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随着城市化与工业化进程的加快，大气颗粒物已经成为中国城市空气的首要污染物。大量流行病学的调查研究已经证实，颗粒物长期暴露引起人的肺功能降低、呼吸道炎症和心血管疾病，甚至引发癌症。大气颗粒物的组成复杂，不但随其来源及粒径的不同而发生改变，而且直接影响颗粒物的健康效应，因此，研究不同来源、不同粒径颗粒物的组成成分与其细胞毒性之间的关系，将为合理控制大气颗粒物的污染排放及制定相关政策提供参考。 本研究中，通过采集北京市城区和辽宁鞍山钢铁厂的三种不同粒径的颗粒物PM1.0、PM1.0-2.5和PM2.5-10，分别对其无机元素组成、水溶性无机离子、有机碳/元素碳、内毒素含量进行了分析。结果显示，不同来源颗粒物的化学组成具有明显差异。钢铁厂的颗粒物金属组分明显高于城市颗粒物，尤其是Fe、Mn、Zn、Pb等。而SO42-、NO3-、NH4+等二次离子在城市颗粒物中的含量高于钢铁厂颗粒物。但是有机碳/无机碳组成与内毒素含量差异不明显;比较PM1.0、PM1.0-2.5和PM2.5-10，可以发现各成分在三种颗粒物上的分配模式不同，而同一成分的分配模式在不同来源的颗粒物上也有差异。如OC/EC比值与内毒素的含量均呈现PM1.0＜PM1.0-2.5＜ PM2.5-10的趋势。在城市颗粒物中，粒径越小的颗粒物上富集的Zn、Pb、Cu、As等污染元素越多，粒径越大的颗粒物上则是Ca、Na、Mg、Al等地壳元素较多。但是在钢铁厂颗粒物中，除了Al、Sr、Ba外，几乎所有的金属元都明显富集在粒径小的颗粒物上，这有力地证明了粒径越小的颗粒物受人为活动的影响越严重。 以人支气管上皮细胞(BEAS-2B)为模型，比较了北京城区三种粒径颗粒物PM1.0、 PM1.0-2.5和PM2.5-10的细胞毒性。研究发现，三种粒径的颗粒物均能引起细胞活力下降，诱导细胞凋亡，引起胞内活性氧自由基(ROS)水平上升以及炎症因子表达升高。其中粒径小的颗粒物PM1.0对细胞活力的影响和诱导ROS生成能力最强，而粒径大的颗粒物PM2.5-10促进炎症因子表达的能力大于粒径小的颗粒物。为了进一步揭示颗粒物组成对其细胞毒性的影响，以不同来源的三种粒径的颗粒物分别处理BEAS-2B细胞，检测细胞活力和ROS生成水平。并分别对细胞活力、ROS水平和各组分进行Pearson相关分析，发现Cd、As、Zn、Cl-、SO42-、NH4+、K+和EC与细胞活力呈负相关，Cu、Cs、Zn、Pb、As、Cd、Cr、Mn、Fe、Ni、K、Na、Cl-、K+和Na+与胞内ROS水平呈正相关性。加入金属螯合剂DFO处理，细胞活力显著回复，ROS生成水平显著下降。结果表明金属元素是影响颗粒物毒性的主要因素。