大气颗粒物生物毒性及二噁英暴露风险研究

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1、东华大学DONGHUAUNIVERSITY博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目：大气颗粒物生物毒性及二噁英暴露风险研究学科专业：环境科学与工程研究方向：大气颗粒物毒性与健康影响研究作者姓名：宋鹏程指导教师：陆书玉教授完成日期：2018年5月20日学校代码：10255学号：1129124东华大学博士学位论文大气颗粒物生物毒性及二噁英暴露风险研究StudyonthebiotoxicityeffectsofatmosphericparticulatesandexposureriskassessmentofPCDD/Fs学科专业：

2、环境科学与工程作者姓名：宋鹏程指导老师：陆书玉教授答辩日期：2018年5月27日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部

3、门或机构送至论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫面等复制手段保存和汇编本学位论文。保密，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：东华大学博士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注宋伟民教授答辩委员会主席复旦大学公共卫生学院博导陈东辉教授答辩委员会委员上海电机学院博导陈亮教授答辩委员会委员政协普陀区委员会博导李登新教授答辩委员会委员东华大学环境学院博导黄满红教授答辩委员会委员东华大学环境

4、学院博导陈刚讲师答辩委员会秘书东华大学环境学院东华大学博士学位论文摘要大气颗粒物生物毒性及二噁英暴露风险研究摘要空气是人类生存和发展必不可少的“生命资源”，它的清洁状况对人体健康乃至整个地球生态系统均产生重大影响。在高强度资源利用和污染排放的背景下，颗粒物污染及其健康效应需要深入研究。尽管大量流行病学和毒理学研究表明颗粒物暴露可以导致肺部疾病和损伤，但是其毒性机制、路径尚不明确。为研究大气颗粒物毒性效应和暴露风险，使用Vibriofischeri发光细菌法评价了典型工业区8个TSP样品、8个大气沉降物样品，以及典型居民区6个PM2.5样品悬浮液的

5、细菌毒性；使用SOS显色（大肠杆菌E.coliPQ37）反应法评价了上述6个PM2.5样品的基因毒性。通过气管灌注、暴露箱暴露进行颗粒物暴露实验，开展了鼠肺部组织病理损伤、氧化应激性生物标记物分析。基于转录组测序手段，对颗粒物暴露后的鼠肺部组织差异基因进行了生物学信息功能分析。此外，应用HRGC-HRMS对工业区夏、冬两季的32个TSP样品、8个气相物质、8个大气沉降物样品的17种2,3,7,8-PCDD/Fs含量进行了检测和分析，同时研究了调查区域二噁英分布和源解析特征。最后，开展了PM2.5呼吸暴露和二噁英暴露风险评价研究。主要研究结果如下：

6、（1）工业区大气颗粒物的细菌毒性要明显高于居民区，表明急性毒性结果与局地污染排放密切相关。总体上，PM2.5单位浓度TU值要明显高于TSP，且同一采样点的TSP细菌急性毒性要显著高于大气沉降，证明毒性成分主要吸附在较细粒径的颗粒物上。（2）颗粒物暴露促使动物产生明显的氧化应激反应并对鼠肺组织造成损伤，损伤程度与暴露浓度呈现明显正相关关系，主要病例特征为肺部炎症和纤维化。暴露组鼠肺中氧化应激生物标记物（MDA和8-isoprostane）浓度明显升高，血浆中MDA浓度明显升高，细胞抗氧化能力标记物（GSH）浓度明显降低。颗粒物暴露后的肺组织病理损伤

7、与氧化性自由基过量产生有关，因此与自由基相关的毒理机制可作为下一步深入研究的路径。（3）大气颗粒物暴露能够明显影响鼠肺部代谢系统基因、免疫系统基因、生物钟基因的正常表达，相关基因功能和表达路径受到影响，进而干扰了机体免疫调节并导致炎症反应。一方面，大气颗粒物接影响到DNA和细胞蛋白质合成，从而干扰到细胞生长、发育、调控功能；另一方面，引起代谢、免疫和生物钟基因的异常表达，导致肺部出现炎症反应和病理损伤。这些研究提示我们颗粒物暴露危害与基因功能异常密切相关，其造成的损害后果应是不可逆的。I东华大学博士学位论文摘要（4）4个采样点主动、被动采样样品，

8、夏季二噁英毒性当量变化范围分别333为0.0337～0.296pg/m、0.0306~0.101pg/m，平均值分别为0.165pg/m