珠三角不同微环境大气颗粒物中持久性有机污染物的污染、生物有效性和毒性

China’s rapid economic development causes serious environmental pollution. Both persistent organic pollutants and air pollution are of great concerns because of the large energy consumption and a variety of chemicals used or produced in/by industry in China. In the present project, we aim 1) to investigate the occurrence of various POPs in particulate matter (PM) in the air of different “microenvironments” of the Pearl River Delta (PRD) region (including residential, industrial, commercial, e-waste recycling, rural environments etc.); 2) to measure the bioaccessibilities of POPs in the PM and to understand the influence of properties of PM on them; 3) to assess the toxicities of organic extracts of the PM using in vitro approaches (cytotoxic, mutagenic and genotoxic effects, and dioxin-like activity) and to explore the role of the associated POPs. This project is helpful to synthetically understand the adverse effects and health risks of PM and associated POPs for humans in different environments in the PRD, on the baisis of POP concentrations, bioaccessibilities, and toxicities.

我国经济的快速发展、能源的大量消耗以及工业和生活活动造成我国大气污染以及一些有机污染物污染的严峻性。本项目旨在调查珠三角地区不同“微环境”（居民、工业、商业、电子垃圾、农村等）、不同季节中大气颗粒物中持久性有机污染物（POPs）的污染特征，重点研究不同环境（包括空间的和时间的）下的颗粒物性质的差异和对POPs生物可利用性的影响，以及通过体外实验（细胞毒性检测、遗传毒性检测、以及二恶英活性检测等），对不同环境中颗粒物有机提取物的毒性进行评价，并分析毒性与POPs的含量的关系，认识其中POPs的重要性。最后，基于大气中污染物的浓度、生物可利用性、以及毒性，综合评价和认识珠三角不同区域人群的暴露大气有机污染物的危害和风险。

项目围绕珠三角不同区域大气颗粒物中主要 POPs 的污染特征、城市不同功能区大气颗粒物中 POPs 的生物可利用性及毒性开展研究，取得的主要进展有（1）探明了珠三角城市地区、电子垃圾拆解区、森林背景区和城市不同功能区大气总悬浮颗粒物（TSP）和细颗粒物（PM2.5）中多环芳烃（PAHs）、卤代阻燃剂（HFRs）和有机磷系阻燃剂（OPFRs）的浓度水平、组成特征和季节变化，分析了POPs与OC、EC、水溶性无机离子（WSIs）的相关关系，揭示了POPs的来源和排放特征。（2）探讨了胃蛋白酶活性、胰酶类型及活性、胆汁盐浓度及类型等影响因素对大气颗粒物中POPs在消化道中生物可利用性的影响，探究了滞留时间、模拟液组成等因素对POPs经呼吸道途径生物可利用性的影响，确立合理的模型参数。发现有机磷阻燃剂在模拟肺液中的降解现象并阐述降解的内在机理。获得了珠三角城市区典型环境大气颗粒物中PAHs、HFRs和OPFRs在消化道和肺模拟体系中的生物可获得性参数，揭示了颗粒粒径、有机质组成（EC、OC）和化合物性质（Log Kow值）等因素对POPs生物可利用性的影响。（3）研究了不同工业/商业活动相关环境的大气颗粒物的细胞毒性，揭示了不同粒径大气颗粒物对人体的细胞毒性；通过与颗粒物的有机和无机组分的相关性分析，发现多环芳烃、少数有机磷阻燃剂、水溶性离子和EC对细胞毒性效应影响较大，BFRs和大部分OPFRs对A549细胞的直接损害较弱。研究揭示机械制造、皮革生产行业和垃圾火力发电厂周边的大气颗粒物具有较高的A549细胞毒性。项目的研究成果对综合评价和认识珠三角不同区域人群的暴露大气有机污染物的危害和风险提供科学依据。