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细颗粒物对小鼠骨量和骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

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卫生研究 2024年第1期53卷 88-94,101页

作者：田雨晴连强强胡云鹏王玉丹张浦燊田发明华北理工大学公共卫生学院唐山063210 河北医科大学骨科石家庄050000

目的观察细颗粒物(fine particulate matter,PM_(2.5))暴露对小鼠骨量、微观结构、生物力学性能以及小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化能力的影响。方法选取16只8周龄C57BL/6J小鼠,随机分为对照... 详细信息

目的观察细颗粒物(fine particulate matter,PM_(2.5))暴露对小鼠骨量、微观结构、生物力学性能以及小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化能力的影响。方法选取16只8周龄C57BL/6J小鼠,随机分为对照组(NS组)和PM_(2.5)染毒组(PM组),每组8只,NS组给予生理盐水,PM组给予14 mg/kg PM_(2.5)悬浊液,每次50μL,每3天气管灌注染毒一次。10周后处死,取小鼠肺部进行HE染色,左侧胫骨进行Micro CT检测,右侧胫骨进行HE染色,免疫组织化学染色检测I型胶原(collagen I,Col I)、骨保护素(osteoprotegerin,OPG)和核因子-κB受体激活因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)蛋白表达和抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)染色。取双侧股骨提取原代BMSCs,成骨诱导后进行碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色,茜素红染色,以及Real-time PCR检测骨钙素(osteocalcin,OCN)、ALP、OPG和RANKL mRNA的表达情况,并进行生物力学试验。结果与NS组相比,PM组小鼠肺泡结构破坏,并有大量炎症细胞聚集,提示PM_(2.5)染毒操作成功。Micro CT结果显示PM组小鼠松质骨密度(bone mineral density,BMD)和骨体积分数(bone volume/total volume,BV/TV)分别为(276.959±15.152)mg/cm3和0.208%±0.009%,NS组为(316.709±28.205)mg/cm3和0.236%±0.019%,PM组均低于NS组(P0.05)。胫骨HE染色结果显示,NS组骨小梁厚且致密均匀。PM组骨小梁纤细,数量减少,间距变宽,排列稀疏。PM组ColⅠ(0.023±0.009)和OPG(0.036±0.010)与NS组(0.079±0.007,0.059±0.012)相比表达增多,RANKL(0.036±0.006)与NS组(0.022±0.002)相比表达减少(P颗粒数量增多。小鼠BMSCs成骨诱导后实验结果显示,与NS组相比,PM组ALP阳性细胞数量减少,钙结节数量减少。PM组ALP、OCN和OPG mRNA(0.375±0.021,0.585±0.088,0.768±0.112)相对表达与NS组(1.001±0.043,1.006±0.132,1.002±0.086)相比明显减少,RANKL mRNA(1.278±0.118)相对表达相较于NS组(1.001±0.057)增多(P物力学实验结果显示,NS组最大挠度0.337±0.031 mm,PM组最大挠度0.258±0.041 mm,与NS组相比,PM组最大挠度明显下降(P0.05)。结论PM_(2.5)染毒10周即可影响小鼠骨骼健康,其机制可能与破骨活性增强,BMSCs的成骨分化能力受到抑制有关。

关键词：细颗粒物骨量成骨分化骨髓间充质干细胞

含表面活性剂溶液的雾化特性及对细颗粒物的强化去除效果

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化工进展 2024年第2期43卷 865-871页

作者：顾海林陈斌康郭佳琪冯洁简青山王进卿张光学中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

喷雾技术在气体净化、粉尘控制、化学合成等领域应用广泛,其中液滴尺寸控制及提高喷雾均匀性是该技术面临的挑战。为此,本文拟利用表面活性剂对水雾的雾化特性进行调控,以提高喷雾均匀性,并进一步探究其对细颗粒物去除的促进作用。本文... 详细信息

喷雾技术在气体净化、粉尘控制、化学合成等领域应用广泛,其中液滴尺寸控制及提高喷雾均匀性是该技术面临的挑战。为此,本文拟利用表面活性剂对水雾的雾化特性进行调控,以提高喷雾均匀性,并进一步探究其对细颗粒物去除的促进作用。本文采用实验研究,首先对三种不同性质表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、吐温80)溶液的雾化特性进行了分析,探究了表面活性剂的种类和浓度对于雾化特性的影响。结果表明,与去离子水相比,表面活性剂的加入可以显著提升喷雾的均匀性,喷雾总体粒径减小,并且非离子型表面活性剂吐温80雾化形成的小液滴数量占比最高。当表面活性剂溶液浓度达到临界胶束浓度(CMC)时,三种类型表面活性剂溶液的液滴数达到峰值,以此作为最佳雾化浓度。此外,通过喷雾去除细颗粒物实验表明,含表面活性剂溶液喷雾可以加快细颗粒物去除速率。

关键词：喷雾表面活性剂细颗粒物液滴粒径

喷雾耦合降温强化旋风分离器脱除细颗粒物的研究

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化工学报 2024年第2期75卷 584-592页

作者：陶明清慕明昊程滕王博兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室甘肃省细颗粒物污染控制技术与装备工程研究中心甘肃兰州730000

通过在冷凝换热器前耦合喷雾的方式,将雾化团聚和水汽相变团聚结合以提高旋风分离器对细颗粒物的脱除效果,用于湿式除尘器后近饱和高湿烟气的深度处理。通过开展实验室试验和某金属冶炼厂烟气旁路试验,考察了该技术对颗粒物的脱除特性... 详细信息

通过在冷凝换热器前耦合喷雾的方式,将雾化团聚和水汽相变团聚结合以提高旋风分离器对细颗粒物的脱除效果,用于湿式除尘器后近饱和高湿烟气的深度处理。通过开展实验室试验和某金属冶炼厂烟气旁路试验,考察了该技术对颗粒物的脱除特性。实验室研究结果表明,典型工况下喷雾耦合降温能够显著增强旋风分离器对颗粒物的脱除,比单独喷雾或降温具有更好的增强效果。提高喷雾量和换热器温降,细颗粒物脱除效率先升高后趋于稳定,在温降6℃、喷雾量0.046 L/m^(3)时达到最优脱除效果。烟气温度越高,湿度越接近饱和,细颗粒物脱除效率越高。工业烟气旁路试验表明,该系统适用于湿式除尘后的近饱和高湿烟气,且对波动工况的适应性强,当入口颗粒物浓度不超过2000 mg/m^(3)时,出口颗粒物浓度可保持在20 mg/m^(3)以内,平均脱除效率超过99.2%。

关键词：喷雾冷凝换热器水汽相变团聚旋风分离器细颗粒物

富马酸二甲酯通过Nrf2/HO-1信号通路缓解细颗粒物对雌性大鼠胎盘的氧化损伤

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第2期40卷 231-239页

作者：李江珂董恩恒张丰泉张俊强伍源新乡医学院公共卫生学院新乡市大气污染健康效应与干预重点实验室河南新乡453003

近年来,已有大量的流行病学调查证实,孕产妇暴露于PM_(2.5)可能导致妊娠并发症和不良妊娠结局的风险增加。本研究旨在探讨孕前PM_(2.5)暴露对大鼠胎盘的损伤及富马酸二甲酯(dimethyl fumarate,DMF)对其调控机制。40只6周龄SPF级雌性SD大... 详细信息

近年来,已有大量的流行病学调查证实,孕产妇暴露于PM_(2.5)可能导致妊娠并发症和不良妊娠结局的风险增加。本研究旨在探讨孕前PM_(2.5)暴露对大鼠胎盘的损伤及富马酸二甲酯(dimethyl fumarate,DMF)对其调控机制。40只6周龄SPF级雌性SD大鼠,随机分为对照组(生理盐水)、低剂量PM_(2.5)组(1.5 mg/kg PM_(2.5))、高剂量PM_(2.5)组(7.5 mg/kg PM_(2.5))、DMF对照组(生理盐水+50 mg/kg DMF)和DMF干预组(7.5 mg/kg PM_(2.5)+50 mg/kg DMF)。大鼠每2 d染毒1次,共持续40 d。经PM_(2.5)暴露后,高剂量PM_(2.5)组胎鼠数量、胎鼠平均体长、超氧化物歧化酶(SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC)、白细胞介素-10(IL-10)含量明显低于对照组(P<0.05);丙二醛(MDA)含量高于对照组(P<0.05);经DMF处理后,DMF干预组的T-AOC含量显著高于高剂量PM_(2.5)组(P<0.01),能够明显缓解PM_(2.5)诱导的氧化损伤作用。H&E染色结果显示,暴露组胎盘组织迷路区血细胞有不同程度的减少,高剂量PM_(2.5)组血管脉络不清晰,DMF干预组胎盘迷路区的血细胞明显增多,血管脉络清晰整齐。Western印迹结果显示,低剂量PM_(2.5)组和高剂量PM_(2.5)组核因子E2相关因子(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)蛋白质水平低于对照组(P<0.01),与高剂量PM_(2.5)组相比,DMF干预组的Nrf2、HO-1蛋白质含量明显增高(P<0.05)。综上所述,DMF可能通过Nrf2/HO-1信号通路缓解孕前PM_(2.5)对胎盘造成的氧化损伤,提高机体的抗氧化能力。

关键词：细颗粒物富马酸二甲酯胎盘氧化损伤

基于肺上皮细胞和交叉验证多模型识别大气细颗粒物中多环芳香类效应组分

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科学通报 2024年

作者：柳金明史咲頔钟沛文李艾霖邱兴华北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室和国家环境保护大气环境暴露与健康风险管理重点实验室

化学组成是大气细颗粒物(atmospheric fine particulate matter, PM2.5)健康危害的重要因素,但目前缺乏对于PM2.5效应组分尤其是复杂有机污染物的系统认识.效应导向是系统识别效应组分的关键策略,这亟需稳健可靠的筛选方法.研究针对2016... 详细信息

化学组成是大气细颗粒物(atmospheric fine particulate matter, PM2.5)健康危害的重要因素,但目前缺乏对于PM2.5效应组分尤其是复杂有机污染物的系统认识.效应导向是系统识别效应组分的关键策略,这亟需稳健可靠的筛选方法.研究针对2016～2018年北京PM2.5样品,采用人肺上皮细胞模型,以暴露后的活性氧和5种细胞因子为效应指标开展研究.针对有机组分间的多重共线性,组分与效应指标之间复杂的线性、非线性或交互关联,研究建立了以单污染物模型为基础、结合偏最小二乘回归和贝叶斯核机器回归的复合筛选策略,以兼容高维有机组分与细胞效应间的广义回归关联,从61种多环芳香组分识别出10种稳健的PM2.5效应组分,包括优先控制的高环多环芳烃（PAHs）和具有湾区结构的烷基PAHs,并从模型和效应层面交互验证,验证了复合筛选策略的模型稳定性、外延性及结果可靠性,降低假阳性的概率.本研究针对真实的PM2.5样品,在高维有机组分与效应的广义关联特征下,解决稳健筛选的难题,为科学识别PM2.5中关键效应组分提供了关键的模型方案.

关键词：细颗粒物有机组分筛选策略细胞效应效应导向分析

广东省“十四五”时期细颗粒物污染控制达标路径研究

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环境污染与防治 2024年第3期46卷 422-429页

作者：李聪李代超刘雪冰梁建琴谢晓苇许芳年曾展福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350002 福州大学数字中国研究院(福建) 福建福州350002 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 湖南地图出版社湖南长沙410007

针对广东省细颗粒物(PM_(2.5))污染问题,找到一条实现PM_(2.5)污染控制达标的路径对于广东省各级政府制定相关政策有着重要意义。首先利用广东省各地级市2010—2019年PM_(2.5)和社会经济指标数据构建了PM_(2.5)预测模型,然后面向2025年P... 详细信息

针对广东省细颗粒物(PM_(2.5))污染问题,找到一条实现PM_(2.5)污染控制达标的路径对于广东省各级政府制定相关政策有着重要意义。首先利用广东省各地级市2010—2019年PM_(2.5)和社会经济指标数据构建了PM_(2.5)预测模型,然后面向2025年PM_(2.5)污染控制达标,利用各地级市2019年的社会经济指标数据构建了顾及城市发展特征的差异化的城市PM_(2.5)污染治理情景,最后使用PM_(2.5)预测模型进行情景预测,从而得到广东省“十四五”时期PM_(2.5)污染控制达标路径。结果显示,到2025年,广东省21个地级市PM_(2.5)年均质量浓度都能达到22μg/m^(3)以下,实现《广东省生态环境保护“十四五”规划》的预期目标。基于达标路径,还提出了“十四五”时期各地级市PM_(2.5)污染治理的政策建议。

关键词：细颗粒物广东省达标路径 “十四五”

典型室内吸烟环境细颗粒物与黑碳动态变化及人群暴露特征

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生态毒理学报 2024年第2期19卷 324-332页

作者：杜伟崔占朋王金泽姜肃李珂欣朱子阳林楠昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650504 云南省土壤固碳与污染控制重点实验室昆明650500 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 上海交通大学医学院公共卫生学院上海200025

中国大多数城市尚未出台室内控烟法令,导致公共环境室内吸烟行为较为普遍,对室内空气质量和相关风险人群的健康造成了严重危害。目前仍缺乏研究表征吸烟引发的室内空气污染及其动态变化特征,阻碍了控烟政策的制定。本研究基于高时间分... 详细信息

中国大多数城市尚未出台室内控烟法令,导致公共环境室内吸烟行为较为普遍,对室内空气质量和相关风险人群的健康造成了严重危害。目前仍缺乏研究表征吸烟引发的室内空气污染及其动态变化特征,阻碍了控烟政策的制定。本研究基于高时间分辨率在线细颗粒物(PM_(2.5))和黑碳(BC)监测仪,结合相关风险人群暴露特征调研数据,探究了典型吸烟环境(棋牌室)的室内污染水平、动态变化特征、影响因素和吸烟导致的污染物排放强度及风险人群的额外暴露。结果表明棋牌室日均PM_(2.5)和BC浓度分别为(154±68.9)mg·L^(-1)和(3.7±1.4)mg·L^(-1),其中营业期间的浓度为非营业期间浓度的6.5倍和2.6倍。PM_(2.5)和BC浓度的室内外比值(I/O)分别为6.3和4.1,表明室内源排放是棋牌室空气污染的主要来源。吸烟可以迅速升高室内PM_(2.5)和BC浓度并产生浓度峰,峰值可达(502±111)mg·L^(-1)和(8.5±2.9)mg·L^(-1)。吸烟导致棋牌室PM_(2.5)和BC的排放强度分别为(332±218)mg·L^(-1)·min^(-1)和(3.2±1.8)mg·L^(-1)·min^(-1),风险人群因吸烟导致的日均PM_(2.5)和BC的额外暴露分别为74.5 mg·L^(-1)和0.67 mg·L^(-1),年均额外暴露分别为21.3 mg·L^(-1)和0.19 mg·L^(-1),表明室内吸烟引发的额外暴露会导致严重的健康风险。本研究为吸烟导致的室内空气污染提供了基础数据,研究结果可为控烟政策制定提供科学支撑。

关键词：细颗粒物黑碳吸烟室内空气额外暴露

基于化学团聚技术强化脱除细颗粒物的试验研究

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煤炭转化 2024年

作者：李天媛崔向峥马凤骁汪军林耿赛尹卫华骆自忠张军营华中科技大学煤燃烧与低碳利用全国重点实验室国能山西河曲发电有限公司武汉天空蓝环保科技有限公司国电长源汉川第一发电有限公司国家能源集团科学技术研究院有限公司武汉分公司

基于化学团聚技术，在国内某600 MW燃煤电站开展细颗粒物排放控制示范试验研究，旨在通过系统的采样测试探究化学团聚技术对PM2.5排放控制效果。基于固定污染源采样标准(ISO 23210—2009)开展现场采样测试，并通过样品表征方法对颗粒样... 详细信息

基于化学团聚技术，在国内某600 MW燃煤电站开展细颗粒物排放控制示范试验研究，旨在通过系统的采样测试探究化学团聚技术对PM2.5排放控制效果。基于固定污染源采样标准(ISO 23210—2009)开展现场采样测试，并通过样品表征方法对颗粒样品进行测试分析。研究表明：团聚剂喷射后ESP入口粉尘的平均粒径由57.3 μm增大至69.6 μm，平均粒径增大21.5%。团聚后，ESP入口PM1，PM2.5，PM10浓度分别减小至85.6 mg/m3，240.6 mg/m3，492.0 mg/m3，团聚效率分别为31.1%，33.1%，48.1%。飞灰粒径筛分结果表明，团聚后粒径在38 μm以下的飞灰占比由32.7%减小至9.2%，而粒径在38 μm～75 μm范围内的飞灰占比由29.7%增大至62.8%。最终，在团聚剂作用下，WFGD出口总粉尘浓度降低至1.09 mg/m3。综上，化学团聚技术对燃煤电站细颗粒物团聚效果显著，PM2.5脱除效率显著提升。

关键词：化学团聚细颗粒物脱除煤燃烧 600 MW燃煤电厂

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基于视觉的夜间细颗粒物浓度估计

仪器仪表学报 2024年

作者：翔云张凯华陈作辉宣琦滨江区浙工大网络空间安全创新研究院浙江工业大学网络空间安全研究院

基于视觉的细颗粒物浓度(PM2.5)估计技术依据成像时悬浮细颗粒物对光线散射和吸收的整体影响来评估其浓度。这类技术具备良好的普适性，可实时检测广阔区域。已有研究依赖大气光均匀且充足的日间场景，无法适用于缺乏大气光且光照不均... 详细信息

基于视觉的细颗粒物浓度(PM2.5)估计技术依据成像时悬浮细颗粒物对光线散射和吸收的整体影响来评估其浓度。这类技术具备良好的普适性，可实时检测广阔区域。已有研究依赖大气光均匀且充足的日间场景，无法适用于缺乏大气光且光照不均匀的夜间场景。本文提出首个基于视觉的夜间PM2.5浓度估计方法，通过图像处理捕获人造光源在不同散射方向的光强分布，并以此特征拟合浓度值。该方法创新地将人造光源及周边光晕区域视为夜晚雾霾信息的主要来源。由于夜间自然光照强度相对人造光源较低，其主导的区域往往趋于漆黑，导致日间雾霾信息的主要来源 (自然光照下像素颜色随着景深增加而逐渐接近“大气光/天空”颜色) 在夜间的作用相比光源处要小很多。该方法明显优于日间PM2.5估计方法，平均误差(MAE)为6.187μg/m3，决定系数(R2)为0.857，对比最新的端到端的神经网络方法在MAE和R2上分别有20.69%、13.36%的相对提升。

关键词：空气质量估计计算机视觉细颗粒物光晕夜间图像