汽車尾氣中含鉑顆粒物的毒性研究.pdf

1、隨著越來越多配有三元催化轉(zhuǎn)換器的汽車在世界范圍內(nèi)生產(chǎn)、銷售、使用，其釋放出的含鉑顆粒物的健康影響逐漸引起人們的關(guān)注。在我國，自2004年7月1日起在全國范圍內(nèi)開始實(shí)施相當(dāng)于歐洲II號標(biāo)準(zhǔn)的國家機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)第二階段限值(簡稱國2標(biāo)準(zhǔn))，使尾氣排放符合這一標(biāo)準(zhǔn)的主要措施是為汽車安裝尾氣凈化裝置，即三元催化轉(zhuǎn)換器。通過三元催化轉(zhuǎn)換器將尾氣中的有害氣體催化為無害的氣體，使尾氣得以凈化。但在凈化尾氣同時(shí)，由于高溫、化學(xué)反應(yīng)、機(jī)械摩擦等原因

2、，作為催化劑的鉑會附著于尾氣顆粒物排放出來，形成一種新的尾氣顆粒物一一含鉑顆粒物。三元催化轉(zhuǎn)換器的使用能夠大大降低尾氣中多環(huán)芳烴的含量，但催化劑鉑又隨之排出，因此，配有三元催化轉(zhuǎn)換器的機(jī)動車尾氣中含鉑顆粒物其理化性質(zhì)如何，是否會對人體產(chǎn)生一定的健康影響，以及這種尾氣顆粒物相對于傳統(tǒng)車型(即未配有三元催化轉(zhuǎn)換器的機(jī)動車1的尾氣顆粒物(即非含鉑顆粒物)對人體健康影響是否有所改變，是十分值得關(guān)注的。 本課題分別收集配有三元催化轉(zhuǎn)換器的

3、汽車尾氣中含鉑顆粒物及未配有三元催化轉(zhuǎn)換器的汽車尾氣中非含鉑顆粒物，應(yīng)用掃描電鏡(SEM)、等離子質(zhì)譜(ICP-MS)及氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)技術(shù)對含鉑顆粒物的粒徑大小、形態(tài)、金屬元素含量和兩種顆粒物的鉑含量及有機(jī)物種類進(jìn)行觀察分析；并采用整體動物試驗(yàn)和體外試驗(yàn)對兩種顆粒物的急性呼吸系統(tǒng)損傷和致突變性進(jìn)行分析比較。 對汽車尾氣含鉑顆粒物表面特征及化學(xué)組分檢測分析結(jié)果表明，含鉑顆粒物中含有大量的硅和鋁，平均濃度分別為30．88

4、％和23．71％；≤2μm的顆粒物占64％，顆粒物顏色為深褐色或黑色。電鏡下觀察顆粒物形狀不規(guī)則，表面較粗糙。汽車尾氣含鉑顆粒物中鉑含量為280±1ng/g，汽車尾氣中非含鉑顆粒物中平均鉑含量為3．68±0．10ng/g，大氣顆粒物(人民廣場)中平均鉑含量為27±0．5ng/g。尾氣中含鉑顆粒物的含鉑量比大氣顆粒物的含鉑量高近10倍，較未配備三元催化轉(zhuǎn)換器的汽車尾氣顆粒物的含鉑量高近75倍。汽車尾氣含鉑顆粒物和非含鉑顆粒物均檢出多種化學(xué)

5、物質(zhì)。檢出的有機(jī)物包括烷、醇、醛、酸、酮、炔、烯、酚、酰胺、酯、雜環(huán)化合物及多環(huán)芳烴(PAHs，包括芘、熒蒽、萘、菲、蒽等)類物質(zhì)。兩種樣品相比，非含鉑顆粒物所含有機(jī)化合物種類及含量均多于含鉑顆粒物。 采用整體動物試驗(yàn)分析比較汽車尾氣中含鉑顆粒物與非含鉑顆粒物的急性呼吸系統(tǒng)毒性及腎毒性。將12周齡雄性Wistar大鼠48只，隨機(jī)分成8組，其中含鉑和非含鉑顆粒物染毒濃度各3組，氣管滴注顆粒物懸浮液1．6、8．0、40．0mg/kg

6、bw，另設(shè)生理鹽水對照組和空白對照組，每天染毒一次，連續(xù)染毒3d。最后一次染毒結(jié)束后，將大鼠放入代謝籠中，收集24h尿液。 最后一次染毒結(jié)束24h后，處死大鼠，收集肺灌洗液，計(jì)算肺灌洗液中各類白細(xì)胞百分比，測定灌洗液中乳酸脫氫酶(LDH)、酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(AKP)、唾液酸(NA)、白蛋白(ALB)、總蛋白(TP)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)等細(xì)胞毒性及氧化損傷指標(biāo)，計(jì)算兩種顆粒物的毒性指數(shù)。提取

7、肺組織中RNA，采用RT-PCR的方法分析細(xì)胞因子IL-1β、MIP．2、TNT-a的mRNA表達(dá)，并進(jìn)行比較。兩種顆粒物的中、高濃度染毒組大鼠肺灌洗液中細(xì)胞毒性指標(biāo)及細(xì)胞氧化損傷情況均較對照組的有不同程度的升高，呈一定的劑量反應(yīng)關(guān)系；同時(shí)非含鉑顆粒物的各指標(biāo)變化程度大于含鉑顆粒物；非含鉑顆粒物的毒性指數(shù)大于含鉑顆粒物。說明汽車尾氣中非含鉑顆粒物的急性肺毒性大于含鉑顆粒物，這可能是由于較強(qiáng)的炎癥刺激和氧化損傷能力造成的。 兩種顆

8、粒物染毒后，大鼠尿液中各指標(biāo)及腎臟病理均未見明顯改變，說明急性染毒未能造成腎臟損傷。 采用體外試驗(yàn)分析比較汽車尾氣中含鉑顆粒物與非含鉑顆粒物的遺傳毒性。將人肺II型上皮細(xì)胞株(A549)暴露于兩種顆粒物混懸液，染毒24h后，運(yùn)用MTT、CCK-8方法測定細(xì)胞存活率，運(yùn)用體外微核試驗(yàn)和彗星試驗(yàn)分析其致突變性。并用casp軟件分析彗星細(xì)胞尾長及尾矩，評價(jià)DNA損傷程度。 隨著染毒濃度上升，A549細(xì)胞存活率逐漸下降，存在劑量

9、反應(yīng)關(guān)系。體外微核試驗(yàn)中，兩種顆粒物均可以誘導(dǎo)染色體損傷，且非含鉑顆粒物誘導(dǎo)A549細(xì)胞的染色體損傷大于含鉑顆粒物。彗星試驗(yàn)中，兩種尾氣顆粒物均能夠誘導(dǎo)A549細(xì)胞DNA斷裂，而相同濃度下的非含鉑顆粒物誘導(dǎo)A549細(xì)胞形成彗星細(xì)胞率及彗星細(xì)胞平均尾長、尾矩均大于含鉑顆粒物。故配有三元催化轉(zhuǎn)換器汽車尾氣中的含鉑顆粒物的遺傳毒性較未配有三元催化轉(zhuǎn)換器汽車尾氣中的非含鉑顆粒物小。 使用三元催化轉(zhuǎn)換器后，汽車尾氣顆粒物的有機(jī)化合物特別是