中国城市PM_(2.5)污染暴露不平等及其驱动因素——基于Theil指数和LMDI分解

聚焦大气污染物PM_(2.5),对2015~2021年污染物浓度进行人口规模赋权,构建中国城市PM_(2.5)污染暴露水平指标,基于GINI系数和Theil指数测度污染暴露不平等,并按城市行政层级、省份进行差异分解;基于对数平均迪氏指数分解法(LMDI),分别对污染暴露水平、不平等程度进行驱动因素分解,探究其变化背后的社会经济因素.结果表明:中国城市PM_(2.5)污染暴露不平等总体温和,GINI系数保持在0.2以内且呈递减趋势.不同行政级别城市间未表现出污染暴露不平等,而省际差异对污染暴露不平等的贡献达68.4%;总体上能源的污染暴露乘数、政府绿色支出能耗强度是PM_(2.5)污染暴露水平的主要抑制因素,对污染暴露水平的驱动贡献超过60%.政府支出结构、支出规模、经济发展和人口因素对PM_(2.5)污染暴露起促增作用,但各因素在不同层级的城市间具有异质性;能源的污染暴露乘数、绿色支出能耗强度对不平等的动态抑制作用弱化,主要依靠能源绿色化的治污策略面临挑战.据此提出更好发挥政府作用,持续降低中国PM_(2.5)污染暴露水平,实现环境公共服务更加均等化的政策启示.

基于能量代谢探讨红景清肺方对PM_(2.5)诱导小鼠肺损伤的保护作用

目的探究红景清肺方对大气细颗粒物(particulate matter 2.5,PM_(2.5))诱导小鼠肺损伤的保护作用及机制。方法40只ICR雄性小鼠,随机分为空白对照组、PM_(2.5)模型组、中药等效组、中药二倍组。中药各组预给药7 d后,除空白对照组外,各组持续2 d给予0.02 mg·μL^(-1)浓度PM_(2.5)混悬液滴鼻制备小鼠肺损伤模型。末次染毒24 h后取肺组织样本,苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察肺组织形态学变化;酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)和Na^(+)-K^(+)-ATP酶(Na^(+)-K^(+)-ATPase)、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶(Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATPase)含量;蛋白免疫印迹法(western blot)检测腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase,AMPK)、过氧化物酶体增殖物激活受体1α(peroxisome proliferator-activated receptor-γcoactivator 1α,PGC-1α)及线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)蛋白表达水平;免疫组织化学法(immunohistochemistry,IHC)检测PGC-1α、TFAM、核呼吸因子1(nuclear respiratory factor-1,Nrf1)蛋白表达。结果与空白对照组比较,PM_(2.5)模型组小鼠肺组织结构病理损伤明显,肺组织中ATP、Na^(+)-K^(+)-ATP酶、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶含量显著降低(P<0.01),AMPK、PGC-1α、TFAM蛋白表达水平及PGC-1α、Nrf1、TFAM蛋白阳性表达率明显降低(P<0.01);与PM_(2.5)模型组比较,中药各组肺组织损伤明显改善,中药二倍组中ATP含量升高(P<0.05),Na^(+)-K^(+)-ATP酶、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶含量显著升高(P<0.01),中药等效组三者含量有上升趋势,但差异无统计学意义(P>0.05),中药各组AMPK、PGC-1α、TFAM蛋白表达水平及PGC-1α、Nrf1、TFAM蛋白阳性表达率显著升高(P<0.01)。结论红景清肺方可提高肺组织内Na^(+)-K^(+)-ATP酶、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶活性,上调AMPK/PGC-1α信号通路蛋白水平,减轻线粒体损伤和功能障碍,促进线粒体生物合成,有效改善肺组织能量代谢,从而减轻PM_(2.5)对肺组织的损伤。

沈阳市O_(3)与PM_(2.5)关系及污染主控因素分析

PM_(2.5)与O_(3)的协同控制是空气质量持续改善的关键所在,厘清PM_(2.5)与O_(3)的关系,识别O_(3)主控因素以及量化气象和人为排放贡献是实施二者协同控制的基础.本研究基于沈阳市大气复合立体超级站2019−2022年地面观测数据,分析PM_(2.5)和O_(3)协同关系及成因;利用逐步回归模型得到影响O_(3)变化的主控因素,并估算各气象因素对O_(3)的贡献.结果表明:①沈阳市2019−2022年夏季PM_(2.5)浓度与O_(3)浓度呈正相关,有明显的协同增长效应,其余三季均呈明显负相关.究其原因,主要是由于夏季高温和高太阳辐射条件利于大气光化学反应,促进了O_(3)、PM_(2.5)中二次无机成分〔主要是硫酸盐(SO_(4)^(2−))、硝酸盐(NO_(3)−)和铵盐(NH_(4)^(+)),简称“SNA”〕共同增长所致;而冬季高排放和高大气稳定度等气象条件利于SNA和二次有机碳(SOC)非均相生成,但弱太阳辐射和低温等条件不利于O_(3)光化学生成,加之高NO的滴定效应,使SNA和SOC浓度均与O_(3)浓度呈负相关.②在观测的相关污染物和气象因子中,过氧乙酰硝酸酯(PAN)与O_(3)浓度的关系最为密切,尤其在夏季.③气象因素中,O_(3)浓度与气温高度相关,与风速也呈正相关,而与相对湿度则在各季节均呈负相关.冬、春、秋三季PM_(2.5)均对O_(3)起抑制作用,冬季尤为突出.在高浓度O_(3)污染(O_(3)浓度>160μg/m^(3))过程中,主控因素中气温和风速的抬升促进O_(3)浓度升高,而高NO2和相对湿度(RH)则有利于降低O_(3)浓度.在2019−2022年高浓度O_(3)污染过程中,气象因素对沈阳市O_(3)浓度变化的贡献高于O_(3)前体物排放的贡献,总贡献为57μg/m^(3),对污染形成起着主导作用.

2015-2021年鄱阳湖流域主要城市PM_(2.5)和O_(3)浓度分布特征及疾病负担评估

为研究鄱阳湖流域主要城市(南昌市、九江市和上饶市)PM_(2.5)和O_(3)污染对健康的影响,本文评估了“十四五”期间实现特定浓度目标可能带来的健康效益,分析了2015-2021年各污染物的浓度变化,并运用健康影响函数(HIF)及综合暴露-反应函数(IER)对这些城市的疾病负担进行了评估.结果表明:①2015-2021年,南昌市、九江市和上饶市的PM_(2.5)年均浓度分别下降了28.57%、32.65%和34.88%,而O_(3)浓度分别上升了11.53%、8.75%和7.06%;此外,PM_(2.5)和O_(3)浓度分布呈现出明显的季节性变化.鄱阳湖流域主要城市与PM_(2.5)相关的疾病负担下降了18.42%,而与O_(3)相关的疾病负担增加了81.11%.②预测显示,“十四五”期间若实现积极目标,南昌市、九江市和上饶市的PM_(2.5)疾病负担将分别减少55.45%、59.51%和51.44%,在一般目标下将分别减少31.76%、36.43%和33.80%;O_(3)方面,预期目标实现后南昌市、九江市和上饶市的疾病负担将分别下降50.92%、40.58%和36.80%.研究显示,相较于O_(3)浓度控制目标,更为严格的PM_(2.5)浓度控制目标能够产生更显著的健康效益.

基于DSM的城市公园对PM_(2.5)和PM_(10)的消减特征研究——以南昌市人民公园为例

【目的】PM_(2.5)、PM_(10)等空气颗粒物是城市空气首要污染物,在城市空气污染中占主导地位。了解固定外源下PM_(2.5)、PM_(10)在城市绿地的消减特征,可为城市阻控空气颗粒物、缓解空气污染提供有利依据。然而目前空气颗粒物的研究大多以点测定方式量化空间结构及植被类型对空气颗粒物的影响,对固定外源污染下PM_(2.5)、PM_(10)在城市绿地空间尺度上的影响机制研究较少。【方法】研究结合DSM与地统计学,以南昌市人民公园为例,探索城市公园阻隔外源污染的空间梯度效应及空间结构类型差异。利用克里金插值法对其空间分布特征进行可视化模拟;利用Arcgis和R语言等软件分析不同空间结构PM_(2.5)、PM_(10)的浓度差异。【结果】人民公园PM_(2.5)、PM_(10)的浓度在空间分布上趋势一致,均表现为以固定外源点为核心,浓度随距离增加呈极显著梯度递减的趋势,且在中部(约距外源点150~220 m处)消减效率最高,约为全园PM_(2.5)平均消减值的7.5倍,PM_(10)平均消减值的3.8倍;PM_(2.5)、PM_(10)受多种因子影响:与空气温度、距离(主导因子)显著负相关、与相对湿度显著正相关,且PM_(2.5)、PM_(10)对不同因子响应特征存在差异;城市公园不同绿地空间结构对PM_(2.5)、PM_(10)的消减及扩散作用差异显著,受其双重影响,PM_(2.5)、PM_(10)的浓度表现为水体>广场>树林>草坪,其中PM_(2.5)受影响更显著;此外,受各因子和绿地空间结构耦合影响,部分区域PM_(2.5)、PM_(10)分布异常。【结论】以固定外源点为核心,PM_(2.5)、PM_(10)浓度随距离增加呈极显著梯度递减的趋势,且在中部消减效率最高;PM_(2.5)、PM_(10)浓度与相对湿度显著正相关,与空气温度与距离显著负相关,其中PM_(10)对距离和相对湿度响应较为明显,而PM_(2.5)受空气温度影响较大;在随距离变化基础上,不同城市绿地空间结构对PM_(2.5)、PM_(10)消减和扩散作用差异导致了局部分布差异。

北京不同类型城市森林中PM_(2.5)与O_(3)的关联性分析

大气污染的协同治理是实现经济社会高质量发展,加快生态文明建设的重要途径.PM_(2.5)和臭氧的协同治理是我国“十四五”时期大气污染防治的要求,探究北京市城市森林不同类型林内PM_(2.5)与臭氧的相关性对北京市大气污染的防治具有重要意义.本文利用北京市3个城市森林生态环境监测站测得的PM_(2.5)、O_(3)浓度数据,系统分析不同类型城市森林PM_(2.5)与O_(3)浓度相关性的差异.结果表明:①春季,中心城区、近郊湿地区、近郊浅山区森林中PM_(2.5)与O_(3)浓度呈负相关,中心城区相关性最强(r=0.178,p<0.01);夏季各区域PM_(2.5)与O_(3)浓度均呈正相关,近郊湿地区相关性最强(r=0.095,p<0.01);秋季各区域PM_(2.5)与O_(3)浓度均呈负相关,近郊浅山林区负相关性最强(r=−0.428,p<0.01);冬季近郊湿地区PM_(2.5)与O_(3)浓度呈显著正相关(r=0.061,p<0.05),但中心城区和近郊浅山林区均呈负相关.②工作日期间夜间近郊浅山林区PM_(2.5)与O_(3)浓度相关性相对较强(r=−0.147,p=0.01),其余时间中心城区相关性相对较强,相关系数在−0.14上下波动,周末期间除夜间外,近郊湿地区相关程度相对较强,相关系数在−0.08上下波动.③当PM_(2.5)浓度≤50μg/m^(3)或O_(3)浓度>50μg/m^(3)时,PM_(2.5)与O_(3)浓度呈正相关;PM_(2.5)浓度处于50~200μg/m^(3)之间或O_(3)浓度≤50μg/m^(3)时,二者负相关性相对较强.研究显示,北京市城市森林中PM_(2.5)与O_(3)相关性在季节、不同区域昼夜尺度上有所差异,且林内各区域PM_(2.5)和O_(3)浓度总体呈负相关,表明PM_(2.5)与O_(3)的相互关系受环境背景浓度值、气象要素、人类活动等多因素共同影响.

不同气象条件下北京市植被区与非植被区PM_(2.5)与臭氧(O_(3))的质量浓度及其相关性研究

本研究利用2022年北京市植被区与非植被区监测点PM_(2.5)和O_(3)质量浓度数据以及气象数据,揭示气象因素对PM_(2.5)和O_(3)相关性的影响。结果表明,气象因素影响PM_(2.5)与O_(3)间相关性。全年以及不同季节中,温度对PM_(2.5)-O_(3)相关系数的影响作用最强。所有温度区间、湿度>55%、气压<985 hPa条件下的相关性表现为植被区高于非植被区。当温度<0℃或湿度>75%时,PM_(2.5)和O_(3)质量浓度负相关程度最高,温度>20℃或湿度<35%时,正相关程度最高。介于955~985 hPa气压范围的PM_(2.5)和O_(3)质量浓度呈正相关,低于或高于此范围二者呈负相关关系。其中955~970 hPa气压范围的正相关程度最强,高于985 hPa气压范围的负相关程度最强。高温、高湿的气象条件,PM_(2.5)和O_(3)质量浓度存在正效应;低温、低湿的气象条件,二者存在负效应。

新余市森林游憩区空气负离子与PM_(2.5)动态变化规律及影响因子特征研究

为揭示江西省新余市森林游憩区空气负离子与PM_(2.5)时空分布特征、交互效应及其影响因素,对其森林环境中空气负离子和PM_(2.5)浓度时空分布特征及其与气象因子关系进行测定分析。结果显示:(1)新余市森林游憩区与城市绿地空气负离子年变化趋势总体保持一致,全年中各月份森林空气负离子浓度均显著高于城市绿地;1月、3月和4月城市绿地PM_(2.5)浓度显著高于森林,其他月份差异不明显;夏季6—8月空气负离子和PM_(2.5)浓度分别达到其全年最高值和最低值。(2)森林环境空气负离子浓度随海拔升高呈逐渐上升的趋势,PM_(2.5)含量呈先上升再下降的趋势;随距地面垂直高度的增加,林分中空气负离子浓度先下降再上升后保持不变,PM_(2.5)含量逐渐降低,距地面高10 m处林冠中层具有较高的空气负离子和较低的PM_(2.5)含量。(3)不同季节森林空气负离子与PM_(2.5)浓度均呈显著负相关,与空气气压、温度、相对湿度、风速和风向相关性各不相同。结果表明:新余市森林游憩区夏季、1000 m海拔山地、林冠层中部空气质量最优,是建设森林空气保健、疗养活动的理想场所。

西安PM_(2.5)碳组成及水溶性有机物分子特性和来源季节差异

利用平行因子分析和后向轨迹模型,采用紫外光谱法、三维荧光光谱法,分析西安市PM_(2.5)碳组成及水溶性有机物(Water-Soluble Organic Matters,WSOM)的荧光组分、分子特性和来源。结果显示,西安市各季节PM_(2.5)及其有机碳(Organic Carbon,OC)和元素碳(Elemental Carbon,EC)的质量浓度由高到低依次为:冬、秋、春、夏,且南北郊差异不显著。PM_(2.5)中水溶性有机碳(Water-Soluble Organic Carbon,WSOC)质量浓度为3.50~17.29μg/m^(3),冬季WSOC质量浓度最高。四季的WSOM中均含有紫外光类腐殖质和可见光类腐殖质。秋、冬和夏季类富里酸的荧光强度占比最大。WSOM的E_(2)/E_(3)、E_(3)/E_(4)和AAE值由高到低依次是:冬、春、夏、秋。SUVA 254和MAE_(3)65值均在冬季最高,夏季最低。冬季WSOM的相对分子质量和腐殖化程度较小,分子苯环取代程度最大,光吸收能力对光吸收的波长依赖性较强;秋季WSOM的相对分子质量较大,腐殖化程度较强,光吸收的波长依赖性较弱;夏季WSOM的芳香化程度和光吸收能力及春季WSOM分子苯环取代程度最弱。碳组分质量浓度、UV 254、α350和荧光强度两两呈显著正相关(p<0.01)。WSOM的荧光指数(Fluorescence Index,FI)、生物源指数(Biogenic Index,BIX)和腐殖化指数(Humification Index,HIX)值分别为1.51~2.15、0.88~1.46、1.18~3.19。冬季WSOM的自生来源最高,夏季WSOM的陆源来源比例相对较大。西安市污染气团主要来自于陕西省区域气团传输。西安市四季PM_(2.5)碳组成及WSOM的荧光组分、分子特性和来源存在季节差异,但北郊和南郊的紫外荧光光谱特性和来源差异不显著。

2022年泰州市某区PM_(2.5)中金属元素含量测定及健康风险评价

目的分析2022年泰州市某区大气PM_(2.5)中金属元素的变化特征,评估其对人群的健康风险。方法2022年每月10—16日在监测点进行PM_(2.5)采样,采用电感耦合等离子体质谱法测定12种金属元素含量,利用富集因子(enrich factor,EF)法识别金属元素的来源,并进行人群健康风险评价。结果2022年泰州市某区大气PM_(2.5)中金属元素平均浓度由高到低为Mn>Pb>As>Se>Cr>Ni>Sb>Cd>Hg>Be>Tl,其中Al、Cd、Hg、Ni、Se、Tl浓度变化均有季节性差异(H值分别为13.932、11.817、15.836、8.423、7.876、14.316,P值圴<0.05);Cr、As、Sb、Cd等金属的EF值均>10。当人群暴露外环境时间达到3 h/d,Cr对成年男性、成年女性和儿童可能存在致癌风险;当暴露外环境中时间达到5 h/d,As对成年男性、成年女性可能存在致癌风险。结论该地区PM_(2.5)中金属元素主要来自于人为污染,季节性差异较为明显,Cr和As对人群的潜在健康风险较高,需引起重视。

改进灰狼算法优化GBDT在PM_(2.5)预测中的应用

针对灰狼算法易陷入局部最优解和全局搜索能力不足的问题,通过霍尔顿序列(Halton Sequence)搜索算法初始化狼群位置,避免灰狼算法陷入局部最优解和重复运算;引入莱维飞行和随机游动策略对灰狼算法的寻优过程进行优化,以增加算法的全局搜索能力;利用粒子群算法模拟灰狼种群得出的最佳适应度以用于惩罚项改进灰狼算法中的头狼更新策略。使用改进算法优化的梯度提升树(Gradient Boosting Decision Trees,GBDT)模型对北京市大气污染物监测数据中PM_(2.5)质量浓度进行预测,采用3种评估函数对各模型以及混合模型预测效果得分进行评估。结果显示,本文改进的灰狼算法对梯度提升树的优化效果优于其他算法,均方根误差E RMS为6.65μg/m^(3),平均绝对值误差E MA为3.20μg/m^(3),拟合优度(R^(2))为99%,比传统灰狼算法优化结果的均方根误差减少了19.19μg/m^(3),平均绝对值误差降低了10.03μg/m^(3),拟合优度增加了9百分点;与霍尔顿序列和莱维飞行改进的(Levy Flight-Halton Sequence,LHGWO)相比,改进的灰狼算法预测得分的均方根误差降低了10.39μg/m^(3),平均绝对值误差减小了6.71μg/m^(3),拟合优度提高了5百分点。研究表明了预测模型优化的有效性,为未来城市改善空气质量提供了科学依据和技术支持。

2022年南京市大气PM_(2.5)中多环芳烃污染特征及健康风险

目的了解南京市大气细颗粒物(PM_(2.5))中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染特征,评估其健康风险。方法于2022年每月10—16日分别在江北新区和江宁区2个监测点开展PM_(2.5)和PAHs采样,分别采用称重法和高效液相色谱法测定PM_(2.5)和PAHs含量,利用健康风险评价模型评价PAHs的致癌风险。结果不同季节PM_(2.5)、PAHs和B[a]P的浓度存在差异(P<0.01),其中PM_(2.5)、PAHs浓度均是冬、春季高于夏、秋季,B[a]P浓度春季高于夏、秋季。两个监测点PAHs、B[a]P年均浓度、春季、夏季浓度的比较,差异均具有统计学意义(P<0.05),且江北新区均高于江宁区。两个监测点含量最高的多环芳烃是5环、其次是4环和6环。两个监测点3环、4环、5环、6环PAHs年均浓度均不同(P均<0.05),江北新区高于江宁区。PAHs年浓度中位数值对两个监测点人群的终生超额致癌风险均大于1.0×10^(-6)。PAHs年浓度95分位数对人群的年龄段超额致癌风险除江宁区0~2岁年龄段人群外,对其他年龄段人群的超额致癌风险均大于1×10^(-6)。结论南京市两个监测点大气PM_(2.5)中PAHs分布存在季节和地区差异,具有潜在的超额致癌风险。

基于时空优化模型的PM_(2.5)遥感估测研究

为了获得连续的PM_(2.5)浓度时空分布并提高估算精度,提出了一种新的基于时空因子优化的PM_(2.5)估测模型(SFRF).SFRF模型是时空因子通过卷积特征融合到随机森林算法(RF)体系中,通过集成高分辨率(1km)卫星反演的气溶胶光学厚度(AOD)产品以及气象数据、夜间灯光数据和植被数据构建SFRF模型来进行对2019年的山东省地区PM_(2.5)浓度的准确预测,生成山东省高空间分辨率(1km)的PM_(2.5)浓度.采用十折交叉验证法,评估了SFRF模型的性能,并与BPNN、SVM、XGBoost、RF、PCA-RF模型进行对比.结果表明:SFRF模型验证的决定系数和均方根误差(RMSE)值分别为0.85和8.10µg/m^(3),优于其他模型.SFRF模型可以在日、季、年尺度上以较高的空间分辨率来估测山东省PM_(2.5)浓度.

黄河流域PM_(2.5)时空分布格局及人口暴露研究

文章基于PM_(2.5)遥感反演数据和人口格网分布数据,构建人口暴露风险指数模型,采用Theil-SenMedian与MannKendall检验法,识别2000-2020年间黄河流域PM_(2.5)质量浓度值和人口暴露风险指数时间演化特征,通过空间探索工具,刻画其空间变化特征。研究结果表明:(1)PM_(2.5)质量浓度平均值为46.53μg/m^(3),研究期内呈现出“快速增长—波动变化—持续下降”的态势。PM_(2.5)污染不同等级面积比例变化明显,总体呈现出高浓度区域减少、低浓度区域增加的态势。(2)PM_(2.5)年均质量浓度空间上东高西低。历年PM_(2.5)年均质量浓度空间局部自相关显著。低值区域主要分布在青海、甘肃、宁夏、内蒙古等省份。高值区域集中分布在山西南部、陕西关中地区、河南中部、山东北部区域。(3)除2000年和2020年外,研究时段内均有90%以上人口暴露于PM_(2.5)年均质量浓度35μg/m^(3)限值以上,且高密度人口区域暴露风险等级较高。人口暴露风险极显著增加区域主要包含青海省东南部、宁夏平原地区、内蒙古西部、汾渭平原以及河南中部等地区。(4)PM_(2.5)人口暴露风险分布格局变化不显著。高等级风险区在空间上呈现片状、带状以及点状分布共存的特征,主要为黄河中下游冲积平原以及中游汾渭盆地。

空调及换气系统运行对室内PM_(2.5)净化效果的影响

为了研究室内空调与换气系统运行时空气净化器对室内空气的净化效果,采用试验研究和CFD模拟相结合的方法,研究了空调与换气系统运行对净化器将室内PM_(2.5)净化到ASHRAE规定的可接受室内空气质量的限值15μg/m^(3)的净化时间的影响。结果表明,净化器外加空调净化时间相比净化器单独运行时间缩短15.2%;净化器外加换气系统净化时间相比净化器单独运行时缩短了30.4%;三系统联合运行时的净化时间相比净化器单独运行时间缩短32.6%。结果可为研究空调与换气系统对空气净化器净化效果的贡献及室内空气净化方式提供参考。

济南市大气PM_(10)、PM_(2.5)时空分布特征与城市街区形态关联分析

高密度城市空间的颗粒物浓度分布对居民健康和环境的可持续发展具有重要影响。然而,当前研究多集中在中宏观尺度,且不同季节背景对城市形态与颗粒物浓度之间定量关系的影响尚存争议。基于2021年济南市主城区65个空气质量监测站的PM_(2.5)和PM_(10)浓度实时观测数据,分析了不同季节下城市街区形态对颗粒物浓度(PM_(2.5)和PM_(10))的影响。结果表明:(1)颗粒物浓度呈双峰型日变化,且具有显著的U形逐月变化规律,PM_(2.5)呈冬季高夏季低、春秋两季居中,PM_(10)呈春季高夏季低、秋冬两季居中的季节性变化特征,且呈东南低、西北高的空间分布格局,高污染区域集中于交通和建筑密集区域,低污染区域主要分布于大型城市绿地旁。(2)城市街区形态对颗粒物的影响具有明显的季节分异性。PM_(2.5)与绿色空间指标在4个季节的相关性均十分显著,与绿地覆盖率(GCR)、绿地斑块形状指数(MSI)和绿地最大斑块指数(LPI)呈负相关性,与绿地斑块密度(PD)呈正相关,并且PM_(2.5)仅在秋冬季与建筑形态指标相关关系显著,其中建筑密度(BD)、建筑平均高度(AHV)和建筑平均体积(AV)是最具影响力的指标。PM_(10)仅在春冬两季与绿色空间指标显著相关,GCR和MSI产生的影响较大,并且与BD、AHV和容积率(FAR)等建筑形态指标仅在秋冬季节相关性显著。

泰州市某区2020—2022年PM_(2.5)中金属元素污染特征及健康风险评估

泰州市区PM_(2.5)浓度总体较好,但市区内经常出现雾霾天气。空气中PM_(2.5)载带的金属元素经呼吸途径进入人体,长期蓄积可严重影响人体健康。为了解泰州市某市区大气悬浮细颗粒物(Fine particulate matter,PM_(2.5))中金属元素含量变化及其来源,并评价人群健康风险程度。2020—2022年每月采集大气PM_(2.5)样品,超声浸提滤膜中金属元素,电感耦合等离子体质谱法测定金属元素含量,采用地累积指数法评价金属元素污染状况,正定矩阵源解析法解析金属元素可能来源,污染物健康风险评估法评估当地居民的暴露风险程度。2020—2022年PM_(2.5)浓度略微下降,且均是8月、9月、10月浓度较低,1月、11月、12月浓度较高,年均质量浓度依次为(48.4±33.6),(41.6±24.3),(40.8±20.9)μg·m^(-3),超过国家二级标准的概率依次为11.9%(10/84),11.9%(10/84),10.7%(9/84)。所测12种金属元素中,含量由高到低依次为Zn、Al、Mn、Pb、Cu、As、Cr、Se、Ni、Sb、Cd、Tl,其中Mn、Ni均未超过世界卫生组织规定的标准。Pb、Cd未超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》,As、Cr超标率依次为17.2%,86.3%。地累积指数值发现,除Al未受到污染,其余元素均受到人为活动的影响,Se、Cd污染程度较高,Cr、Mn、Ni污染程度较低。健康风险评估发现,Al、Cr、Ni、As、Se、Cd、Sb的HQ值小于1,Cr、As的CR值在1×10^(-6)~1×10^(-4)。源解析表明,污染来源有燃煤源、交通排放源、自然源、冶金化工等工业源。3年内PM_(2.5)平均浓度略有降低,除As、Pb、Mn平均浓度变化不大,其余元素平均浓度变化不尽相同。Al、Cr、Ni、As、Se、Cd、Sb的非致癌风险在可接受水平,Cr、As暴露会产生潜在致癌风险。在降低扬尘自然污染源、燃煤源、工业源、交通源的基础上,应充分考虑Cr、As污染来源,有针对性地降低人群暴露风险。

长三角地区PM_(2.5)时空分布及环境驱动因素分析

本研究分析了2015—2020年长三角地区地面PM_(2.5)浓度的时空变化特征,并利用随机森林回归法分析环境驱动因素。结果发现:2015—2020年长三角地区PM_(2.5)浓度整体呈下降趋势,2020年初受疫情影响PM_(2.5)浓度降至趋势线最低点,之后浓度呈回升趋势。长三角地区的西部和北部多为高高聚集区,是污染防治的重点和难点;南部和东部多为低低聚集区,空气质量较好。随机森林分析发现7个环境变量对PM_(2.5)季节平均浓度的解释率均超过98%。其中,降水和温度是PM_(2.5)重要的驱动因素,秋季和冬季野火密度是冬季PM_(2.5)浓度最重要的驱动因素。火灾信息的纳入有助于提高PM_(2.5)浓度预测的准确性,并为政府制定空气污染防控措施提供可靠依据。

基于5-LOX/LTB4信号通路探讨黄芩苷/栀子苷对PM_(2.5)暴露致血管内皮功能障碍的干预作用及其机制

目的基于5-LOX/LTB4信号通路探究黄芩苷/栀子苷(BC/GD)对PM_(2.5)诱导的血管内皮功能障碍的改善作用及其机制。方法利用离体肌张力描记技术测定BC/GD对不同状态下血管环张力的影响。将32只大鼠随机分为对照组、PM_(2.5)组、30 mg·kg^(-1)BC/GD组和60 mg·kg^(-1)BC/GD组,利用气管滴注法构建PM_(2.5)暴露模型,持续2个月,造模1个月后灌胃给予对应药物,持续1个月,末次给药后,HE染色观察肠系膜动脉血管内皮状态;化学发光法检测肠系膜动脉活性氧(ROS)水平;硝酸还原酶法检测一氧化氮(NO)水平;ELISA法检测血清炎症因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、转化生长因子β1(TGF-β1)、白三烯B4(LTB4)水平;Western blot法检测5-脂氧酶(5-LOX)、内皮细胞一氧化氮合酶(eNOS)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)蛋白表达。结果BC/GD对基础状态的肠系膜动脉血管环张力无明显影响,但能明显舒张由5-HT预收缩的血管环;一氧化氮合酶抑制剂L-NAME、环氧合酶抑制剂INDO或L-NAME+INDO均能明显抑制BC/GD的血管舒张作用,但L-NAME的抑制作用更明显;50、100 mg·mL^(-1)PM_(2.5)能降低血管环对乙酰胆碱(ACh)的舒张血管效应,而BC/GD能明显改善PM_(2.5)诱导的舒张效应减弱。与对照组相比,PM_(2.5)组大鼠肠系膜动脉内皮完整性严重受损、内皮皱缩,大鼠血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、LTB4水平显著升高、TGF-β1水平显著降低,肠系膜动脉组织中5-LOX、iNOS蛋白表达明显增加,eNOS蛋白表达降低,ROS水平升高,NO水平降低。与PM_(2.5)组相比,BC/GD能改善内皮损伤程度和完整性,可显著降低血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、LTB4水平,升高TGF-β1水平;明显降低肠系膜动脉5-LOX、iNOS表达,升高eNOS蛋白表达;降低ROS水平,升高NO水平。结论BC/GD可通过抑制5-LOX/LTB4信号通路表达,从而降低ROS水平,抑制炎性损伤,上调eNOS表达,下调iNOS表达,升高血管中NO水平,改善PM_(2.5)诱导的血管内皮功能障碍。

金昌市PM_(2.5)的化学组分特征及来源分析

为研究金昌市PM_(2.5)及其化学组分(有机碳、元素碳和水溶性离子)的特征,于2020年5月—2021年3月对金昌市大气PM_(2.5)进行手工采样,并运用PMF模型和HYSPLIT模型解析污染来源.研究结果表明,观测期间金昌市PM_(2.5)年平均质量浓度为(62.2±10.4)μg·m^(−3),各季节平均质量浓度由高到低依次为春季、冬季、秋季、夏季.化学质量闭合研究表明:碳质组分(OM+EC)是金昌PM_(2.5)的主要组成部分.PM_(2.5)中的OC与EC的年平均质量浓度分别为(13.4±5.6)μg·m^(−3)、(2.9±1.5)μg·m^(−3),TC占PM_(2.5)质量浓度的16.3%,并且四季OC/EC的平均值均大于2,表明采样期间各个季节均存在二次污染.夏季OC与EC之间的相关系数最低,说明夏季污染物来源较其他季节更为复杂.金昌市PM_(2.5)中总水溶性离子的年平均质量浓度为(25.0±11.6)μg·m^(−3),占PM_(2.5)质量浓度的40.2%,其中,SO_(4)^(2−)、Ca^(2+)、NO_(3)^(−)和Cl^(−)是金昌市主要的4种离子,分别占总离子的22.5%、17.1%、16.8%、12.1%.对水溶性离子做离子平衡分析表明:夏季、秋季和冬季阴阳离子的相关性较好,没有重要的离子缺失,春季较差,有重要阴离子缺失.PMF模型表明金昌市PM_(2.5)的主要污染源为燃烧源(生物质+燃煤)(30.5%)、土壤尘(24.6%)、二次无机气溶胶(26.0%)和机动车尾气(18.9%),HYSPLIT模型表明金昌市春季PM_(2.5)浓度受外来污染源输入影响较大,夏季、秋季和冬季应主要考虑本地排放的贡献.