科普｜大鼠如何成為空氣污染“監(jiān)測(cè)器”

2024-03-04 09:37 作者：彭茜新華網(wǎng) 責(zé)任編輯：陳瑋

摘要：空氣污染是當(dāng)代社會(huì)人類健康的重大威脅之一。大鼠與人類都呼吸著地球上的空氣，因此通過監(jiān)測(cè)大鼠呼出氣中的生物標(biāo)志物的變化，可反演空氣污染程度，從而判斷對(duì)人類健康的影響。

新華社北京3月3日電（記者彭茜）空氣污染是當(dāng)代社會(huì)人類健康的重大威脅之一。一項(xiàng)新研究將大鼠打造為大氣污染“監(jiān)測(cè)器”，在大鼠的一呼一吸間，空氣污染對(duì)健康的危害程度得到實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。研究成果近期已發(fā)表在美國(guó)《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》月刊上。

空氣中的細(xì)顆粒物（PM2.5）、臭氧、生物氣溶膠等污染物對(duì)人類健康影響巨大，可能引發(fā)炎癥、呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病等。研究空氣污染的健康效應(yīng)，通常需要基于血液和組織的毒理學(xué)分析，有創(chuàng)傷且無法提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授要茂盛團(tuán)隊(duì)研發(fā)了基于大鼠活體實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)空氣污染健康效應(yīng)的系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)方法，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)在線、成本更低，且簡(jiǎn)便無創(chuàng)傷。

大鼠與人類都呼吸著地球上的空氣，因此通過監(jiān)測(cè)大鼠呼出氣中的生物標(biāo)志物的變化，可反演空氣污染程度，從而判斷對(duì)人類健康的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大鼠暴露于空氣污染后，呼出氣中的多種標(biāo)志物發(fā)生了顯著改變。當(dāng)空氣中PM2.5較高時(shí)，大鼠呼出氣中的一氧化碳、一氧化氮、正丙醇等相對(duì)水平升高；而當(dāng)空氣中臭氧濃度升高，呼出氣中的一氧化氮、硫化氫、庚醛等相對(duì)水平上升。

“這些標(biāo)志物上升，代表了大鼠健康受到不同程度損害，比如炎癥和氧化損傷，對(duì)肝和腎的影響等。”要茂盛接受新華社記者采訪時(shí)說，污染物濃度越高，呼出氣標(biāo)志物變化越大。相比之下，大鼠呼吸潔凈空氣時(shí)呼出氣標(biāo)志物改變不顯著。

研究團(tuán)隊(duì)據(jù)此構(gòu)建了一個(gè)空氣污染健康效應(yīng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過集成活體大鼠、大鼠呼出氣標(biāo)志物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)陣列、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大氣污染健康效應(yīng)的實(shí)時(shí)探測(cè)與顯示。要茂盛介紹，該系統(tǒng)可以對(duì)真實(shí)環(huán)境中空氣污染健康危害進(jìn)行更精準(zhǔn)、更具時(shí)效、更多維度的評(píng)估和預(yù)警。

要茂盛說，目前該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已在北京、南京、西安、鄭州等全國(guó)12個(gè)主要城市部署，形成了一張大氣污染健康效應(yīng)實(shí)時(shí)“地圖”。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)到不同城市24小時(shí)的大氣污染健康效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染事件的快速預(yù)警和不同地區(qū)空氣毒性差異的有效區(qū)分，有助于對(duì)大氣污染進(jìn)行精準(zhǔn)防控。

關(guān)鍵詞：大鼠,空氣污染,監(jiān)測(cè)器,正丙醇,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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