大气颗粒物中环境持久性自由基的来源与转化机制

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基本信息

  • 批准号：
    21906165
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    杨莉莉
  • 依托单位：
    中国科学院生态环境研究中心
  • 学科分类：
    B0603.大气污染与控制化学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Environmentally persistent free radicals (EPFRs) is a new class of environmental pollutants and can cause DNA damage. The pollution characteristics and risks of EPFRs has attached widespread concern recently. However, there’s still no accurate qualitative method for EPFRs in environmental matrices until now. The studies on EPFR formation and transformation mechanism remains to be carried out. In this project, advanced analytical techniques including electron paramagnetic resonance and time of flight mass spectrometry were used for accurate qualitative method establishment of EPFRs. The pollution characteristics of EPFRs in particulate matters from different sources will be clarified. Formation mechanism of EPFRs from primary sources will be further studied. On the basis of analysis results on real particle samples, which explicated typical precursors of EPFRs, simulation experiments on the photo-induced EPFR formation and transformation processes will also be conducted in this project. Studies on the formation and transformation mechanism of EPFRs in the air can provide important information for clarifying their human risks and control.
环境持久性自由基（EPFRs）是一类新污染物，其环境污染特征和风险已引起广泛关注，大气颗粒物中的EPFRs能够进入人体，造成机体DNA损伤。目前国内外尚且没有对EPFRs准确定性的方法，对大气颗粒物中EPFRs的一次排放和二次生成机制的研究尚有待开展。本项目通过电子顺磁共振波谱和飞行时间质谱等多种分析技术的结合，建立大气颗粒物等环境介质中EPFRs的准确定性和定量方法，研究不同来源的颗粒物中EPFRs的污染特征，阐明一次排放对大气颗粒物中EPFRs的贡献。依据实际颗粒物样品分析的结果，明确EPFRs的典型芳烃类前驱体，开展实验室模拟研究，结合量子化学理论计算，明确典型芳烃前驱体在光/热作用下生成EPFRs的分子机制和影响因素，阐明大气中EPFRs的转化机制，为深入了解大气颗粒物中EPFRs的健康危害及其控制研究提供理论依据。

结项摘要

环境持久性自由基（Environmentally persistent free radicals, EPFRs）是一类新污染物，具有环境持久性和潜在毒性。目前EPFRs的环境污染特征和风险研究已成为环境科学领域的研究热点，然而尚有一些基础问题未解决，特别是关于环境中EPFRs的准确定性问题。对环境中EPFRs精细结构的鉴定是深入了解EPFRs的污染现状、来源及健康风险的先决条件，是目前EPFRs研究领域亟待解决的关键科学问题。目前对大气中EPFRs的来源、生成和转化机制的认识尚不清晰，而明确大气中EPFRs的来源和二次生成机制能够为EPFRs的控制提供支撑。本项目针对呈现出单峰的大气颗粒物电子顺磁共振谱图，基于谱图所示的g值和峰宽等信息，结合量子化学理论计算获得潜在自由基的理论谱图，建立了由下至上的 EPFRs 解析方法，实现了针对仅呈现出电子顺磁共振单峰的EPFRs解析；采用个体气溶胶暴露监测器，结合电子顺磁共振波谱，阐明了不同季节大气颗粒物中EPFRs的污染特征、重要来源和影响因素，并基于以上信息建立了大气中EPFRs浓度预测模型，为进一步评估大气中EFPRs的健康危害提供了技术支撑；通过电子顺磁共振原位反应技术，模拟大气中典型芳烃类前驱体的光/热化学反应过程，阐明了光/热反应过程中EPFRs的生成和转化机制，阐明了大气颗粒物表面金属化合物对EPFRs的催化机制及其稳定化作用机制，为大气中EPFRs的源头排放和二次生成的控制提供了重要信息。

项目成果

期刊论文数量（24）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
电弧炉炼钢多氯萘的排放及影响因素
  • DOI：
    10.1360/tb-2021-0410
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    科学通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨莉莉;申佳;刘国瑞;赵晓光;郑明辉
  • 通讯作者：
    郑明辉
Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) emissions from electric arc furnaces for steelmaking
炼钢电弧炉的多氯二苯并对二恶英和二苯并呋喃 (PCDD/F) 排放
  • DOI：
    10.1016/j.emcon.2020.08.005
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Emerging Contaminants
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Qiuting Yang;Lili Yang;Jia Shen;Yuanping Yang;Minxiang Wang;Xiaoyun Liu;Xuejing Shen;Changliang Li;Jia Xu;Fengfeng Li;Da Li;Guorui Liu;Minghui Zheng
  • 通讯作者：
    Minghui Zheng
Profiles, spatial distributions and inventory of brominated dioxin and furan emissions from secondary nonferrous smelting industries in China
中国二次有色冶炼行业溴化二恶英和呋喃排放概况、空间分布及清单
  • DOI：
    10.1016/j.jhazmat.2021.126415
  • 发表时间：
    2021-06-21
  • 期刊：
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Yang，Yuanping;Zheng，Minghui;Liu，Guorui
  • 通讯作者：
    Liu，Guorui
Critical influences of metal compounds on the formation and stabilization of environmentally persistent free radicals
金属化合物对环境持久性自由基的形成和稳定的关键影响
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2021.131666
  • 发表时间：
    2022-01-01
  • 期刊：
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Liu, Shuting;Liu, Guorui;Zheng, Minghui
  • 通讯作者：
    Zheng, Minghui
Synergetic promoting/inhibiting mechanisms of copper/calcium compounds in the formation of persistent organic pollutants and environmentally persistent free radicals from anthracene
铜/钙化合物对蒽形成持久性有机污染物和环境持久性自由基的协同促进/抑制机制
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2022.136102
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Bingcheng Lin;Lili Yang;Minghui Zheng;Linjun Qin;Shuting Liu;Yuxiang Sun;Changzhi Chen;Guorui Liu
  • 通讯作者：
    Guorui Liu

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  • 作者：
    邵帅;杨莉莉
  • 通讯作者：
    杨莉莉
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    杨莉莉
资源产业依赖如何影响经济发展效率?有条件资源诅咒假说的检验及解释
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  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    邵帅;范美婷;杨莉莉
  • 通讯作者：
    杨莉莉

其他文献

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再生金属冶炼过程中氯溴混合代二噁英的生成特征和自由基机制
  • 批准号：
    22376204
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    50 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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