科技日報記者 李禾

記者29日從北京大學環(huán)境科學與工程學院要茂盛教授團隊獲悉，研究團隊研發(fā)了空氣毒性活體監(jiān)測系統(tǒng)（簡稱ATMS），實現(xiàn)了對空氣污染健康效應的原位、實時、在線監(jiān)測。該研究在國內(nèi)外首次實現(xiàn)利用活體大鼠呼出氣標志物，實時在線監(jiān)測大氣污染健康效應，為研究空氣污染健康效應開啟了新范式。研究成果已發(fā)表在國際學術期刊《環(huán)境科學與技術》上。

大鼠與人類都呼吸著地球上的空氣，因此通過監(jiān)測大鼠呼出氣體中的生物標志物的變化，可反演空氣污染程度，從而判斷對人類健康的影響。研究團隊通過集成活體大鼠、大鼠呼出氣標志物實時監(jiān)測陣列、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸與顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)大氣污染健康效應的實時探測與顯示。

要茂盛說，目前研究空氣污染健康效應的方法通常采用離線技術，如血液注射或富集后再氣溶膠化吸入暴露，這需要進行煩瑣、有創(chuàng)的組織或血液取樣分析，限制了對真實環(huán)境中空氣污染健康危害的精準、具有時效性的評估和預警。ATMS的研發(fā)，不僅建立了空氣污染健康效應實時監(jiān)測的新方法，更在多個污染水平不同城市開展大規(guī)模應用。該技術體系有望為優(yōu)化空氣污染控制策略和公眾健康防護提供技術支撐，可推廣用于大范圍日常監(jiān)測，彌補現(xiàn)有監(jiān)測體系對健康效應關注的不足。

研究團隊通過與內(nèi)蒙古、山西、河南、四川、浙江等地的高校和科研院所合作，于2023年冬季、2024年春季分別在我國7個城市和13個城市部署了該套系統(tǒng)，并系統(tǒng)開展了24小時全天候大氣污染健康效應實時無人值守監(jiān)測，時間分辨率為3秒。通過監(jiān)測大鼠呼出氣中的揮發(fā)性有機物、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、硫化氫、過氧化氫、氧氣、氨氣等8種標志物，再結合人工智能方法等，實現(xiàn)了對上述城市空氣健康效應的實時監(jiān)測和評估。

北京大學環(huán)境科學與工程學院博士生朱晨宇說，研究發(fā)現(xiàn)不同城市、不同季節(jié)相同質(zhì)量濃度的細顆粒物（PM2.5）、粗顆粒物（PM2.5-10）、臭氧，對大鼠呼出氣中炎癥和氧化應激標志物的影響存在明顯差異，這提示了顆粒物來源以及季節(jié)對健康效應的重要影響，同時說明真實環(huán)境中顆粒物與臭氧間存在協(xié)同健康效應。

（受訪者供圖）