第八届青年地学论坛

生物质燃烧是大气中有机气溶胶的重要来源，其主要形式，野火焚烧的发生率在近年来随着全球气候变暖正呈现逐步上升的趋势。然而，当前对于生物质燃烧有机气溶胶（Biomass Burning Organic Aerosol, BBOA）在大气老化过程中的动态健康效应缺乏系统性认知。本研究通过燃烧松树木材产生初次有机气溶胶，后续将其导入烟雾箱中进行大气OH自由基的非均相氧化实验用以模拟经过大气传输过程中的气溶胶老化。本项目对烟雾箱实验中气溶胶的动态变化设计了一系列在线、离线化学成分和健康效应分析。研究发现，伴随着大气氧化性老化的进行，由AMS和Orbitrap的质谱数据表明BBOA的氧化程度逐渐上升。氧化潜势（Oxidative Potential, OP）是衡量气溶胶释放活性氧物质（Reactive Oxygen Species, ROS）及潜在毒性的一个指标。通过采用OP^DTT和OP^DCFH对大气老化前后BBOA的健康效应进行分析发现，BBOA的氧化潜势在5-6小时大气氧化性老化后显著上升。并且，采用电子顺磁共振测得BBOA中的自由基总量也在老化过程后得到了显著提升。自由基的主要形式由以碳为中心的有机自由基（85%）转向了以氧为中心的有机自由基（76%）。进一步的细胞毒性实验结果显示，来自生物质燃烧的初次气溶胶和老化过后的气溶胶都能引发显著的细胞抗氧化性防御机制。综上，本研究通过结合气溶胶的化学成分变化和动态健康效应发现，短时间（5-6小时）的大气OH氧化性老化过程可以显著提升生物质气溶胶的ROS水平及健康效应。因此，经过大气短距离传输老化后的生物质气溶胶会比燃烧源直接排放的生物质气溶胶对人群健康产生更显著的负面效应。
 

烟雾箱,生物质燃烧气溶胶,大气老化,健康效应,氧化潜势