【摘 要】
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自然界中砷主要以As(Ⅲ)和As(V)两种价态存在,分布于大气、水、土壤等环境中,其存在形态与相应的生态毒性有直接关系。大气中的砷污染要比水和表层土壤复杂,相对后两者而言,
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自然界中砷主要以As(Ⅲ)和As(V)两种价态存在,分布于大气、水、土壤等环境中,其存在形态与相应的生态毒性有直接关系。大气中的砷污染要比水和表层土壤复杂,相对后两者而言,人们对大气PM2.5中的光化学行为尚缺乏深入地认识。这是因为进入大气的砷通常会吸附于流动的小粒径颗粒中,易受气候因素、工业活动甚至太阳光辐射的影响,如何理解该动态系统中砷的环境行为成为评估其健康风险的关键。本论文选取中国北方典型煤烟污染城市,对大气PM2.5中不同价态砷含量的昼夜分布进行调查和统计分析,发现As(V)/As(Ⅲ)比例日间高于夜间,总砷浓度越高这种昼夜差异越明显;在冬季颗粒物常见的金属污染物中,筛选出铁、钛、锌三种典型的金属氧化物与砷形态差异显著相关,实验证实金属氧化物介导产生的超氧自由基是导致As(Ⅲ)光转化的主要原因。流行病学研究表明砷暴露与糖尿病的发生存在密切联系。本研究亦发现PM2.5中砷的光化学行为可能导致其对HepG2细胞氧化损伤及葡萄糖代谢发生变化:随着As(Ⅲ)转化为As(V),大气砷的这种光化学转化会减弱其对细胞的氧化损伤效应,增加细胞葡萄糖摄取量和糖原合成量,同时与葡萄糖代谢有关的PI3K/AKT信号通路关键基因表达逐渐恢复。这一研究表明,受典型金属氧化物影响,燃煤区冬季PM2.5中砷的光化学行为可减弱其对细胞抗氧化防御体系和糖代谢的不利影响。
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