大氣細(xì)顆粒物（PM2.5）暴露對(duì)人體健康具有副作用，會(huì)提高呼吸道和心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)病率。近幾十年來(lái)，學(xué)者從流行病學(xué)的角度對(duì)大氣顆粒物細(xì)胞毒性和致癌潛勢(shì)等進(jìn)行研究，然而，有關(guān)氣溶膠影響人體健康的具體機(jī)制仍不清楚。顆粒物暴露后會(huì)誘發(fā)人體組織產(chǎn)生氧化應(yīng)激（oxidative stress，OS）是一個(gè)重要的病理生理學(xué)機(jī)制。氧化應(yīng)激的發(fā)生主要是由于人體組織內(nèi)存在過(guò)量的活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）。這些活性氧簇包括過(guò)氧化物、過(guò)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(guò)人體靶細(xì)胞產(chǎn)生。 

生物質(zhì)燃燒是我國(guó)多數(shù)農(nóng)村地區(qū)大氣顆粒物的重要來(lái)源，對(duì)我國(guó)區(qū)域空氣質(zhì)量有顯著影響。生物質(zhì)燃燒會(huì)排放對(duì)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(huì)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(guò)程相關(guān)。但是，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)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(shì)的變化和聯(lián)系有所忽視。

中國(guó)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(jī)構(gòu)和大學(xué)，通過(guò)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(guò)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(jī)物是這些顆粒物中的主要化學(xué)成分，占比超過(guò)75%。其中，脫水糖苷和脂肪酸類有機(jī)物相對(duì)穩(wěn)定，正構(gòu)烷烴、多環(huán)芳烴和脂肪醇類有機(jī)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(guò)二次氧化生成。人體支氣管上皮BEAS-2B細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，老化顆粒物的氧化應(yīng)激高于新鮮顆粒，證實(shí)大氣老化過(guò)程會(huì)增強(qiáng)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(guò)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(jī)物（如含氮有機(jī)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(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、陜西省創(chuàng)新能力支撐計(jì)劃、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)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(jī)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(duì)比