蘭州市大氣細(xì)顆粒物的毒理學(xué)及對人群健康影響的研究.pdf

1、目的：(1)監(jiān)測蘭州市污染性質(zhì)和程度不同四區(qū)大氣污染物PM2.5及SO<,2>、NO<,2>、O<,3>日平均濃度，分析PM2.5中部分金屬元素含量，以了解蘭州2005年采暖關(guān)鍵期大氣污染現(xiàn)狀； (2)探討蘭州市大氣污染性質(zhì)不同區(qū)PM2.5對大鼠肺泡上皮細(xì)胞、肺巨噬細(xì)胞和靜脈血中性粒細(xì)胞的急性毒性損傷作用；(3)探討蘭州市空氣污染對人群健康的影響，篩選主要影響因素。 方法：(1)于2005-2006年采暖關(guān)鍵期(2005．12．

2、15-2006．02．15)選擇蘭州市大氣污染性質(zhì)和程度不同的四個區(qū)(西固區(qū)為工業(yè)區(qū)、鐵路局為居民混合區(qū)、草場街為交通區(qū)、榆中夏官營為相對清潔區(qū))，對各區(qū)大氣污染物(PM2.5、SO<,2>、NO<,2>、O<,3>)均進(jìn)行為期15天的日平均濃度監(jiān)測；并分析大氣中PM2.5的金屬元素含量。(2)將采集到的PM2.5收集、處理并配制成濃度分別為1.5、7.5、37.5mg/ml的混懸液，選擇Wistar大鼠84只，隨機(jī)分為四個污染區(qū)組、每

3、區(qū)組3個劑量組，經(jīng)氣管切開灌注法用PM2．5混懸液對動物染毒，染毒后12h、24h、48h分批處死，運(yùn)用單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)觀察不同分區(qū)及不同時段大鼠肺泡上皮細(xì)胞DNA損傷情況，用細(xì)胞凋亡檢測試劑盒分析24h時肺上皮細(xì)胞細(xì)胞凋亡狀況，用吞噬功能實驗觀察不同分區(qū)及不同時段肺巨噬細(xì)胞和血中性粒細(xì)胞的吞菌和殺菌功能變化。(3)于2005年采暖期選擇蘭州市大氣污染程度不同三個區(qū)，整群抽樣選擇8～18歲共計約1300名學(xué)生為研究對象，以面詢式調(diào)查問

4、卷進(jìn)行呼吸系統(tǒng)疾病和癥狀及其影響因素回顧性調(diào)查、肺功能指標(biāo)測定，并從中隨機(jī)抽取約530名學(xué)生進(jìn)行唾液溶菌酶含量測定。 結(jié)果：(1)蘭州市2005年采暖期大氣污染現(xiàn)況監(jiān)測結(jié)果：①四個區(qū)污染水平經(jīng)大氣環(huán)境質(zhì)量指數(shù)評價表現(xiàn)為西固區(qū)(工業(yè)區(qū))>鐵路局(居民混合區(qū))>草場街(交通區(qū))>夏官營(相對清潔區(qū))，西固工業(yè)區(qū)和鐵路局混合區(qū)PM2．5日平均濃度皆高于美國制定的PM2.5日均值標(biāo)準(zhǔn)(PM2.5≤0.065mg/m<'3>)；西固工業(yè)區(qū)

5、NO<,2>日平均濃度超過GB3095-96的二級標(biāo)準(zhǔn)，SO<,2>日均值接近GB3095-96二級標(biāo)準(zhǔn)限值；②顆粒物金屬元素質(zhì)量濃度由高至低為：Fe>Mn>Pb>Ni>Cd，四個區(qū)PM2.5所含五種元素皆表現(xiàn)為西固區(qū)(工業(yè)區(qū))>鐵路局(居民混合區(qū))>草場街(交通區(qū))>夏官營(相對清潔區(qū))。 (2)大氣PM2.5毒理學(xué)研究結(jié)果：①大鼠肺上皮細(xì)胞電泳DNA損傷拖尾長度、肺上皮細(xì)胞凋亡及壞死率皆表現(xiàn)為隨PM2．5染毒劑量及污染地區(qū)污

6、染程度加重而增加的趨勢，呈現(xiàn)劑量．效應(yīng)關(guān)系(p<0.05)；PM2.5對大鼠肺泡上皮細(xì)胞 DNA的急性損傷程度表現(xiàn)為：12h>24h>48h，大鼠肺上皮細(xì)胞與PM2.5接觸時間越短DNA損傷越明顯。當(dāng)劑量達(dá)到37.5mg/ml時大鼠肺上皮細(xì)胞凋亡和壞死程度依不同分區(qū)引起的細(xì)胞損傷開始有所區(qū)別(p<0.05)。②大鼠肺泡巨噬細(xì)胞及靜脈血中性粒細(xì)胞吞噬白色念珠菌功能實驗顯示：肺巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞吞菌和殺菌能力與PM2.5染毒劑量存在顯著的

7、劑量．效應(yīng)關(guān)系(p<0.05)，但經(jīng)顆粒物來源及急性損傷時間段均不同條件下的交互比較，肺巨噬細(xì)胞和血中性粒細(xì)胞吞噬、殺菌能力差異無統(tǒng)計學(xué)意義，對細(xì)菌的吞殺功能未見與分區(qū)及急性損傷時間有關(guān)。 (3)空氣污染對人群健康影響的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果：①2005年采暖期人群咳嗽及咳痰、噴嚏及流涕癥狀發(fā)生率及上呼吸道感染發(fā)生率均表現(xiàn)為西固區(qū)(工業(yè)區(qū))>鐵路局(居民混合區(qū))>夏官營(相對清潔區(qū))(p<0.05)；非條件Logistic回歸分析得引

8、起呼吸道不適癥狀和發(fā)病的主要因素有大氣污染、吸煙、室內(nèi)空氣污染，呈顯著正相關(guān)。②青少年各項肺功能指標(biāo)均表現(xiàn)為西固區(qū)(工業(yè)區(qū))<鐵路局(居民混合區(qū))<夏官營(相對清潔區(qū))，大氣污染主要造成肺通氣功能阻塞性障礙，年齡越小損傷越大并表現(xiàn)出長期慢性的影響過程；偏相關(guān)性分析得FVC與PM2.5、SO<,2>、NO<,2>的日平均濃度間呈顯著負(fù)相關(guān)，隨青春期發(fā)育推進(jìn)，污染程度越嚴(yán)重對肺功能負(fù)面影響越大。③控制混雜因素后青少年唾液溶菌酶含量測定顯示西

9、固區(qū)(工業(yè)區(qū))<鐵路局(居民混合區(qū))<夏官營(相對清潔區(qū))(p<0.05)，溶菌酶水平與性別及青春期發(fā)育無關(guān)，與大氣環(huán)境質(zhì)量有關(guān)；多元線形回歸分析得溶菌酶水平與SO<,2>、NO<,2>日均濃度及室內(nèi)排煙設(shè)備間呈顯著負(fù)相關(guān)，隨青春期發(fā)育推進(jìn)相關(guān)性增加。 結(jié)論：(1)2005年采暖關(guān)鍵期蘭州市四個區(qū)大氣污染水平現(xiàn)況監(jiān)測表現(xiàn)為西固區(qū)(工業(yè)區(qū))>鐵路局(居民混合區(qū))>草場街(交通區(qū))>夏官營(相對清潔區(qū))，蘭州大氣污染程度仍較嚴(yán)重。

10、 (2) 不同污染區(qū)、不同染毒劑量的 PM2.5對大鼠經(jīng)不同染毒時間的處理，肺泡上皮細(xì)胞、肺巨噬細(xì)胞和血中性粒細(xì)胞均產(chǎn)生了急性損傷作用，有劑量．效應(yīng)關(guān)系。大鼠肺上皮細(xì)胞DNA急性損傷程度隨染毒時間延長而減弱。高染毒劑量大鼠肺上皮細(xì)胞凋亡及壞死因顆粒物不同來源其差異開始有所區(qū)別。而肺巨噬細(xì)胞和靜脈血中性粒細(xì)胞吞菌、殺菌能力未見因顆粒物來源不同及急性損傷的時段不同而受到影響。 (3) 蘭州空氣污染對青春期發(fā)育前后中小學(xué)生局部非