大氣細(xì)顆粒物（PM2.5）暴露對人體健康具有副作用，會提高呼吸道和心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)病率。近幾十年來，學(xué)者從流行病學(xué)的角度對大氣顆粒物細(xì)胞毒性和致癌潛勢等進(jìn)行研究，然而，有關(guān)氣溶膠影響人體健康的具體機制仍不清楚。顆粒物暴露后會誘發(fā)人體組織產(chǎn)生氧化應(yīng)激（oxidative stress，OS）是一個重要的病理生理學(xué)機制。氧化應(yīng)激的發(fā)生主要是由于人體組織內(nèi)存在過量的活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）。這些活性氧簇包括過氧化物、過氧化氫和羥基自由基等，可存在于顆粒物中被吸入，也可通過人體靶細(xì)胞產(chǎn)生。 

生物質(zhì)燃燒是我國多數(shù)農(nóng)村地區(qū)大氣顆粒物的重要來源，對我國區(qū)域空氣質(zhì)量有顯著影響。生物質(zhì)燃燒會排放對人體有害的顆粒態(tài)化學(xué)物質(zhì)，較多流行病學(xué)的研究表明，生物質(zhì)燃燒的排放會明顯提高呼吸道疾病的發(fā)病率，包括哮喘和慢性阻塞性肺病等。此外，研究表明大氣顆粒物的細(xì)胞毒性還與大氣氧化過程相關(guān)。但是，目前國內(nèi)外對生物質(zhì)燃燒顆粒物在經(jīng)大氣老化后，其化學(xué)組分和氧化潛勢的變化和聯(lián)系有所忽視。

中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所博士李建軍聯(lián)合多家研究機構(gòu)和大學(xué)，通過搭建“燃燒艙+流體反應(yīng)器”系統(tǒng)模擬水稻、玉米和小麥等主要作物秸稈的燃燒、排放和傳輸過程，并同步收集燃燒排放的新鮮粒子和模擬老化2天后的老化顆粒物?；瘜W(xué)組分分析顯示，有機物是這些顆粒物中的主要化學(xué)成分，占比超過75%。其中，脫水糖苷和脂肪酸類有機物相對穩(wěn)定，正構(gòu)烷烴、多環(huán)芳烴和脂肪醇類有機物容易被進(jìn)一步氧化，而鄰苯二甲酸、硝基酚和異戊二烯的產(chǎn)物等則主要通過二次氧化生成。人體支氣管上皮BEAS-2B細(xì)胞的體外實驗結(jié)果表明，老化顆粒物的氧化應(yīng)激高于新鮮顆粒，證實大氣老化過程會增強生物質(zhì)燃燒顆粒物的氧化應(yīng)激。新鮮顆粒物的氧化應(yīng)激與過渡金屬和多環(huán)芳烴類化合物具有顯著的相關(guān)性，而老化顆粒物氧化應(yīng)激的升高可能與二次有害有機物（如含氮有機物）等的生成有關(guān)。 

相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Hazardous Materials和Science of The Total Environment上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、國家重點研發(fā)計劃、陜西省創(chuàng)新能力支撐計劃、陜西省重點研發(fā)計劃項目和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會的資助。 

論文鏈接：1、2

圖1.生物質(zhì)燃燒排放和老化模擬裝置示意圖及主要有機物組分的貢獻(xiàn)

圖2.生物質(zhì)燃燒的新鮮和老化顆粒物誘發(fā)的氧化應(yīng)激對比