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Nature: 大气环境健康团队合作发展出PM2.5健康效应的应对方案

发布时间:2025-07-10  浏览次数:10


大气细颗粒物(PM2.5)污染是全球人群健康的首位威胁因素,而目前空气污染治理政策以降低PM2.5质量浓度为导向,忽视了PM2.5因来源和化学组成不同而导致的毒性差异。因此,探究人为源排放PM2.5的毒性效应、明确PM2.5毒性的来源、关键组分及作用机制,对于环境治理具有重要科学意义。

针对这一难题,人妻色情 大气环境健康团队与清华大学环境学院合作,基于我国21个省份368个典型人为源排放PM2.5现场测试、化学指纹分析、细胞毒性拆解、大气暴露模式等多学科方法的综合研究,阐明人为源排放PM2.5毒性效应及其成因,率先发展了人为源排放PM2.5的毒性谱,量化了中国PM2.5毒性的来源、时空分布及变化趋势,提出了以削减毒性风险为导向的、因地制宜的空气污染精准防控新策略。

该研究揭示出不同来源PM2.5毒性效应差异可高达数十倍,其中民用固体燃料燃烧排放的PM2.5毒性最高,其次是船舶、冶金工业、刹车片磨损、柴油车、汽油车、水泥厂和电厂(图1);阐明了上述毒性差异主要由PM2.5中关键毒性组分(如多环芳烃和毒性金属)决定,而后者又取决于原材料/燃料和工艺/污染控制技术等因素;进一步结合大气污染物排放清单,建立了我国首个大气PM2.5排放毒性清单;发现2005年以来中国工业源减排对于PM2.5质量减排的贡献最大,而基于毒性调控的排放削减主要来自于民用固体燃料燃烧源(约80%);通过融合大气传输模型与人群暴露风险评估,量化出我国不同地区一次PM2.5人群毒性暴露风险;发现胡焕庸线以东区域,工业密集、人口集中,PM2.5毒性与浓度的叠加效应显著,成为健康风险最高的地区(图2)。


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图1. 主要人为源排放PM2.5的活性氧水平(ROS,归一化到火力发电行业)

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图2. 2021年我国源排放PM2.5毒性系数(a)、人群毒性暴露风险(b)和区域大气排放源PM2.5质量浓度与健康效应贡献(c)

研究采用多学科交叉的方式,为“细颗粒物的非等效毒性”这一科学问题提供了新的证据和思路。研究成果为推动PM2.5污染治理从“质量浓度控制”向“毒性风险控制”转变提供了科学支撑,也为全球空气污染治理和人群健康保障方面提供了理论依据。

该研究成果以“中国细颗粒物排放毒性控制”(Control of toxicity of fine particulate matter emissions in China)为题,于7月9日以Article形式在线发表在《自然》(Nature)杂志上,论文链接为://www.nature.com/articles/s41586-025-09158-w。论文通讯作者为清华大学教授王书肖和人妻色情 教授李庆,共同第一作者为南京大学助理教授郑昊天和人妻色情 副研究员吴菂。论文合作者包括人妻色情 教授陈建民和阚海东、博士生陈秀和刘昱喆,清华大学教授郝吉明和贺克斌院士、教授蒋靖坤、副教授赵斌和纪思翰、副研究员吴清茹、博士后董赵鑫、博士生李胜悦和孙奕生,香港理工大学教授李向东和助理教授金灵,中科院生态中心研究员贺泓院士和刘倩,中科院化学所赵进才院士和研究员陈春城,美国健康效应研究所Aaron Cohen博士,北京师范大学教授田贺忠,麦吉尔大学教授Scott Weichenthal。

该合作团队多年来在大气环境健康领域深耕,取得一系列的高水平研究成果,包括2022年以“基于毒性效应调控的大气污染控制:固体燃料燃烧”(Toxic potency-adjusted control of air pollution for solid fuel combustion)为题发表在Nature Energy(//www.nature.com/articles/s41560-021-00951-1)上,2023年以“基于工业源气溶胶毒性效应实现以健康为导向的大气污染控制”(Achieving health-oriented air pollution control requires integrating unequal toxicities of industrial particles)为题发表在Nature Communications(//www.nature.com/articles/s41467-023-42089-6)上。

大气环境健康团队通过汇聚融合环境、燃烧、大气科学、分析化学、生命科学等多学科知识和方法,探索大气防治和公共健康领域的关键科学问题及解决方法。研究团队长期招聘博士后研究人员,欢迎不同学术背景的青年人才联系(李庆:[email protected])。