科技日报记者 李禾
记者29日从北京大学环境科学与工程学院要茂盛教授团队获悉，研究团队研发了空气毒性活体监测系统（简称ATMS），实现了对空气污染健康效应的原位、实时、在线监测。该研究在国内外首次实现利用活体大鼠呼出气标志物，实时在线监测大气污染健康效应，为研究空气污染健康效应开启了新范式。研究成果已发表在国际学术期刊《环境科学与技术》上。
大鼠与人类都呼吸着地球上的空气，因此通过监测大鼠呼出气体中的生物标志物的变化，可反演空气污染程度，从而判断对人类健康的影响。研究团队通过集成活体大鼠、大鼠呼出气标志物实时监测阵列、网络数据传输与显示系统，实现大气污染健康效应的实时探测与显示。
要茂盛说，目前研究空气污染健康效应的方法通常采用离线技术，如血液注射或富集后再气溶胶化吸入暴露，这需要进行烦琐、有创的组织或血液取样分析，限制了对真实环境中空气污染健康危害的精准、具有时效性的评估和预警。ATMS的研发，不仅建立了空气污染健康效应实时监测的新方法，更在多个污染水平不同城市开展大规模应用。该技术体系有望为优化空气污染控制策略和公众健康防护提供技术支撑，可推广用于大范围日常监测，弥补现有监测体系对健康效应关注的不足。
研究团队通过与内蒙古、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年春季分别在我国7个城市和13个城市部署了该套系统，并系统开展了24小时全天候大气污染健康效应实时无人值守监测，时间分辨率为3秒。通过监测大鼠呼出气中的挥发性有机物、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、硫化氢、过氧化氢、氧气、氨气等8种标志物，再结合人工智能方法等，实现了对上述城市空气健康效应的实时监测和评估。
北京大学环境科学与工程学院博士生朱晨宇说，研究发现不同城市、不同季节相同质量浓度的细颗粒物（PM2.5）、粗颗粒物（PM2.5-10）、臭氧，对大鼠呼出气中炎症和氧化应激标志物的影响存在明显差异，这提示了颗粒物来源以及季节对健康效应的重要影响，同时说明真实环境中颗粒物与臭氧间存在协同健康效应。
（受访者供图）
