乌鲁木齐大气PM2.5对质粒DNA的损伤研究

2012年1月~2012年12月采集乌鲁木齐大气PM2.5样品,使用质粒DNA评价法研究了不同季节PM2.5的氧化能力,并进行氧化性毒性与相应气象因素和质量浓度之间的相关性研究.结果表明,乌鲁木齐大气PM2.5的质量浓度具有冬季最高,春季和秋季次之,夏季最低的季节性变化特征;PM2.5全样和水溶部分氧化能力的季节差异较大,对质粒DNA的氧化性损伤具有冬季最大,春季和夏季之次,秋季最低.冬、春、夏、秋季大气PM2.5全样的TD30(PM2.5对质粒DNA造成破坏达到30%所需要的颗粒物的剂量)平均值分别为440,491,503,515μg/mL,水溶部分分别为474,721,666,600μg/mL.绝大部分PM2.5样品全样的TD30值均小于水溶部分样,表明全样的毒性大于相应的水溶部分样.全样TD30值与平均温度显著(P<0.05)正相关,表明寒冷的天气/季节可能造成PM2.5的高毒性.水溶样TD30值与风速显著(P<0.01)正相关,与相对湿度显著负相关.这表明,高的风速和低的相对湿度可能跟较低和较高的PM2.5的毒性有关.PM2.5氧化性损伤能力的大小与其质量浓度之间的相关性不明显,表明仅以颗粒物的质量浓度来评价大气颗粒物氧化性损伤能力大小的方法并不能真实地反映其对人体健康的危害程度,起决定作用的还是颗粒物的化学组成及其表面吸附的有害成分.     

兰州市大气PM10对质粒DNA的损伤

使用质粒DNA 评价法研究了2005年12月~2006年10月兰州市区、郊区大气中PM10对质粒DNA的氧化性损伤,并初步探讨了其损伤原因.结果表明, PM10对质粒DNA的氧化性损伤具有冬、夏季相对较高,春、秋季相对较低的特征.市区冬、春、夏、秋季大气PM10全样的TD20平均值分别为17,625,56,260μg/mL,水溶部分的TD20平均值分别为62,840,193,403μg/mL.沙尘暴期间和降雨数天后, PM10对质粒DNA的氧化性损伤相对较小,其全样和水溶部分的TD20值均大于1000μg/mL.PM10 全样和水溶部分的TD20值均与样品中12种水溶性微量元素总含量呈明显的负相关关系,表明PM10对质粒DNA的氧化性损伤能力主要来自其水溶性微量元素.     

澳门冬季大气PM10基于DNA损伤的毒理学研究

运用质粒DNA评价法对澳门半岛的中山公园、高士德马路、氹仔岛的澳门大学3个采样点冬季PM10的氧化性损伤能力进行了研究.结果表明,3个采样点PM10的TD30值(引起30%超螺旋DNA损伤所需要的颗粒物的剂量)为中山公园采样点相对较低,其次是高士德马路采样点,澳门大学采样点最高,说明澳门半岛PM10的氧化性损伤能力大于氹仔岛.利用场发射扫描电镜及图像分析系统对颗粒物的微观形貌类型及粒度分布进行研究,并探讨了这些微观特征与颗粒物氧化性损伤能力之间的关系.结果表明,二次粒子和未知超细颗粒物的含量越高,TD30值越小,说明二次粒子和未知超细颗粒对大气颗粒物的氧化性损伤具有重要的作用.对比水溶样和全样的DNA评价结果得出,相同剂量下水溶样和全样对DNA的损伤量相似,说明大气颗粒物中的水溶组分是其氧化性损伤能力的主要来源.     

北京市PM2.5对DNA的氧化性损伤规律分析

运用质粒DNA损伤评价法,在北京市2010年6月至2011年6月全年的大气PM2.5样品中,选取每月的2个样品(包括正常和雾霾天气),共24个样品进行实验,分析其氧化性损伤能力的变化规律及其与采样条件的相互关系.结果表明,北京市大气颗粒物全样的氧化性损伤能力等于或略大于相应的水溶组分,说明颗粒物氧化性损伤能力多来自于水溶组分,大气颗粒物对DNA损伤率呈现在50,100,150, 200mg/mL剂量水平下依次递增的规律,即随剂量的增加而增加;雾霾天气下DNA损伤率出现高值;4月和6月的DNA损伤率在全年中较高.其他月份正常天气条件下损伤率均较低,在200mg/mL剂量下损伤率基本低于50%;损伤率与环境平均温度和湿度呈正相关,与平均大气压强和日平均风速呈负相关,相关性大小顺序为:环境平均温度>平均大气压强>平均湿度>日平均风速.     

2014年APEC期间北京市PM10和PM2.5氧化性损伤能力研究

为评估APEC会议期间联防联控措施对北京市大气可吸入颗粒物毒性的影响,采集2014年APEC会议前后3个月北京市大气PM₁₀和PM_2.5样品,应用质粒DNA损伤评价法来研究其氧化性损伤能力. 结果表明,APEC会议期间PM₁₀对DNA的损伤率高于PM_2.5,颗粒物对 DNA损伤率随剂量的增加而增加. 本研究用TD30值来指示颗粒物氧化性损伤能力,TD30为引起30%的DNA损伤率所需要的颗粒物剂量（单位为 μg·mL^-1）,TD30值越低,颗粒物氧化性损伤能力越强,APEC会议前后样品的TD30值表现为 APEC期间（11月）>APEC前（10月）>APEC后（12月）,说明氧化能力APEC后 >APEC前 >APEC期间. 用PM₁₀质量浓度乘上其在250 μg·mL^-1 剂量下的DNA损伤率得到颗粒物暴露毒性指数TI（toxic index）,与往年具有代表性月份样品的数据对比,TI大小顺序为2004年 >2014年 >2008年,说明大气中颗粒物暴露毒性随着政策控制力度的加大而降低.     

贵州主要城市PM2.5的氧化性损伤评价

对贵州省主要城市(贵阳、安顺、遵义、都匀)按季节进行PM_2.5样品的采集,应用质粒DNA评价法研究了贵州省主要城市PM_2.5氧化性损伤能力,并与PM_2.5质量浓度、微量元素含量做相关性分析。结果表明,PM_2.5全样TD₂₀值均小于其相应的水溶样TD₂₀值;四个城市PM_2.5氧化性损伤能力均表现为冬季>秋季>春、夏季;城区PM_2.5氧化性损伤能力强于背景区;研究区内PM_2.5样品的氧化性损伤能力表现为都匀市最强,安顺市最弱;PM_2.5全样和水溶样的TD₂₀值与质量浓度之间无明显相关关系;PM_2.5水溶样的TD₂₀值与相应的12种微量元素的浓度总和呈负相关关系(P<0.05);全样Al、Mn、Cd、Pb的含量与PM_2.5全样TD₂₀值呈明显负相关关系,水溶样Cd、Pb、Cu的含量与PM_2.5水溶样TD₂₀值呈明显负相关关系,表明研究区PM_2.5氧化性损伤可能与样品中水溶性元素Cd、Pb、Cu等的含量有关。     

鞍山市大气细颗粒物PM2.5中PAHs污染的季节变化特征

PM2.5作为可吸入人体的细颗粒物在大气中停留时间长、输送距离远,对人体健康和大气环境质量影响非常大.选取鞍山市城区7个点位分别采集了4个季节的大气细颗粒物PM2.5样品,通过对其中多环芳烃PAHs的监测,采用BaP当量致毒系数TEF,分析了鞍山市大气PM2.5中PAHs毒性当量随季节的分布特征.研究表明,鞍山大气PM25中PAHs含量的季节分布趋势为:冬季＞秋季＞春季＞夏季.工业区及工业区周边BaP毒性当量浓度要远高于居住区和对照点.     

兰州市大气PM10的生物活性来源研究

为探讨兰州市大气可吸入颗粒物(PM10)的生物活性来源,使用质粒DNA评价法和电感耦合等离子质谱(ICP-MS)分别研究了兰州市市区和郊区不同季节PM10全样和水溶部分的生物活性和微量元素浓度.研究结果表明,兰州市不同季节、不同采样点PM10的生物活性差异较大,PM10全样和水溶部分的TD20最低值分别为10μg·mL-1和43μg·mL-1,最高值分别为980μg·mL-1和1150μg·mL-1.ICP-MS分析结果显示,PM10中全样和水溶性Zn元素的平均浓度最高,其次是Pb和Mn元素,且PM10中Zn、Cd和As等元素多以可溶状态存在,而Fe、Pb和V等元素则相反.PM10的TD20值与V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Cs和Pb元素总浓度之间的相关性分析结果表明,兰州市PM10的生物活性主要来自水溶性微量元素.PM10全样和水溶部分的TD20值与单个水溶性Zn、Mn、Pb、Fe、V、Cu、Cr、Cd、Cs和Co元素之间具有显著的负相关性,表明这些水溶性元素可能是导致兰州市质粒DNA损伤的主要原因.     

阴霾天气PM_(10)的微观特征及生物活性研究

利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)、图像分析技术(IA),对北京市2004年12月一次严重的阴霾天气条件下采集的PM10(指空气动力学直径小于10μm的颗粒物)的微观形貌、粒度分布、主要颗粒物类型进行了分析,并运用质粒DNA评价法对阴霾和非阴霾天气条件下的PM10样品的生物活性进行了对比研究。结果表明,阴霾天气时PM10样品中以粒度较小的烟尘及其集合体为主,且多呈湿状,含有较多的二次颗粒物,并发现了残余的有机液滴颗粒。质粒DNA实验的结果显示,阴霾天气PM10样品的水溶和全样样品的TD20值(造成20%DNA破坏时所需要的样品剂量)分别为93μg.ml-1和50μg.ml-1,而同一月份非阴霾天气条件下PM10样品的水溶和全样样品的TD20值分别为200μg.ml-1和160μg.ml-1,表明阴霾天气PM10样品比非阴霾天气样品具较强的生物活性,即对人体健康存在着潜在的危害。且无论是阴霾还是非阴霾天气条件下的PM10的全样样品均较水溶样品具更大的生物活性。     

2009年8~9月成都市颗粒物污染及其与气象条件的关系

对成都市3个不同点位PM2.5和PM10进行了为期30d的连续观测,研究了大气颗粒物浓度的时空分布特征,及其与气象条件的关系.研究表明,观测期间成都市大气颗粒物PM2.5和PM10质量浓度日均值分别为66,94μg/m3,两者浓度变化范围较大,但变化趋势相同.从空间分布来看,大气颗粒物浓度均是熊猫基地>草堂寺>丽都花园,即下风向污染状况最严重,商业繁华地段次之,生活居住区最好;从时间分布来看,大气颗粒物污染最严重出现在9月17~19日,9月5~9日2个时间段,不利的气象因素和污染物的累积是造成该时间段大气颗粒物污染加重的主要原因.PM2.5与PM10质量浓度的相关性为0.93,PM2.5对PM10的贡献较大,两者质量浓度的比值达0.69.气温对大气颗粒物浓度变化没有显著影响;降水以及风速对颗粒物浓度影响较大,主要是对颗粒物的湿清除和促进扩散作用;在一定相对湿度范围内,高湿度条件容易造成大气颗粒物的较重污染.能见度与大气颗粒物浓度呈明显负相关性,且与PM2.5的相关系数大于与PM10的相关系数.     

深圳大气颗粒物中卤代多环芳烃污染研究

利用GC-MS方法分析了卤代多环芳烃在深圳市大气颗粒物(PM10和PM2.5)中的含量水平.所关注的9种卤代多环芳烃在PM10和PM2.5中的含量范围分别是118~1 476 pg·m-3和89~407 pg·m-3.在PM10和PM2.5样品中,9-Br Ant的含量水平最高,其次是7-Br Ba A和9,10-Br2Ant.深圳市大气PM10和PM2.5中卤代多环芳烃总含量水平表现出冬季秋季春季夏季的季节变化规律,但是各卤代多环芳烃单体含量水平的季节变化特征不同.温度、降水量和相对湿度等气象条件可能是影响大气PM10和PM2.5中卤代多环芳烃含量水平季节变化特征的重要因素.此外,PM10和PM2.5中卤代多环芳烃的含量水平与母体多环芳烃之间存在显著的相关关系.最后,本研究估算了卤代多环芳烃的毒性当量,大气PM10和PM2.5中卤代多环芳烃的毒性当量变化范围分别是17.6~86.2 pg·m-3和14.6~70.4 pg·m-3.其中,7-Br Ba A对卤代多环芳烃总毒性当量的贡献最大.结果表明深圳市大气PM10和PM2.5中卤代多环芳烃的总毒性当量低于母体多环芳烃.     

合肥市大气颗粒物PM_(10)和PM_(2.5)中PAHs的污染特征及健康风险评估

以夏、秋、冬三个季节合肥大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs为研究对象,通过采样、测定与分析,得出如下结论:合肥市大气PM10和PM2.5中PAHs的浓度季节变化特征明显,冬季秋季夏季。夏季PM10中不同环数PAHs的分布规律与该季PM2.5不同,而秋冬季则相同,分布规律都是5~6环4环2~3环。通过采用BaP毒性当量法对PAHs进行健康风险评估,发现合肥大气PM10和PM2.5中PAHs的BEQ值除了夏季低于国家标准限值外,秋、冬季节均高于国家标准限值和国际标准限值。     

兰州市大气PM10健康影响效应的可预报性探讨

使用质粒DNA评价法研究了兰州市大气PM₁₀对质粒DNA的氧化性损伤能力及其与ρ(PM₁₀₎、采样期间的风速、相对湿度等气象要素之间的关系.结果表明:兰州市大部分PM₁₀对质粒DNA的氧化性损伤能力与ρ(PM₁₀₎呈正相关.兰州市PM₁₀全样对质粒DNA的氧化性损伤能力与采样期间的相对湿度和平均风速分别呈正相关和负相关,相关系数分别为0.531和-0.673.通过分析PM₁₀对质粒DNA的氧化性损伤原因可知,PM₁₀对人体健康的影响效应可用便于预报的ρ(PM₁₀₎、气象要素(相对湿度和风速等)等进行表征,即其可能具有可预报性.      

遵义市PM10和PM2.5污染水平时间分布及其与气象条件的关系研究

对遵义市2014年1月1日-12月31日大气颗粒物在线监测数据分析结果表明,全年PM10和PM2.5质量浓度的变化幅度较大,但变化趋势相似,且具有较好的相关性,其中冬季>春季>秋季>夏季;日变化呈双峰特征分布,夜间峰值比中午峰值大,且夜间PM2.5浓度呈区域性变化特征.选取日平均气温、相对湿度及风速等气象因子,利用Spearman秩相关分析表明遵义市全年PM10和PM2.5质量浓度与气温、相对湿度及风速等气象条件均呈负相关.     

北京地区冬春PM2.5和PM10污染水平时空分布及其与气象条件的关系

北京2012~2013年的冬春多次出现雾霾天气,可吸入颗粒物(PM10)污染严重.而PM2.5作为PM10中粒径较小的部分,在PM10中所占比重越高,污染越严重.因此,本研究选取了能够覆盖北京所有区县的30个PM2.5和PM10的质量浓度监测点,对该地区的PM2.5和PM10污染特征进行分析,确定其空间差异特征和时间性变化特征.普通克里格插值(Original Kriging)法得到的北京地区冬、春季颗粒物浓度分布图显示,颗粒物浓度从北部山区到南部地区逐渐递增,在中心城区处,西部高于东部,且局部地区存在一定的城乡差异.颗粒物浓度月变化曲线呈单峰单谷型,1月最高,4月最低;逐日变化反映了PM2.5和PM10浓度具有较好的相关性,且受气象条件影响显著;日变化呈双峰趋势.本文选取日平均气温(℃)、相对湿度(%)、风速(风级)、降水量(mm)等气象因子,利用Spearman秩相关分析研究各个气象因子对大气PM2.5和PM10浓度的影响.北京冬季PM2.5和PM10的质量浓度分别与气温、相对湿度正相关,与风速负相关,风速和相对湿度是影响污染物质量浓度分布的主要因素.     

北京大气PM2.5与惰性SiO2的生物毒性比较

以惰性SiO2颗粒作为模式颗粒,与野外采集PM2.5分别作用于模式生物粟酒裂殖酵母菌(Schizosaccharomyces pombe),旨在通过对比实验确定PM2.5致毒的主要因素.采用紫外分光光度法测定细胞增值率,环境扫描电镜观察颗粒物在细胞表面的附着状态,DHE荧光染色剂显色法测定细胞ROS生成情况,单细胞凝胶电泳实验检测细胞DNA损伤.结果表明,SiO2颗粒在超细粒径尺度(60 nm)下能抑制S.pombe细胞增殖,主要是通过附着在细胞表面来改变细胞外壁的通透性,并不能通过诱导细胞生成ROS而造成对细胞的氧化损伤;而平均粒径较大的PM2.5主要是通过诱导细胞生成ROS对细胞造成氧化损伤,同时可损伤DNA.结论认为PM2.5毒性大小与颗粒物粒径等物理性质并无直接关系.     

贵阳市大气颗粒物(PM2.5)污染特征及气象参数的影响

运用连续颗粒物采样仪(URG Model 2000-01J)对贵阳市城区大气颗粒物PM2.5进行了连续3个月(9~11月)的采集与分析,探讨了PM2.5的浓度分布特征、气象条件的影响。结果显示,贵阳市大气颗粒物PM2.5的平均质量浓度为53±27μg/m3,变化范围为3.7~186μg/m3;初步推断大气颗粒物PM2.5的污染来源主要是燃料燃烧、生物质燃烧、汽车尾气等人为源;相对湿度、风速、风向、温度等气象条件是影响大气颗粒物浓度及分布的重要因素。     

上海霾与非霾期间大气颗粒物光学特性垂直分布特征和质量浓度对比研究

采用美国国家航空航天局的云-气溶胶激光雷达红外开拓者卫星搭载的正交极化云-气溶胶激光雷达数据产品,包括消光系数、光学厚度、总后向散射系数、体积退偏比和色比,结合地面监测的颗粒物质量浓度,分析上海大气相对湿度小于80%霾发生期间气溶胶光学属性的垂直分布特征和颗粒物质量浓度变化,并与非霾期间进行比较.结果表明:霾期间532 nm和1064 nm消光系数在垂直高度上(海拔:0~10 km)均大于非霾期间,且大多数霾期间颗粒物在整层大气的光学厚度大于非霾期间.在近地面,霾期间大气颗粒物散射能力大于非霾期间.各垂直高度层,霾与非霾期间小粒径和规则气溶胶占主导地位.霾期间近地面大粒径颗粒物在霾期间所占比例大于非霾期间;2.0~4.0 km高度层,霾和非霾期间细颗粒所占比例接近;4.0~10.0 km高度层,霾期间细颗粒气溶胶所占比例大于非霾期间.PM1、PM2.5和PM10质量浓度在霾期间均大于非霾期间,且霾期间细颗粒物所占比例明显增加.颗粒物质量浓度和比值PM1/PM2.5和PM2.5/PM10分别随霾污染程度的加重而升高.冬季颗粒物质量浓度最高,主要来自细颗粒物的贡献;而春季PM10质量浓度高于其它季节.     

大气细颗粒物致大鼠肺泡巨噬细胞DNA损伤

运用单细胞凝胶电泳技术,研究了太原市大气细颗粒物(PM2.5)对分离的大鼠肺泡巨噬细胞 DNA 的损伤作用.结果表明,在 PM2.5浓度分别为 0,75,150,300,450μg/mL 的染毒条件下,染毒 1h 后,大鼠肺泡巨噬细胞 DNA 拖尾长度分别为 2.82,6.76,10.25,14.47,23.87μm;染毒 4h后,DNA 拖尾长度分别为 2.80,18.15,32.90,43.22,55.51μm;染毒 10h 后,DNA 拖尾长度分别为 2.49,26.57,39.73,52.10,70.09μm.由此可见,PM2.5可引起大鼠肺泡巨噬细胞 DNA 的损伤,且随着 PM2.5浓度的增加及染毒时间的延长而加剧,呈明确的剂量-效应关系和时间-效应关系.     

我国大气颗粒物来源及特征分析

我国大气颗粒物来源复杂,呈现大气复合型污染特征,对主要污染源进行识别和定量,是制定城市空气质量改善措施的基础。本研究总结了2000年以来我国近30个城市大气可吸入颗粒物PM10源解析研究,结果表明我国大气颗粒物PM10主要来自六类源:扬尘(土壤尘、道路尘、建筑尘);燃煤;工业排放;机动车排放;生物质燃烧;SO2、NOx、VOCs氧化产生的二次颗粒物。研究还表明,不同地区不同季节大气颗粒物主要来源和相对贡献存在差异。近年来随着大气颗粒物控制措施的实施,城市PM10污染状况已明显改善,大气细颗粒物PM2.5越来越受关注,在制定空气质量达标方案时,各类燃烧源和二次颗粒物的重要性将进一步上升。