空气颗粒无研究与危害
空气细颗粒物污染特征及其生物效应研究
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空气中的半挥发和不挥发污染物绝大多数吸附在颗粒物上，其中细颗粒物载带污染物的能力最强，且极容易进入呼吸系统并沉积在肺泡，对人体呼吸系统及全身其它器官造成极大危害。空气细颗粒物是由不同来源组成的一种非常复杂的复合型污染物，含有多种有机污染物及过渡金属成分。由于污染来源多样，空气细颗粒物形状呈现多样性，不同形状细颗粒物吸附能力及形成过程中吸附污染组分不同，且载带有污染物的各种细颗粒物所组成的复合体系在空气中长期飘浮，其污染组分也表现出动态变化的特点，因此单一质量浓度已不能说明健康影响问题，而且其毒性效应及机制也难以用从细颗粒物上提取的一种或一类化合物来研究或评价。
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本研究以具有复合体系的整体细颗粒物为出发点，选择北京、太原两个不同污染特征的城市，分析了两城市细颗粒物的污染水平及生物效应。
用分级采样器和重量法采集分析空气颗粒物PM2.5/PM10/TSP。采样点设在两市居民区。北京采样点位于城区东南，原中国预防医学科学院环境卫生监测所三楼平台，距地面约10m；太原采样点位于城区西南，太原市卫生防疫站五楼平台，距地面约15m。采样时间为2000年11月至2001年5月。颗粒物上B(a)P用甲醇超声提取，高效液相色谱测定。颗粒物中Pb采用硝酸和过氧化氢溶解，原子吸收分光光度法测定。
生物效应研究以人肺上皮细胞A549为靶细胞，分别研究了细颗粒物的细胞毒性、遗传毒性、炎性损伤和氧化作用。细胞毒性作用研究采用MTT实验方法，以细胞存活率为判断指标；遗传毒性作用应用单细胞凝胶电泳(SCGE)实验方法，DNA损伤用细胞拖尾率与拖尾长度表示；以炎性因子TNF-α、[L-6为指标，反映细颗粒物炎性损伤作用，TNF-α、IL-6mRNA及蛋白表达水平的检测分别应用RT-PCR及ELISA方法；以细胞培养上清中NO及细胞内呼吸爆发为指标，探讨细颗粒物的氧化炎性损伤机制。NO的测定应用硝酸还原酶法，细胞内呼吸爆发的检测用流式细胞术。结果总结如下：
1.颗粒物及其污染组分监测结果
（1）颗粒物质量浓度分析结果显示，以美国EPA大气环境质量PM2.5标准，我国环保局PM10、TSP大气质量标准为判断依据，北京、太原PM2.5、PM10、TSP几乎均超标。太原冬季、北京春季TSP超标率、超标倍数分别为100％，2.76；100％，1.91。PM10太原冬季、北京春季超标率、超标倍数分别为100％，2.67；77.8％，1.51。PM2.5太原冬季、北京冬季、北京春季超标率、超标倍数分别为100％，4.23；90.6％，2.62；97.4％，2.53。相同采样日期PM2.5日均值太原高于北京。北京沙尘天气PM2.5日均值为0.373mg/m3，超过美国环境细颗粒物标准5.74倍。太原冬季PM10、PM2.5占TSP百分比分别为68％，49％；北京PM2.5占PM10、PM2.5占TSP百分比分别为58％，34％。
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（2）太原冬季、北京冬季、北京春季、北京沙尘期间空气中B(a)P浓度分别为5.86，1.09，0.38，0.184（μg/100m3）。太原冬季PM2.5、PM10、TSP单位质量上B(a)P含量分别为0.156，0.092，0.077(μg/mg)。北京春季PM2.5、PM10、TSP单位质量上B(a)P含量分别为0.104，0.072，0.046(μg/mg)。
（3）北京、太原空气颗粒物上Pb含量均未超过我国居住区大气Pb标准。太原冬季单位质量PM2.5、PM10、TSP上Pb含量分别为1.137，1.054，1.036(μg/mg)；北京春季分别为1.093，0.948，0.605(μg/mg)。
2.细颗粒物生物效应
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（1）细颗粒物对肺泡上皮细胞A549具有细胞毒性，500μg/mL基本接近半数致死毒性剂量，200μg/mL可作为体外染毒的最高剂量。
（2）细颗粒物5-200μg/mL染毒12，24小时均可引起DNA损伤，并呈现剂量反应及时间效应关系。
（3）细颗粒物在早期（2h）可使炎性细胞因子TNF-α、IL-6 mRNA表达增加，TNF-α、IL-6蛋白表达随染毒时间2h，12h，24h延长而增加，并呈剂量反应关系。
（4）细颗粒物使细胞培养上清中NO含量增加，呈剂量反应关系。去铁敏（金属螯合剂）对N0的产生有抑制作用。细颗粒物未能刺激A549细胞呼吸爆发。结果提示过渡金属是PM2.5产生自由基的一种途径。PM2.5释放自由基主要为PM2.5及其化学组分与细胞作用产生。PM2.5产生的自由基可能是其导致炎性或其它损伤的机制之一。
我国细颗粒物污染严重，污染元素高度富集于细颗粒物上。细颗粒物作为整体染毒具有明显的细胞毒性、遗传毒性、炎性损伤及氧化损伤作用等生物效应。本研究显示空气细颗粒物对城市一般人群的健康影响是可观的。细颗粒物暴露是我国居民近年来肺癌发生率增加的主要因素。因此国家有必要制定大气PM2.5标准以保护人民健康。
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颗粒物对人体健康有什么危害？
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我国现行环境标准规定，凡粒径在100微米以下的颗粒物统称为总悬浮颗粒物简称TSP.粒径大于100微米的叫做降尘。另一种粒径小于10微米的颗粒物叫飘尘简称PM10.飘尘中很大一部分比细菌还小，人眼观察不到，它可以几小时、几天或者几年飘浮在大气中。飘浮的范围从几公里到几十公里，甚至上千公里。因此在大气中会不断蓄积使污染程度加重。飘尘也称可吸入尘，它能越过呼吸道的屏障，粘附于支气管壁或肺泡壁上。粒径不同的飘尘随空气进入肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式，滞留在呼吸道的不同部位。各种粒径不同的微小颗粒，在人的呼吸系统沉积的部位不同，粒径大于10微米的，吸入后绝大部分阻留在鼻腔和鼻咽喉部，只有很少部分进入气管和肺内。粒径大的颗粒，在通过鼻腔和上呼吸道时，则被鼻腔中鼻毛和气管壁粘液滞留和粘着。据研究，鼻腔滤尘机能可滤掉约为吸气中颗粒物总量的30～50％。由于颗粒对上呼吸道粘膜的刺激，使鼻腔粘膜机能亢进，腔内毛细血管扩张，引起大量分泌液，以直接阻留更多的颗粒物，这是机体的一种保护性反应。若长期吸入含有颗粒状物质的空气，鼻腔粘膜持续亢进，致使粘膜肿胀，发生肥大性鼻炎。此后由于粘膜细胞营养供应不足，使粘膜萎缩，逐渐形成萎缩性鼻炎。在这种情况下鼻腔滤尘机能显著下降，进而引起咽炎、喉炎、气管炎和支气管炎等。
长期生活在飘尘浓度高的环境中，呼吸系统发病率增高。特别是慢性阻塞性呼吸道疾病如气管炎、支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、肺心病等发病率显著增高，且又可促进这些病人病情恶化，提前死亡。
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在颗粒物表面还能浓缩和富集某些化学物质如多环芳烃类化合物等，这些物质常常浓缩在颗粒物表面，成为该类物质的载体，随呼吸进入人体成为肺癌的致病因子。许多重金属如铁、铍、铝、锰、铅、镉等的化合物附着在颗粒表面上，也可对人体造成危害。在作业环境中长期吸入含有二氧化硅的粉尘，可以使人得矽肺病。这类疾病往往发生于翻砂、水泥、煤矿开凿等工作中。另外石棉矿开采及其加工中石棉尘被人吸入也可成为致癌因子。总之，颗粒物特别是10微米以下的飘尘是影响人体健康的主要污染物之一。
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