视为一个连续体。“很多女性在怀孕困难，难以足月分娩等等。”
在当前美国政府的领导下，环境问题（如空气污染）的应对被置于次要地位，并且在许多情况下，旨在改善空气质量的政策已被撤销。值得注意的是，就在上个月，环保局解散了负责审查和评估空气质量标准的专家小组。关于空气污染与生育能力的研究仍处于初步阶段，在该领域仍有待回答的问题，但当前的监管环境意味着这些研究不太可能被纳入政策讨论——尽管总体生育趋势已引起担忧。
无论如何，加斯金斯认为，政策的制定通常需要一些时间才能跟上新的研究领域。“随着我们发布越来越多的有力研究来证明这种联系，它将更有可能被用于政策制定。大部分研究都集中在过去五年里，”她说。“我认为它最终会成为一个更受关注的话题，届时我们将拭目以待。”
然而，Mahalingaiah认为，女性健康和生育能力应该已经开始被纳入关于空气质量的讨论中。她指出，空气污染不成比例地影响资源不足的群体和有色人种社区，这些人可能在遇到生育困难时，更难获得生育专家和治疗。而在美国以外，在像印度这样的空气质量显著且持续糟糕的地方——这个问题就更加重要了。
“空气污染和生育能力应该成为全球健康图景的一部分，”她说。“我们希望减少排放，因为它们正在降低生育能力。我希望将女性健康和生殖健康纳入这些讨论中。”
