PM2.5对人肝星状细胞增殖、迁移的影响及机制研究

目的:研究大气细颗粒物PM_(2.5)对人肝星状细胞LX-2增殖、迁移的影响,并探讨其活化LX-2的机制.方法:将LX-2细胞随机分为对照组、不同质量浓度PM_(2.5)染毒组(终质量浓度分别为5、10和20μg/mL)和PM_(2.5)+TGF-β1受体抑制剂SB525334组.用CCK-8法检测细胞的增殖情况,用Transwell法和划痕法观察细胞的迁移变化,用RT-PCR法和ELISA法分别从基因和蛋白水平检测TGF-β1的表达情况.结果:CCK-8实验和迁移相关实验显示PM_(2.5)染毒后LX-2细胞的增殖能力和迁移能力明显增强,与对照组差异显著(P0.05).RT-PCR结果显示PM_(2.5)染毒后TGF-β1基因表达上调,ELISA结果显示PM_(2.5)染毒后细胞培养上清中TGF-β1质量浓度明显增高,与对照组差异显著(P0.05).结果还显示PM_(2.5)+TGF-β1受体抑制剂SB525334组LX-2细胞的增殖和迁移均得到明显抑制,与PM_(2.5)组比较有统计学意义(P0.05).结论:PM_(2.5)可通过诱导TGF-β1分泌来活化人肝星状细胞,使细胞增殖、迁移能力增强,这可能与其所致肝纤维化毒性相关.     

郑州市城区PM2.5和PM10变化特征及其与气象要素关系研究

利用2018年1月、4月、7月、10月郑州市城区8个监测站点的PM_(2.5)和PM_(10)浓度数据与气象数据,对郑州市城区PM_(2.5)和PM_(10)的时相变化特征及气象要素对其产生的影响进行研究.结果表明:郑州市城区在1月份的PM_(2.5)浓度最高(118.1μg·m~(-3)),污染严重,4月份PM_(10)浓度最高(169.4μg·m~(-3)).通过分析PM_(2.5)和PM_(10)的比值(PM_(2.5)/PM_(10))发现, PM_(2.5)是郑州市城区主要的大气污染物.PM_(2.5)和PM_(10)与气象要素之间的相关分析表明,PM_(2.5)和PM_(10)与气温和露点温度均呈显著负相关(P0.01),PM_(10)与降水呈显著负相关(P0.05),PM_(2.5)与气温之间的相关性(r=-0.441,P0.01)高于PM_(10)和气温的相关性(r=-0.311,P0.01).另外,当风速在2～3 m·s~(-1)时,PM_(10)最低;而风速大于4 m·s~(-1)时,颗粒物浓度增加明显,且对于PM_(10)的增加作用更显著.露点温度与颗粒物浓度之间也存在一定关系,当露点温度大于0℃时,颗粒物浓度会随露点温度的增加而降低.2018年郑州市PM_(2.5)与PM_(10)昼夜变化呈双峰型特征;风速与温度的双重作用导致PM_(2.5)浓度先于PM_(10)达到最高值,而空气湿度和露点温度则是造成04:00时颗粒物较低的主要原因.另外,通过多元回归分析发现,各月份昼夜时段颗粒物浓度主要受温度和相对湿度影响;在各时段中,温度与颗粒物浓度关系最为密切,风速次之,湿度最弱,各气象要素对PM_(2.5)浓度的影响较PM_(10)浓度更大.     

济南市气象要素对大气污染物浓度的影响

利用2014-12-01—2015-11-30期间济南市空气质量的监测数据,运用Spearman秩相关分析法研究该市大气中细颗粒物PM_(2.5)、可吸入颗粒物PM_(10)、臭氧(O_3)的浓度与气象要素之间的相关性,其中气象要素选取温度、相对湿度和风速。结果表明:PM_(2.5)、PM_(10)及O_3与气象要素有显著的相关性,PM_(2.5)、PM_(10)的浓度与相对湿度呈正相关,与温度和风速呈负相关,O_3的浓度与温度和风速呈正相关,与相对湿度呈负相关;PM_(2.5)、PM_(10)浓度的日变化特征呈双峰双谷型,O_3浓度的日变化特征呈单峰单谷型;PM_(2.5)、PM_(10)的浓度在冬季、秋季、春季较大,在夏季较小;O_3的浓度在夏季最大,在冬季、秋季、春季相对较小,O_3已成为影响济南市夏季空气质量的首要污染物。     

冬季细颗粒物对人支气管上皮细胞的毒性效应

细颗粒物(PM_(2.5))作为冬季多发的雾霾的主要组成成分,对人呼吸系统有严重的毒害作用。实验采集太原地区冬季PM_(2.5),考察其对人支气管上皮细胞系(BEAS-2B)的毒性效应。研究发现,处理组细胞内能明显观察到颗粒物沉积,细胞器结构发生显著改变,说明PM_(2.5)中超微颗粒能够进入细胞并且会影响BEAS-2B细胞中细胞器结构。PM_(2.5)处理细胞后,细胞活性氧自由基(ROS)含量随着PM_(2.5)浓度的增高而增加,且在30μg/mL时达到最大。进一步研究发现,细胞超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GP_X)的含量随着PM_(2.5)浓度的增高而减少,并在30μg/mL浓度时,SOD的含量下降为对照组的51.02%,GP_X的含量下降为对照的54.10%。另外,细胞培养液中白介素6(IL-6)和IL-8的含量随着PM_(2.5)浓度的增高而增高,并在30μg/mL浓度时,IL-6的含量达到对照组的3.18倍,IL-8的含量达到对照的1.90倍。在PM_(2.5)暴露条件下,PM_(2.5)能够引起细胞发生氧化应激和炎性反应,并能抑制抗氧化酶的蛋白表达。     

上海PM2.5中碳、氮、硫元素的质量浓度及其季节分布特征

为更好地认识上海PM_(2.5)的化学组成特征,使用大流量采集器采集了上海典型地区不同季节的PM_(2.5)样品;利用元素分析仪、热/光碳分析仪、离子色谱仪、化学氧化-紫外分光光度法等多种形式分析了样品中含碳、氮、硫组份的质量浓度及组成;对不同方法的结果进行了比较,探讨了这些组份的季节分布特征及影响因素;建立了利用元素分析仪测定结果估算大气PM_(2.5)中含碳组份、含氮组份和含硫组份质量浓度的方法.研究结果表明,上海PM_(2.5)中总碳(total carbon,TC)的春、夏、秋、冬季平均质量浓度分别为14.26,10.44,11.89和24.35μg·m~(-3),氮元素的春、夏、秋、冬季平均质量浓度分别为8.72,3.07,5.07和17.09μg·m~(-3),而硫元素的春、夏、秋、冬季平均质量浓度分别为6.50,4.06,3.66和6.00μg·m~(-3).上海PM_(2.5)中的碳元素主要以有机碳和元素碳的形式存在,无机碳的贡献很小;绝大部分的含氮物质为水溶性含氮物质,且以无机氮为主;硫元素几乎全部以水溶性硫酸盐的形式存在.元素分析仪的测定结果可以有效地反映PM_(2.5)中含碳、氮、硫物质的质量浓度及组成特征.     

2014-2018年春节期间北京交通站PM_(2.5)及NO_2污染特征分析

利用2014-2018年北京市春节前后交通污染监测站的PM_(2.5)和NO_2浓度数据,采用浓度特征对比、PM_(2.5)/CO比值等方法,初步评估春节期间烟花禁燃措施和机动车减排的效果,探讨烟花燃放及气象条件对空气质量的影响。结果表明:PM_(2.5)和NO_2浓度变化特征不同,春节期间PM_(2.5)平均浓度为103.6μg/m~3,高于非春节期间25.3%;而NO_2平均浓度为53.8μg/m~3,低于非春节期间19.5%,主要受到机动车减排的影响。2014年春节期间PM_(2.5)浓度最低,2015-2018年PM_(2.5)浓度呈逐年下降趋势;NO_2浓度无明显年际变化特征。烟花爆竹燃放对PM_(2.5)浓度影响显著,对NO_2浓度影响较小,除夕期间对PM_(2.5)浓度的最大贡献值达283.4～704.1μg/m~3。2018年北京市五环内禁燃烟花措施对交通站PM_(2.5)污染改善明显,PM_(2.5)浓度较前4年均值下降25.2%,NO_2浓度仅下降2.4%;禁燃对燃放高峰期PM_(2.5)浓度有明显削峰作用,无有利扩散气象条件下,除夕期间烟花燃放对PM_(2.5)浓度的最大贡献值仍较前4年下降45.0%。气象条件对春节期间PM_(2.5)浓度变化的影响作用较NO_2显著,有利扩散气象条件是2014年春节期间PM_(2.5)污染较非春节期间明显改善的主要原因。     

不同污染程度下室内外小时PM2.5浓度变化特征对比

依据实测北京市夏季室外和开、关窗室内的PM_(2.5)浓度等数据,利用统计分析,探讨了不同污染程度下室内外小时PM_(2.5)浓度的变化特征。结果表明:室外PM2.5污染程度为轻度时,其浓度达到最大值后3 h,开窗室内PM_(2.5)也达到一天中的最大值。室外PM_(2.5)污染程度为良或优时,二者小时PM_(2.5)浓度的变化特征较同步。同时,关窗室内的小时PM_(2.5)浓度会出现大于室外的现象。室外PM_(2.5)的污染程度不论是轻度还是优或良,早晨7:00~9:00之间因交通早高峰的影响,室外和开窗室内细颗粒物浓度会出现峰值。     

福州市城区不同粒径颗粒物污染特征

利用福州市国控监测站点2013年4月-2017年3月PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度监测数据,对福州市不同粒径颗粒物污染特征进行研究.结果表明:时间变化方面,福州市空气质量整体较好,PM_(2.5)和PM_(10)浓度呈逐年下降趋势;PM_(2.5)、PM_(10)、PM_(2.5)/PM_(10)时间变化规律具有一致性:呈现冬季>春季>秋季>夏季的季节性特征;春季、夏季和秋季工作日浓度均高于周末的浓度,存在周末效应,冬季周末浓度则显著高于工作日浓度;日变化呈明显的双峰型变化趋势.空间变化方面,PM_(2.5)和PM_(10)浓度变化表现为工业区>市区>清洁区,清洁区PM_(2.5)/PM_(10)比值最高,其次是市区、工业区.相关分析结果表明:PM_(10)和PM_(2.5)存在显著相关性,且相关性明显受季节影响,夏季相关性最高.城市颗粒物与气态污染物(SO_2、NO_2)复合性较强.     

大气偏振度与PM_(2.5)粒子浓度特性

为了满足偏振光导航在雾霾天的应用需求。研究雾霾天对于偏振信息检测的影响及其规律,对降低自然扰动对偏振光导航系统的误差、优化系统具有重要的意义。采用全天域偏振成像法对雾霾天的偏振信息进行大量的实验采集;并通过国家气象中心查询大气PM_(2.5)粒子浓度,对两者的关系进行理论与实验分析。结果表明,PM_(2.5)浓度与大气偏振度的关系随着PM_(2.5)粒子浓度的升高而降低,两者呈类指数关系。通过基于米氏散射理论对单粒子多次散射进行分析,结合大气的特殊情况,在将PM_(2.5)粒子近似为球形结构进行通过米氏散射进行理论分析,分析结果与实验结果基本一致。通过对误差进行残差分析和残差平方和分析,误差主要来源于大气复杂情况的干扰以及本实验所用探测器CMOS传感器的线性范围。通过大量的实验所研究的特性曲线,可以反映特殊天气下偏振信息的基本特征,对以后在特殊天气情况下的基于偏振光导航设计具有重要的意义。     

南京地区PM2.5和PM10浓度分布特征及与相关气象条件的关系

利用2014年12月至2015年5月南京市PM_(2.5)和PM_(10)的质量浓度以及天气观测数据,研究南京市颗粒物浓度空间、时间分布特征及其与相关气象因子的关系。研究表明PM_(2.5)和PM_(10)同季节内高度线性相关,时间分布具有明显的季节性差异;PM_(2.5)与风速呈负相关关系,与降雨清除量呈正相关关系;相对湿度达到75%左右时污染最严重。研究首次将其他污染气体和相关气象因子结合起来,用逐步回归法建立PM_(2.5)预测模型,能较好地拟合冬春两季PM_(2.5)变化趋势,较准确地反映南京市PM_(2.5)的污染特征,具有一定的理论和实用价值。     

吉安市城市空气PM_(10)与PM_(2.5)污染状况及时空分布特征

为研究吉安市城市PM_(10)及PM_(2.5)污染状况及时空分布特征,对吉安市2015年1月至2017年8月4个城市环境国家环境空气监测点的PM_(10)及PM_(2.5)监测数据进行统计分析。结果表明:吉安市城市空气质量表现出冬季PM_(10)浓度明显高于春、夏、秋季,PM_(2.5)/PM_(10)比值为0.632~0.851,PM_(10)及PM_(2.5)均呈现出W型变化规律,6:00达到最低值,11:00-12:00达到最高值;12:00-17:00浓度下降,17:00-23:00浓度再次回升,至23:00再次达到最高值。     

春节期间燃放烟花爆竹对白银市区PM_(2.5)及水溶性离子的影响研究

为了解春节期间烟花爆竹燃放对白银市空气质量及PM_(2.5)中水溶性离子的影响,在白银市区环境空气自动连续监测站进行样品采集,用离子色谱(IC)法对PM_(2.5)中四种水溶性阴离子(F~-、Cl~-、NO~(3-)、SO_4~(2-))和五种水溶性阳离子(Na~(2+)、NH4+、K+、Mg~(2+)、Ca~(2+))进行了分析和研究。结果表明,白银市区春节期间由于燃放烟花爆竹, PM_(2.5)质量浓度日均值比非燃放期间上升了27.3%,PM_(2.5)中部分水溶性离子浓度也迅速上升。在所测9种水溶性离子中上升幅度最大的为Cl-,比非燃放期的平均浓度上升了435%;二次离子中浓度增加最显著的为NO3-,比非燃放期的平均浓度增加了57.7%。PM_(2.5)质量浓度和水溶性离子浓度受气象污染物扩散条件影响显著,不利于扩散的市区中心老城区和冬季明显高于新城区和其他季节。     

基于融合MODIS AOD和LME模型的京津冀地区PM_(2.5)季节浓度模拟

为探究京津冀地区PM_(2.5)浓度的时空差异,基于线性混合效应模型,在该地区分别建立不同季节融合MODIS AOD与PM_(2.5)的关系,并对其季节浓度进行模拟.研究结果表明:模型拟合所得四季的可决系数R~2分别为0.738、0.668、0.644和0.760,留一交叉验证后R~2分别为0.733、0.658、0.636和0.756,模型仅存在轻微过度拟合,且PM_(2.5)浓度较高的春冬季拟合效果优于夏秋季;在气候、地形、经济和人口等多种因素的综合影响下,京津冀PM_(2.5)浓度存在季节差异和地区差异,即四季PM_(2.5)浓度冬季最高,春秋次之,夏季最低,空间上基本呈现北部低、南部高的特点.     

衡阳市中心城区冬季雾霾天PM_(2.5)中重金属污染初探

为了解衡阳市中心城区雾霾天PM_(2.5)中重金属污染特征与来源,2014~2015年连续2年对衡阳市城区冬季大气PM_(2.5)进行采集.通过滤膜称重法测量PM_(2.5)质量浓度,微波消解—原子吸收光谱法(AAS)测定PM_(2.5)中Pb、Cd、Cu、Cr、Ni和Fe等6种重金属元素质量浓度,结合富集因子法对衡阳城区大气PM_(2.5)进行来源解析.结果表明:采样期间,衡阳市中心城区冬季雾霾天PM_(2.5)平均质量浓度均超过国家二级标准,2014和2015年冬季PM_(2.5)中重金属污染趋势基本相同,分别为CuFePbCrNiCd和CuFeCrPbNiCd,表明衡阳城区冬季重金属污染规律明显,富集因子法分析后发现PM_(2.5)中Pb、Cd、Cu、Cr、Ni和Fe元素的EF值均大于10,明显来自于人为污染源,其中Cd、Cu为极强富集,污染可能来源于城区周围金属冶炼和工业燃煤烟尘.     

滇东地区城市空气污染变化特征及其与气象条件的关系

基于滇东城市曲靖2014-2018年2个国控空气质量监测点的逐日空气质量指数和6种空气污染物(SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)、CO和O_3)逐小时浓度资料以及同期气象要素数据,统计分析了曲靖主城区空气污染变化特征及气象因子对污染物浓度分布的影响.结果表明:①2014至2018年,曲靖主城区空气质量优良率为97%-99.7%,污染日数呈逐年减少趋势,首要污染物以PM_(10)、PM_(2.5)和O_3为主.②曲靖主城区空气质量呈现出夏秋季节较好、冬春季节较差的季节性特征.③6种污染物浓度各自表现出不同的季节性变化和日变化特征.气象条件影响着曲靖主城区污染物的扩散、迁移和转变.④风速与SO_2、NO_2、CO和PM_(2.5)浓度具有较好的负相关关系;与O_3浓度呈正相关关系;风速对PM_(10)影响较复杂,当风速小于2 m/s时有利于PM_(10)扩散,当风速超过2 m/s时反而导致PM_(10)浓度增加.⑤地面盛行西北风和东南风时,SO_2、NO_2、CO、PM_(10)和PM_(2.5)浓度较高;地面盛行西南风时,O_3浓度达到最高值.⑥降水对6种污染物具有显著冲刷清洁作用.⑦温度与O_3浓度呈显著性正相关关系,与NO_2、CO、PM_(10)和PM_(2.5)浓度呈显著性负相关关系;与SO_2浓度关系不显著.⑧相对湿度与O_3、PM_(10)和PM_(2.5) 3种首要污染物浓度呈显著性负相关关系;与SO_2、NO_2和CO 3种非首要污染物浓度的关系不显著.     

南昌市主要空气污染物浓度及其与风力风向关系研究

对2016年南昌市PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2等主要空气污染物随时间变化特征进行了统计分析,并运用广义可加模型探究了它们与风力、风向的关系,并在风力风速一定时重点探讨了它们之间的内在联系。研究表明,2016年南昌市空气质量较好,PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2浓度达到国家二级标准的天数超过80%,AQI指数级别为优良的天数达到317天。从季节差异来看,秋冬季时空气质量较差,春夏季的情况相对较好。从空气污染随风力、风向变化的关系来看,AQI指数在盛行东北风时随风速增加;风向为偏东且高风速时,PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2浓度相对较高;风向风速一定时三种污染物之间呈正相关,且PM_(2.5)与PM_(10)相关性较高;PM_(2.5)/PM_(10)超过国际标准的天数有93天,并且当风向为西北、北、东北且风速高时比值较高。     

大气细颗粒物暴露对肽基-脯氨酰顺/反异构酶及调节丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B激活磷酸化的影响

为探讨大气细颗粒物(PM_(2.5))对肽基-脯氨酰顺/反异松酶(PIN1)和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B(Akt)在肿瘤发生中的影响,揭示PM_(2.5)对人体健康的不利影响,为日后研究提供有益资料。本研究将Wistar大鼠暴露于PM_(2.5)中2～4周,使用MAS-SON染色的方法观察其肺组织胶原产生情况,用Western blot、Real-time q PCR检测肺组织以及H292细胞中PIN1的mRNA和蛋白质变化情况;不同浓度PM_(2.5)(0、100、200μg/m L)处理H292细胞24 h后,使用Western blot方法检测p-Akt的表达情况。结果显示随PM_(2.5)暴露时间的延长大鼠肺组织中胶原产生受到抑制,PIN1的蛋白表达在组织和细胞中随暴露时间的延长和浓度的增加均下调(P0.05),PIN1的mRNA表达均上调(P0.05);p-Akt表达随PM_(2.5)浓度的浓度的增加受到抑制(P0.05)。研究发现PM_(2.5)能够在蛋白水平抑制PIN1以及p-AKT的表达。     

郑州市PM_(10)和PM_(2.5)中多环芳烃污染特征及健康风险评价

为研究郑州市PM_(10)和PM_(2.5)中多环芳烃(PAHs)的污染特征、来源及对健康的影响,于2013年4—12月在郑州大学采样点同步采集大气中的PM10和PM_(2.5).利用气相色谱-质谱联用仪对16种优先控制的PAHs进行定量分析,在此基础上运用Ba P毒性当量法对PAHs进行健康风险评估,并采用比值特征法揭示PAHs的可能来源.结果表明:郑州市大气颗粒物PM_(10)和PM_(2.5)中PAHs的单体质量浓度随季节变化特征明显,基本上都呈现冬季秋季春季夏季的趋势,其中4~6环化合物是PAHs的主要成分.郑州市四季大气颗粒物Ba P质量浓度均超过国家空气质量标准限制,存在潜在健康风险.经过比值特征法分析得出,郑州市大气颗粒物PM_(10)和PM_(2.5)中PAHs主要来自燃煤源、石油化工源、生物质燃烧源和机动车尾气源.     

基于改进粒子群优化BP_Adaboost神经网络的PM2.5浓度预测

为了提高大气污染物浓度预测精度,采用灰色关联分析选取影响大气中PM_(2.5)浓度的主要因子,并以此作为神经网络输入变量,建立一种基于BP_Adaboost神经网络的PM_(2.5)浓度预测模型.用改进粒子群算法来选择BP_Adaboost神经网络权重和阈值,可以有效避免神经网络在训练时陷入局部最优解.根据北京市海淀区万柳监测站和朝阳区北京工业大学监测点每小时监测的大气污染物浓度和气象条件,分别选择2014-11-01~2014-11-25和2017-07-07~2017-08-06数据作为实验研究对象.仿真结果表明,在PM_(2.5)浓度预测中,相比于BP_Adaboost、BP和广义回归神经网络3种预测模型,改进粒子群优化BP_Adaboost神经网络预测性能更优.     

基于MODIS数据的郑州地区PM_(2.5)时空分布特征分析

卫星观测不仅能反映全球尺度的大气污染状况,也能从城市等区域尺度上监测大气污染物的变化.本文基于2004-2013年MODIS气溶胶标准产品,利用PM_(2.5)卫星遥感估算的统计模型,统计分析了郑州地区的PM_(2.5)质量浓度的年际及季节变化特点,有助于深入研究郑州地区细颗粒物污染水平变化.研究发现,在空间上,郑州地区PM_(2.5)高值区主要集中在郑州市市辖区、中牟县、新郑市、荥阳市以及巩义市西北等地区,低值区主要分布于登封市和巩义市南部的山地地区.在时间上,2004-2011年整个郑州地区PM_(2.5)质量浓度总体呈现逐年增长的趋势,直到2011年达到峰值(108.59μg/m3).2011年之后,该地区PM_(2.5)污染状况有所好转,但仍处于重度污染状态.季节变化方面,PM_(2.5)高值通常出现在冬季(149.28μg/m3),秋季次之,春、夏季该地区PM_(2.5)质量浓度较低(81.71μg/m3).研究结果表明,利用卫星数据可以有效地分析郑州地区的PM_(2.5)时空分布特征,为该地区的PM_(2.5)污染治理提供有力的数据和技术支撑.