Mitochondrial toxicity and in vitro biological effects of ambient PM2.5 from an urban site in China

Abstract

The roles of PM_2.5-induced mitochondrial damage and oxidative stress on mast cell degranulation were examined in vitro. Mast cells were treated with suspensions of PM_2.5 in Dulbecco’s modified Eagle’s medium at concentrations from 25 to 200?mg/L in the absence or presence of 10?mmol/L N-acetyl-L-cysteine. Biological effects and mitochondrial function were assessed by determining cell viability, β-hexosaminidase release, interleukin-4 secretion, reactive oxygen species generation, adenosine triphosphate production, potential alteration of mitochondrial membrane, and activities of mitochondrial electron transport chain complexes I and III. Exposure of mast cells to PM_2.5 induced reduction of adenosine triphosphate production, collapse of mitochondrial membrane potential, and inhibition of the activity of complex III. Co-treatment of mast cells exposed to PM_2.5 with N-acetyl-L-cysteine attenuated cytotoxicity and the production of reactive oxygen species, and decreased the release of β-hexosaminidase and interleukin-4. Evidently, PM_2.5-induced oxidative stress plays an essential role in mitochondrial toxicity and mast cell activation.     

硬质聚氨酯泡沫和组合聚醚中消耗臭氧层物质的便携式GC-MS测定方法

建立了便携式顶空/气相色谱-质谱法测定硬质聚氨酯泡沫和组合聚醚中一氟三氯甲烷（CFC-11）、二氟二氯甲烷（CFC-12）、二氟一氯甲烷（HCFC-22）及一氟二氯乙烷（HCFC-141b）的定性分析方法，系统考察了色谱柱、顶空体系、顶空温度和顶空时间对测定结果的影响。结果表明，DB-WAX色谱柱对目标物质的分离效果最好，顶空温度为50℃、顶空时间为10 min条件下，目标物质的检测灵敏度最高。在优化条件下，硬质聚氨酯泡沫取样体积为1 cm³时，4种目标物的方法检出限为0.6~0.8 μg；组合聚醚取样量为10 mg时，4种目标物的方法检出限为0.5~0.6 μg。该方法具有较高的灵敏度，定性准确，适用于实际样品的现场快速定性分析。     

臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对烟气的同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝处理。O₃于150 ℃下具有较高的热稳定性,可将NO氧化为高价态氮氧化物,且NO氧化率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高。烟气中SO₂和H₂O的存在对NO氧化率的影响不大。O₃对SO₂的氧化率较低,约为5%。3%（w）石灰石浆液对SO₂的吸收率接近100%,NO_x吸收率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高,当n（O₃）∶n（NO）为1.6时NO_x吸收率可达约65%。SO₂能促进吸收液对NO_x的脱除。石灰石浆液中加入0.2%（w）的（NH₄）₂SO₃或Na₂SO₃后NO_x吸收率可达约85%或82%,且吸收率随添加剂加入量的增加而提高,添加（NH₄）₂SO₃的NO_x吸收率略高于添加Na₂SO₃。     

衡阳市区和衡山背景站臭氧浓度变化规律的对比分析

选取衡阳市区和衡山背景站臭氧自动监测数据,分析两地的臭氧污染特征。对空气质量的优良率情况、臭氧作为首要污染物的变化情况、臭氧浓度的日变化特征、典型时段的浓度变化特征、臭氧浓度的月际变化特征和臭氧与PM_(2.5)的关联情况等进行了分析。结果表明,多云及阴雨天气时,衡阳市区的臭氧浓度日变化幅度大于衡山背景站。夏季,衡阳市区和衡山背景站的臭氧浓度的日变化特征规律差异较大,臭氧浓度分布比较分散,前者为典型的单峰形,后者则波动平缓。冬季,日变化幅度不大,但衡阳市区的臭氧浓度明显低于衡山背景站。衡山背景站和衡阳市区的臭氧基本同步变化,但日均值高于衡阳市区。     

Effects of exogenous acylated homoserine lactones on biofilms in biofilters for gaseous toluene treatment

● Biofilm formation was enhanced by exogenous AHLs. ● EPS production and microbial adhesive strength of biofilm were promoted. ● Exogenous AHLs improved the performance of biofilters treating toluene. Biofilters are typical biofilm reactors, and they usually have poor biofilm formation resulting in limited reactor performance. Exogenous acylated homoserine lactones (AHLs) can enhance biofilm formation in many bioreactors based on quorum sensing regulation. However, their effect on biofilm in biofilters utilized for volatile organic compound (VOC) removal is unknown and needs to be investigated. In this study, the effects of the exogenous AHLs on biofilters for gaseous toluene removal were investigated. Analysis of biofilms in biofilters showed that the addition of exogenous AHLs considerably enhanced biofilm growth; the average biofilm concentration increased by 18%. Furthermore, the average biofilm coverage proportions in biofilters with and without exogenous AHLs were 17 % and 13 %, respectively, demonstrating the positive effect of exogenous AHLs on biofilm coverage. In particular, exogenous AHLs promoted the production of extracellular polymeric substances and the microbial adhesive strength of the biofilm. In addition, the exogenous AHLs showed no significant effect on the gaseous toluene removal efficiency of the biofilter. These results show that exogenous AHLs can enhance biofilm formation and can guide the application of exogenous AHLs in VOC biofilters.     

CO2浓度升高对半干旱区春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响

大气CO₂浓度升高已成为世界范围内重要环境问题。为了解大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响,在典型半干旱区定西利用开顶式气室(OTC)试验平台,以春小麦“定西24号”为供试品种,开展了CO₂浓度增加模拟试验。试验设对照(390μmol·mol^?1)、480μmol·mol^?1和570μmol·mol^?1等3个CO₂浓度(摩尔分数)梯度。结果表明:在对照和增加CO₂浓度条件下,春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰型”分布,出现明显的“午休”现象;胞间CO₂浓度的日变化表现为斜“V”字型曲线;叶水势日变化呈现反抛物线曲线走向,在中午后出现水势曲线拐点。在不同生育时期内,净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均表现为开花期最大,乳熟期最小。而蒸腾速率表现为开花期最大,拔节期最小,叶片水平水分利用效率表现为孕穗期最大,乳熟期最小。随着CO₂浓度升高,春小麦叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和水势提高,气孔导度和蒸腾速率降低。与对照大气CO₂浓度相比,在480μmol·mol^?1浓度和570μmol·mol^?1浓度下,整个生育期净光合速率平均分别提高了14.68%和28.20%,气孔导度平均降低了15.29%和24.83%,胞间CO₂浓度平均提高了10.38%和26.15%,蒸腾速率平均减小了6.63%和12.41%,WUE平均增加了22.9%和46.9%。随着CO₂浓度升高,蒸腾失水减少,叶片水势不断增加,从而增强了春小麦对干旱胁迫的抵御能力。研究结果为我国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

嘉善前体物与气象因子对臭氧生成的影响及臭氧潜在源区分析

利用2017年嘉善善西超级站臭氧（O₃）及其前体物（NO_x和VOCs）以及气象因子（温度、湿度、风速）逐小时数据，分析了2017年全年NO_x和O₃的变化特征以及春季（4—5月）、夏季（7—8月）NO_x和气象因子对O₃生成的影响，利用O₃生成潜势（OFP）评估了VOCs大气化学反应活性，并通过潜在源区贡献（PSCF）和浓度权重轨迹（CWT）方法分析了嘉善春、夏季O₃潜在源区贡献特征。研究发现：O₃日变化特征为单峰结构，NO_x为弱双峰结构。O₃浓度在3—9月较高，春、夏季O₃浓度峰值分别出现在15：00和14：00，春、夏季的NO_x、O₃日变化与2017年全年日变化趋势基本一致。NO_x对O₃存在滴定作用，且低湿高温有利于O₃浓度的升高。春、夏季O₃生成潜势贡献均表现为烯烃 > 芳香烃 > 烷烃，由于烯烃光化学活性较高，夏季烯烃浓度升高导致其贡献较春季增长约18.1个百分点，且夏季VOCs平均最大O₃增量反应活性高于春季。PSCF和CWT分析结果表明，嘉善春季的潜在源区主要为本地、西南方向和东南方向，夏季的潜在源区主要为本地、西北方向、西南方向以及东南方向。     

动态校准仪臭氧间接传递技术

对5台主流动态校准仪开展臭氧间接传递技术研究,对动态校准仪的准确性、可靠性、稳定性及臭氧传递的线性方程等性能参数进行了实验室考察。总体而言,发生型动态校准仪和分析型动态校准仪均可用于臭氧传递工作中。分析型动态校准仪可直接进行臭氧传递,发生型动态校准仪在臭氧传递前必须进行预校准。建议至少每3个月对发生型动态校准仪进行1次臭氧传递,每6个月对分析型动态校准仪进行1次臭氧传递。     

桂林市城区大气VOCs污染特征及对O3和SOA的生成潜势

对桂林市城区大气中挥发性有机物(VOCs)的污染特征,以及VOCs对臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)的生成潜势进行了研究。结果显示,研究期间,共检出VOCs物种78种,平均体积分数为21.32×10-9,表现为芳香烃(67.82%)烷烃(19.56%)卤代烃(7.50%)烯烃(2.86%)含氧挥发性有机物(1.41%)。VOCs体积分数空间分布呈现市中心和下风向郊区两个高值区。通过苯与甲苯的浓度比值发现,林科所VOCs主要来自交通源和生物源,师专甲山校区VOCs主要是来自交通源,其余测点VOCs主要来自交通源、工业源和外来传输源。分析乙苯和间/对二甲苯的浓度比值发现,电子科大尧山校区气团光化学年龄较大,光化学反应活性相对较强烈;旅游学院、华侨旅游经开区、大埠中心校气团光化学年龄较小,光化学反应活性相对较弱。VOCs对O3生成潜势最大的为芳香烃(93.81%),其次是烷烃(7.22%)和烯烃(4.75%);对SOA生成潜势最大的为芳香烃(97.45%),其次是烷烃(2.55%)。     

中国主要水系沉积物中重金属分布特征及来源分析

本文简要综述了中国主要水系沉积物中重金属(Cd、As、Zn、Pb、Cu、Hg、Cr)的分布特征,系统讨论了区域城市化进程对水环境的影响,分析了重金属污染特征及其来源,并采用潜在生态风险指数法评价了中国主要水系沉积物中重金属的潜在生态危害系数和危害指数。结果显示,中国主要水系表层沉积物中重金属的复合污染状况评价结果是:Cd>Hg>Pb>As>Zn>Cr>Cu。其中,Cd元素的Eir值介于41.25～1755.00之间,属于轻微到极强生态危害,其中大部分样点属于强至极强生态危害。Hg元素的Eir值介于115.29～470.83之间,属于强到极强生态危害,其中大部分样点属于很强至极强生态危害。地区对比而言,综合污染状况以海河和珠江较为显著,长江污染最轻。就其来源来讲,海河流域和珠江流域污染来源主要为工业污染,长江和黄河主要是流域岩石风化和土壤侵蚀。