6大主題共論汞等大氣污染物監測與評估

　　分析測試百科網訊 2019年12月4日，由中國科學院高能物理研究所多科學研究中心環境安全與健康分中心，中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室、霧霾健康效應與防護北京市重點實驗室、國家環境保護汞污染防治工程技術中心等主辦的“2019汞等大氣污染物監測與評估研討會”在中國科學院高能物理研究所隆重舉行。本次會議旨在推動我國大氣污染物，特別是汞及霧霾等監測與評估工作。會議共有40余人出席、參與。分析測試百科網作為支持媒體為您帶來全程跟蹤報道。

參會人員合影

中國科學院高能物理研究所李玉鋒副研究員主持本次研討會。

中國科學院高能物理研究所張智勇研究員為本次研討會致辭。

北京大學 要茂盛教授

　　由北京大學要茂盛教授帶來學術報告，題目是“灰霾生物化學及其毒性監測”。要茂盛介紹到，人類的生存離不開空氣，空氣質量的好壞在一定程度上影響了人類健康。目前，大氣顆粒物是空氣污染物的主要種類之一，但人們對大氣污染控制主要關心濃度質量的控制，而忽略了顆粒物的毒性差異。為此課題組通過分析汽車空調濾芯采集空氣顆粒物發現，不同國家城市的顆粒物毒性存在顯著差異，證明了顆粒物毒性大小也會影響人類健康。此外，課題組利用改造的酵母菌活體傳感器（熒光標記）和SLEPTor技術對顆粒物暴露基因網絡進行在線監測，同時也利用VOC監測技術對代謝特征VOC進行顆粒物毒性變化在線監測。

　　課題組通過對北京霧霾天的組成成分研究發現，灰霾天時，細菌活性高達60%，馬賽菌、不動桿菌等為主導細菌，因此推測細菌可能主導了霧霾的形成；通過對霧霾中顆粒物進行獨立分析發現，顆粒物暴露會導致下調部分microRNAs。要茂盛表示，未來課題組將對不同污染物的協同作用的共同毒性，以城市或區域為單位展開毒性機理研究。

中國科學院生態環境研究中心 史建波研究員

　　由中國科學院生態環境研究中心史建波研究員帶來學術報告，題目是“成效評估汞監測方案研究”。史建波介紹到，汞是一種全球性污染物，為了減少汞污染，全球多個國家在2013年簽訂了《水俁公約》，我國是首批加入公約的國家。按照公約要求，應在確定的時間間隔定期對履約的成效進行評估。目前，歐洲及北美地區已經開展了長期大氣汞監測計劃，并且在全球范圍內建立了多個監測站。我國尚沒有統一的汞監測體系。

　　史建波所在課題組自2001年開始對渤海軟體動物中汞污染進行了持續的監測。同時，對我國近海沉積物汞的分布和遷移等開展了系統研究。根據沉積物中汞的同位素特征，建立了源貢獻-城市距離因子組合模型，揭示了陸地-海洋交界區域汞的輸入和傳輸過程。最后，史建波建議了加強大氣和生物汞監測的布點原則。

中國人民大學 常化振教授

　　由中國人民大學常化振教授帶來學術報告，題目是“脫硝催化劑協同脫汞技術研究”。常化振介紹到，目前燃煤煙氣中的汞是我國汞排放的最大來源，如何利用現有技術對其進行處理是控制汞排放最經濟、有效的方法之一。為此，課題組開發了Fe-Ce催化劑、NiALMo催化劑、NiAlZen催化劑、Ce-Mo催化劑等，研究發現Fe-Ce催化劑、NiALMo催化劑和NiAlZn催化劑有很好的脫汞效果，并且在汞氧化過程中對NH₃的干擾顯示出很大的抗性，但Ce-Mo催化劑需要HCl的預吸附才可以實現Hg的高效氧化。經過在電廠實際煙氣條件脫汞實驗發現，這幾種改良的Hg催化劑有很好的脫汞效果。

中國科學院大氣物理研究所 周立波研究員

　　由中國科學院大氣物理研究所周立波研究員帶來學術報告，題目是“大氣汞傳輸模式研究進展”。周立波介紹到，大氣污染長距離輸送已經成為一個國家、地區制定污染物控制和應對氣候變化的重要因素之一。同時，我國也面臨著汞污染防治和履行國際汞公約的雙重壓力。因此現在急需建立常規大氣汞濃度、沉降監測網絡，形成監測數據庫，同時發展汞傳輸數值模式確定局地源及影響區域貢獻值。目前，國外用于大氣汞傳輸模式有GEOS-Chen、CTM-Hg等。大氣所以GEATM和NAQPMS為基礎研制了GNAQPMS-Hg傳輸模式框架。經過對這一傳輸模式進行模擬評估發現，該模式對氣態汞和濕沉降的模擬介于觀測的2倍范圍內，氧化汞和干沉降為5倍。此外，中國的人為汞排放對本國影響最大，同時朝鮮半島和東南亞對中國的汞輸入貢獻較大，歐美地區貢獻率小于5%。

中國環境監測總站 朱媛媛高級工程師

　　由中國環境監測總站朱媛媛高級工程師帶來學術報告，題目是“環境空氣質量預報業務建設與應用進展”。朱媛媛介紹到，近年來，我國大氣環境污染事件頻發，為此國務院頒發了《大氣十條》開始治理大氣污染，并建立了環境質量預報預警中心和預測預報業務體系。同時，以多模式空氣質量數值預報系統為核心，建立了綜合空氣質量預測預報平臺。通過介紹環境監測總站在我國環境治理中發揮的作用，朱媛媛介紹了環境監測總站的相關職能。

中國科學院地球化學研究所 張輝博士

　　由中國科學院地球化學研究所張輝博士帶來學術報告，題目是“大氣汞的長期觀測與研究進展”。張輝介紹到，大氣汞成分觀測主要是單質汞、氣態氧化汞、顆粒態汞等形態。由于汞對人體造成不良影響，因此對大氣汞的觀測已經成為全球各個國家環境的研究重點。經過長期監測發現，全球大氣汞含量成逐年下降趨勢，含量在0.95~1.53 ng/m³，顆粒態汞為110.6 pg/m³。經過對國內的汞傳輸通道研究發現，東南亞高濃度的大氣汞對我國西南地區大氣汞含量有顯著影響，同時也發現南亞高濃度大氣汞會向我國青藏高原傳輸。隨后，張輝介紹了課題組利用汞同位素對中國汞來源的相關分析。

中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所 陳曦副研究員

　　由中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所陳曦副研究員帶來學術報告，題目是“中國大氣汞暴露變遷情況：支持水俁公約的目標”。陳曦介紹到，我國在2013年啟動了“空氣污染對人群健康影響檢測與防護”項目，建立了環境與健康的調查、監測和風險評估政策。通過這一項目，課題組對全國大氣顆粒物檢測發現，2018年全國70個城市年平均濃度為0.29 ng/m³，南方、東北地區年平均濃度較低，東部地區部分城市年平均濃度大于1.0 ng/m³。華北地區在秋冬季汞含量顯著提升，但全國整體濃度呈下降趨勢。課題組通過參考USNAS、USEPA健康風險評估模型和數據庫建立了Hg暴露的危害商，并通過5~11歲兒童為例，根據不同城市監測數據證明，目前我國的汞暴露健康風險在可接受范圍內。

國家納米科學中心 劉穎研究員

　　由國家納米科學中心劉穎研究員帶來學術報告，題目是“大氣顆粒物的生物效應研究”。劉穎介紹到，當前大氣污染已經成為影響健康的重要因素，并且與腫瘤的形成有重要關聯。研究證實，顆粒物的粒徑和比表面積與致病能力有密切關系。為此，課題組建立了疾病模型來研究霧霾顆粒物對健康的影響程度，并且成功證明大氣顆粒物的早期暴露可加重哮喘動物的肺部炎癥反應。隨后，課題組通過深入研究大氣顆粒物直接暴露的細胞反應機制后發現，高濃度霧霾暴露調控miRNA表達，高濃度顆粒物和氣體污染物則調控驗證和免疫相關的miRNA表達。同時，課題組經研究也發現，大氣顆粒物能夠顯著增加癌細胞惡性程度，增加了癌癥的轉移能力。為了減輕霧霾對人體健康的影響，課題組研究并發展了霧霾顆粒過濾和防護方法。

中國科學院高能物理研究所特聘青年研究員 王黎明

　　由中國科學院高能物理研究所特聘青年研究員王黎明帶來學術報告，題目是“基于同步輻射的單細胞與單顆粒化學分析”。王黎明介紹到，納米材料與細胞的相互作用過程極為復雜，因此人們對納米材料的生物毒理作用不甚了解，為此，課題組利用X射線技術開展相關毒理學研究。相比于傳統分析方法，X射線可以在微米尺度下實現納米分辨和復雜體系分析。通過這種分析方法，課題組實現了無標記的二維、三維、元素成像來研究納米材料的細胞攝入、反應過程，例如，課題組利用STXM揭示了納米藥物激活免疫反應機制、金屬硫化物納米顆粒降解的化學過程，利用XAFS、NanoCT揭示了納米銀的毒性化學機制。對于輻射損傷問題，課題組發展了冷凍NanoCT成像方法，實現了單細菌濕樣品三維成像。報告最后，王黎明介紹了課題組研發的單顆粒納米XRF成像及原位化學形態分析方法，解析了鐵在霧霾顆粒中的空間分布和化學狀態。

首都醫科大學 李艷博副教授

　　由首都醫科大學李艷博副教授帶來學術報告，題目是“ROS-DRP1-線粒體分裂軸調控大氣顆粒物PM_2.5誘導人肺上皮細胞凋亡作用研究”。李艷博介紹到，當前全球90%人口因空氣質量超標而受到大氣污染影響，已有700萬人因此而死亡。目前，顆粒物已經成為影響我國人體健康的第4大因素。經研究發現，PM_2.5暴露可以造成人肺上皮細胞中線粒體功能損傷，抑制了細胞線粒體呼吸和ATP生成，導致線粒體動力學失衡，最終加速了細胞的凋亡。此外，PM_2.5暴露也可以導致細胞線粒體過度分裂，誘導人肺上皮細胞凋亡。

中國科學院高能物理研究所 汪冰副研究員

　　由中國科學院高能物理研究所汪冰副研究員帶來學術報告，題目是“環境大氣細顆粒物的單顆粒成像研究及環境反應性”。汪冰介紹到，大氣污染物的構成主要由30%的一次污染物和70%的二次污染物構成，并且其來源和成因飽受爭議。為此，課題組利用SSRF、NanoCT分析了PM_2.5單顆粒金屬元素成分；利用同步輻射吸收譜研究了二次顆粒物形成機理，包括界面非均相反應機理等；利用STXM 3D成像研究了細胞對超細顆粒物的吞噬過程；利用NanoCT實現了單細胞內顆粒物3D成像，最終為探索大氣顆粒物的來源和在細胞內的攝取以及二次氣溶膠的形成機制提供了理論依據。

中國科學院高能物理研究所 王萌副研究員

　　由中國科學院高能物理研究所王萌副研究員帶來學術報告，題目是“基于 ICP-MS 的單細胞分析技術及應用”。王萌介紹到，細胞是生命的基本單元且不同細胞存在顯著差異，因此實現單細胞分析對了解生命過程十分重要。為此，課題組采用高通量、低干擾、低背景的流式質譜系統，對單細胞進行分析。通過利用噴墨打印機制備基體，課題組制訂了定量標準，利用單細胞陣列方法提高了檢測通量。此外，課題組利用熒光/質譜一體分子探針實現整合素分子單細胞分析，結合LA-ICP-MS，最終可實現1 μm的空間分辨率，可同時得到多個分子成像信息，也能夠得到單個細胞中納米顆粒的定量信息。

南京大學 張彥旭教授

　　由南京大學張彥旭教授帶來學術報告，題目是“Health Benefits of Minamata Convention on Mercury”。張彥旭介紹到，汞污染屬于全球性污染，雖然多個國家簽訂了《水俁公約》，但其存在大氣轉移、汽水交換、甲基汞生物網轉移性等，導致其很難在短時間內被有效治理。尤其是甲基汞，其在海水中更易發生轉移、轉化現象。同時，甲基汞也極易發生生物轉移、生物放大等現象。為此，課題組利用大氣和海洋模型對甲基汞的轉移、轉化開展研究。經研究發現，甲基汞分布與地球緯度有關，低溫、黑暗水域有利于甲基汞保存。通過使用達爾文模型，研究證實海洋植物的細胞體積越小，其富集能力越強。此外，課題組通過大氣和海洋模型來模擬《水俁公約》汞排放量降低的效果后發現，隨著共排放量減少，大氣汞沉降量降低，海洋生物累積量下降。通過采用暴露于危機模型模擬后發現，人類的健康程度有明顯提升，可避免6600億美元的經濟損失。

中國科學院青藏高原研究所 張強弓研究員

　　由中國科學院青藏高原研究所張強弓研究員帶來學術報告，題目是“第三極地區大氣污染跨境傳輸與冰凍圈變化”。張強弓介紹到，青藏高原被譽為最后一片凈土，但南亞地區的污染轉移可能會導致這一地區發生嚴重的污染現象，因此繼續對該地區的污染轉移進行詳細研究。課題組通過對二次氣溶膠含量研究發現，青藏高原喜馬拉雅山脈地區大氣中的氣態汞含量為1.33 ng/m³，主要來源于南亞地區，與南亞季風成正相關，而該地區氣溶膠中的黑碳顆粒含量受南亞季風和地理條件影響，持續從南亞地區輸入到青藏高原地區。通過對黑炭對積雪影響模擬后發現，黑炭能夠增加1.5℃環境氣溫，而加速了積雪融化，減少了積雪厚度，同時也會發生黑炭的累積效應，最終加速了冰川的消亡。此外，課題組通過研究證明，氣溶膠中的黑炭含量雖低，但對加速冰川融化起到不可忽視的作用。

魯美科思（Lumex）儀器設備有限公司 張超應用工程師

　　由魯美科思儀器設備有限公司張超應用工程師帶來學術報告，題目是“氣態汞直接監控分析技術應用及進展”。張超介紹到，近年來汞的排放受到很大限制，如何滿足汞排放限值成為國內很多機構必須面對的問題。Lumex針對這一現狀，推出了便攜/在線檢測的915系列；針對實驗室，Lumex推出了全膜捕集/活性炭吸附的Pyro-915系列。此外，Luemx利用高頻塞曼技術，推出了汞監測工具包——Toolkit。通過多次的實際檢測和長期比對證明，Lumex的產品全面滿足檢測需求。

中國科學院北京綜合研究中心 馮欽忠副研究員

　　由中國科學院北京綜合研究中心馮欽忠副研究員帶來學術報告，題目是“我國汞污染控制技術現狀及發展”。馮欽忠介紹到，根據《2018年度全球全球汞評估報告》，2015年全球的汞排放量為2220噸，其中大部分來自于亞洲。中國作為全球最大汞生產、使用國，水泥熱料行業排放占比27%，為所有行業排放最高。目前，人們主要通過源頭控制、生產過程控制和末端控制技術嚴格控制汞的排放，而氣態汞中的單質汞最難被處理。基于這種情況，課題組利用低溫等離子體耦合技術對單質汞進行去除研究。經過多年研制，課題組成功將這一技術用于廢汞觸媒回收、廢舊熒光燈管回收等行業含汞廢氣處理工程中，汞的去除率高達97%，處理后的汞排放量遠低于國家標準。目前，課題組正在研制含汞飛灰處理裝置、醫療廢物行業尾氣處理裝置。最后，馮欽忠介紹了汞中心的建設情況。

中國科學院高能物理研究所 李玉鋒副研究員

　　最后，由中國科學院高能物理研究所李玉鋒副研究員帶來學術報告，題目是“我國汞等長距離遷移大氣污染監測與評估思考”。李玉鋒介紹到大氣汞的跨界傳輸問題成為外國向我國施壓的重要內容之一，為此我國需要建立完整的國家汞等長距離遷移大氣污染物監測與評估網絡，為我國在相關大氣污染相關公約談判提供數據支撐。為此，課題組調研了衛星遙感監測、激光雷達監測、Lumex方案等汞監測方案，同時課題組對北京市22家醫院的汞排放進行了監測，結果顯示情況不容樂觀。此外，課題組也開展了汞和POPs的協同監測方案的研究與建立。最后，李玉鋒表示，汞的監測已有成熟的方法和規范，但缺少統一的規劃和協調，同時中國也缺乏具有自主知識產權的大氣汞檢測方法，因此需要組建汞等長距離遷移大氣污染物監測聯合體。