飞灰颗粒物上有毒金属形态分布与生物氧化性损伤分析

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1、catalysiseif∞tforgenerationofoxidizedproducts．Theg％既训曲nsofhydroxylradicalo】【idmtbyflyashes黜stroagtydepmdcntonpropertiesofexternalchelators．KeyWords：flyashparticle,toxicmetal，chelator,reactiveoxygenspecies，deoxynlooseassay第一章前言1．研究背景大气颗粒物指的是分散在大气中的固态或液态颗粒状物质，根据其粒径大小，又可分为总悬浮颗粒物asP(空气动

2、力学直径小于或等于100p,m)、可吸入颗粒物PMlo(空气动力学直径小于或等于10弘m)；可吸入颗粒物又可分为细粒(空气动力学直径小于或等于2．5lam)和粗粒(空气动力学直径介于2．5ixm至10lIm)t11。可吸入颗粒物的来源主要为天然源和人为源。天然源包括地面扬尘、海浪溅出的浪沫和盐粒、火山爆发所释放出来的火山灰、森林火灾的燃烧物、宇宙陨星尘埃以及植物的花粉、孢子等。人为源主要是燃料燃烧过程中形成的烟尘、飞灰等，各种工业生产所散发出来的原料或产品微粒、汽车排放出来的含铅化合物以及矿物燃料燃烧所排放出来的S02在一定的条件下转化成的硫酸盐粒子等。大气颗

3、粒物的来源和发生量会因不同国家和地区的经济发展、能源结构、工艺方法以及管理水平等的不同而存在很大的差别【2】。可吸入颗粒物因其细小而不受人的鼻腔阻档，可以直入人肺部并存留在肺的深处，不易被排出体外，是大气颗粒物中对人体健康威胁最大的一类。近年来，人们进一步认识到可吸入颗粒物中的细粒(PM2j)易于富集空气中的有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等，其对人体健康的危害远比空气动力学直径在2．5llm至10u111之间的粗粒大。因此，美国国家环保局于1985年将原来的颗粒物质指标TSP项目修改为空气动力学直径小于或等于101．tm的大气颗粒物，即PMlo

4、后，又于1997年再一次修改了大气质量标准，并规定了PM2．5的最高限值，以保护人体健康【31。近几年来，随着国民经济的持续发展，我国的大气污染问题日益严重，可吸入颗粒物已成为诸多大城市的首要空气污染物，因此，对可吸入颗粒物的人体健康效应的研究具有重要的现实意义。可吸入颗粒物是组成成分复杂的有机、无机污染物混合体，其对人体生物学损伤的研究近年来受到各学科的普遍关注[41，流行病学研究表明，死亡率(mortality)和发病率(morbidity)与大气中可吸入颗粒物浓度有明显的统计学相关性【5埘，而与其它有毒污染物相关性不强，因此，近年来有关颗粒物的生物损伤机

5、理研究大量报道[9,101，由于颗粒物成分复杂，目前还没有一种全面的损伤机理被公认[11】，为此提出了几种不同假说【12】，其中主要包括颗粒物上有机物毒效应假说，颗粒物物理特性损伤假说，以及颗粒物上可变价金属参与的氧化性损伤假说等，从不同的侧面来考察颗粒物可能的损伤机制。颗粒物对生物体(主要是呼吸系统)的损伤是多方面的，其组成成分复杂，含有大量的有机物(如多环芳烃及其衍生物)、无机物(如金属离子，含氧酸盐)。颗粒物上所含大量可变价金属不仅可以在大气环境中参与复杂的物理、化学反应过程，而且在体内也可能参与催化各种活性氧产生及转化㈣。活性氧与人体多种疾病发生、发展

6、有密切关系‘141。颗粒物上金属介导的生物损伤机理认为，颗粒物被吸入人体后，通过各种生理作用，在可变价金属离子的参与下，产生大量的活性氧皿oS，崩lc曲eoxygenspecies)，如H202、02一、。OH等，从而损伤生物大分子，其中包括蛋白质、DNA和生物膜。目前煤炭在世界一次能源消费结构中占的比重将近30％，而且因其丰富的储量和相对便宜的价格，煤炭资源将有可能再一次成为主要一次能源，在整个世界能源结构中越发重要。现在全球每年的耗煤量约44亿吨，主要用于燃煤电厂【151。虽然拥有非常先进的燃煤污染物排放的控制技术及设备，燃煤颗粒物仍然成为大气颗粒物的主要

7、来源。而体内(invivo)及体外(invitro)实验证实，矿物燃料飞灰可以促进损伤机体的氧化剂如羟自由基的产生[16’r丌。22．铁介导的羟自由基产生机理近年来，㈣t(reactiveoxygen印eci哟的产生及对各种生物分子的损伤机理方面的研究受到各学科的普遍重视，许多疾病与活性氧的介入有密切关系[1钉。一般认为，活性氧既包括各种自由基如‘oH(hydroxylradical，羟自由基)、0-2(supcroxidooxygenanion，超氧阴离子自由基)、L00’(1ipidpeToxylradical，脂过氧自由基)等，同时也包括与各种自由基作用

8、行为密切相关的非自由基组分，如H202