6大主题共论汞等大气污染物监测与评估
分析测试百科网讯 2019年12月4日，由中国科学院高能物理研究所多科学研究中心环境安全与健康分中心，中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室、雾霾健康效应与防护北京市重点实验室、国家环境保护汞污染防治工程技术中心等主办的“2019汞等大气污染物监测与评估研讨会”在中国科学院高能物理研究所隆重举行。本次会议旨在推动我国大气污染物，特别是汞及雾霾等监测与评估工作。会议共有40余人出席、参与。分析测试百科网作为支持媒体为您带来全程跟踪报道。
参会人员合影
中国科学院高能物理研究所李玉锋副研究员主持本次研讨会。
中国科学院高能物理研究所张智勇研究员为本次研讨会致辞。
北京大学 要茂盛教授
由北京大学要茂盛教授带来学术报告，题目是“灰霾生物化学及其毒性监测”。要茂盛介绍到，人类的生存离不开空气，空气质量的好坏在一定程度上影响了人类健康。目前，大气颗粒物是空气污染物的主要种类之一，但人们对大气污染控制主要关心浓度质量的控制，而忽略了颗粒物的毒性差异。为此课题组通过分析汽车空调滤芯采集空气颗粒物发现，不同国家城市的颗粒物毒性存在显著差异，证明了颗粒物毒性大小也会影响人类健康。此外，课题组利用改造的酵母菌活体传感器（荧光标记）和SLEPTor技术对颗粒物暴露基因网络进行在线监测，同时也利用VOC监测技术对代谢特征VOC进行颗粒物毒性变化在线监测。
课题组通过对北京雾霾天的组成成分研究发现，灰霾天时，细菌活性高达60%，马赛菌、不动杆菌等为主导细菌，因此推测细菌可能主导了雾霾的形成；通过对雾霾中颗粒物进行独立分析发现，颗粒物暴露会导致下调部分microRNAs。要茂盛表示，未来课题组将对不同污染物的协同作用的共同毒性，以城市或区域为单位展开毒性机理研究。
中国科学院生态环境研究中心 史建波研究员
由中国科学院生态环境研究中心史建波研究员带来学术报告，题目是“成效评估汞监测方案研究”。史建波介绍到，汞是一种全球性污染物，为了减少汞污染，全球多个国家在2013年签订了《水俣公约》，我国是首批加入公约的国家。按照公约要求，应在确定的时间间隔定期对履约的成效进行评估。目前，欧洲及北美地区已经开展了长期大气汞监测计划，并且在全球范围内建立了多个监测站。我国尚没有统一的汞监测体系。
史建波所在课题组自2001年开始对渤海软体动物中汞污染进行了持续的监测。同时，对我国近海沉积物汞的分布和迁移等开展了系统研究。根据沉积物中汞的同位素特征，建立了源贡献-城市距离因子组合模型，揭示了陆地-海洋交界区域汞的输入和传输过程。最后，史建波建议了加强大气和生物汞监测的布点原则。
中国人民大学 常化振教授
由中国人民大学常化振教授带来学术报告，题目是“脱硝催化剂协同脱汞技术研究”。常化振介绍到，目前燃煤烟气中的汞是我国汞排放的最大来源，如何利用现有技术对其进行处理是控制汞排放最经济、有效的方法之一。为此，课题组开发了Fe-Ce催化剂、NiALMo催化剂、NiAlZen催化剂、Ce-Mo催化剂等，研究发现Fe-Ce催化剂、NiALMo催化剂和NiAlZn催化剂有很好的脱汞效果，并且在汞氧化过程中对NH3的干扰显示出很大的抗性，但Ce-Mo催化剂需要HCl的预吸附才可以实现Hg的高效氧化。经过在电厂实际烟气条件脱汞实验发现，这几种改良的Hg催化剂有很好的脱汞效果。
中国科学院大气物理研究所 周立波研究员
由中国科学院大气物理研究所周立波研究员带来学术报告，题目是“大气汞传输模式研究进展”。周立波介绍到，大气污染长距离输送已经成为一个国家、地区制定污染物控制和应对气候变化的重要因素之一。同时，我国也面临着汞污染防治和履行国际汞公约的双重压力。因此现在急需建立常规大气汞浓度、沉降监测网络，形成监测数据库，同时发展汞传输数值模式确定局地源及影响区域贡献值。目前，国外用于大气汞传输模式有GEOS-Chen、CTM-Hg等。大气所以GEATM和NAQPMS为基础研制了GNAQPMS-Hg传输模式框架。经过对这一传输模式进行模拟评估发现，该模式对气态汞和湿沉降的模拟介于观测的2倍范围内，氧化汞和干沉降为5倍。此外，中国的人为汞排放对本国影响最大，同时朝鲜半岛和东南亚对中国的汞输入贡献较大，欧美地区贡献率小于5%。
中国环境监测总站 朱媛媛高级工程师
由中国环境监测总站朱媛媛高级工程师带来学术报告，题目是“环境空气质量预报业务建设与应用进展”。朱媛媛介绍到，近年来，我国大气环境污染事件频发，为此国务院颁发了《大气十条》开始治理大气污染，并建立了环境质量预报预警中心和预测预报业务体系。同时，以多模式空气质量数值预报系统为核心，建立了综合空气质量预测预报平台。通过介绍环境监测总站在我国环境治理中发挥的作用，朱媛媛介绍了环境监测总站的相关职能。
中国科学院地球化学研究所 张辉博士
由中国科学院地球化学研究所张辉博士带来学术报告，题目是“大气汞的长期观测与研究进展”。张辉介绍到，大气汞成分观测主要是单质汞、气态氧化汞、颗粒态汞等形态。由于汞对人体造成不良影响，因此对大气汞的观测已经成为全球各个国家环境的研究重点。经过长期监测发现，全球大气汞含量成逐年下降趋势，含量在0.95~1.53 ng/m3，颗粒态汞为110.6 pg/m3。经过对国内的汞传输通道研究发现，东南亚高浓度的大气汞对我国西南地区大气汞含量有显著影响，同时也发现南亚高浓度大气汞会向我国青藏高原传输。随后，张辉介绍了课题组利用汞同位素对中国汞来源的相关分析。
中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所 陈曦副研究员
由中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所陈曦副研究员带来学术报告，题目是“中国大气汞暴露变迁情况：支持水俣公约的目标”。陈曦介绍到，我国在2013年启动了“空气污染对人群健康影响检测与防护”项目，建立了环境与健康的调查、监测和风险评估政策。通过这一项目，课题组对全国大气颗粒物检测发现，2018年全国70个城市年平均浓度为0.29 ng/m3，南方、东北地区年平均浓度较低，东部地区部分城市年平均浓度大于1.0 ng/m3。华北地区在秋冬季汞含量显著提升，但全国整体浓度呈下降趋势。课题组通过参考USNAS、USEPA健康风险评估模型和数据库建立了Hg暴露的危害商，并通过5~11岁儿童为例，根据不同城市监测数据证明，目前我国的汞暴露健康风险在可接受范围内。
国家纳米科学中心 刘颖研究员
由国家纳米科学中心刘颖研究员带来学术报告，题目是“大气颗粒物的生物效应研究”。刘颖介绍到，当前大气污染已经成为影响健康的重要因素，并且与肿瘤的形成有重要关联。研究证实，颗粒物的粒径和比表面积与致病能力有密切关系。为此，课题组建立了疾病模型来研究雾霾颗粒物对健康的影响程度，并且成功证明大气颗粒物的早期暴露可加重哮喘动物的肺部炎症反应。随后，课题组通过深入研究大气颗粒物直接暴露的细胞反应机制后发现，高浓度雾霾暴露调控miRNA表达，高浓度颗粒物和气体污染物则调控验证和免疫相关的miRNA表达。同时，课题组经研究也发现，大气颗粒物能够显著增加癌细胞恶性程度，增加了癌症的转移能力。为了减轻雾霾对人体健康的影响，课题组研究并发展了雾霾颗粒过滤和防护方法。
中国科学院高能物理研究所特聘青年研究员 王黎明
由中国科学院高能物理研究所特聘青年研究员王黎明带来学术报告，题目是“基于同步辐射的单细胞与单颗粒化学分析”。王黎明介绍到，纳米材料与细胞的相互作用过程极为复杂，因此人们对纳米材料的生物毒理作用不甚了解，为此，课题组利用X射线技术开展相关毒理学研究。相比于传统分析方法，X射线可以在微米尺度下实现纳米分辨和复杂体系分析。通过这种分析方法，课题组实现了无标记的二维、三维、元素成像来研究纳米材料的细胞摄入、反应过程，例如，课题组利用STXM揭示了纳米药物激活免疫反应机制、金属硫化物纳米颗粒降解的化学过程，利用XAFS、NanoCT揭示了纳米银的毒性化学机制。对于辐射损伤问题，课题组发展了冷冻NanoCT成像方法，实现了单细菌湿样品三维成像。报告最后，王黎明介绍了课题组研发的单颗粒纳米XRF成像及原位化学形态分析方法，解析了铁在雾霾颗粒中的空间分布和化学状态。
首都医科大学 李艳博副教授
由首都医科大学李艳博副教授带来学术报告，题目是“ROS-DRP1-线粒体分裂轴调控大气颗粒物PM2.5诱导人肺上皮细胞凋亡作用研究”。李艳博介绍到，当前全球90%人口因空气质量超标而受到大气污染影响，已有700万人因此而死亡。目前，颗粒物已经成为影响我国人体健康的第4大因素。经研究发现，PM2.5暴露可以造成人肺上皮细胞中线粒体功能损伤，抑制了细胞线粒体呼吸和ATP生成，导致线粒体动力学失衡，最终加速了细胞的凋亡。此外，PM2.5暴露也可以导致细胞线粒体过度分裂，诱导人肺上皮细胞凋亡。
中国科学院高能物理研究所 汪冰副研究员
由中国科学院高能物理研究所汪冰副研究员带来学术报告，题目是“环境大气细颗粒物的单颗粒成像研究及环境反应性”。汪冰介绍到，大气污染物的构成主要由30%的一次污染物和70%的二次污染物构成，并且其来源和成因饱受争议。为此，课题组利用SSRF、NanoCT分析了PM2.5单颗粒金属元素成分；利用同步辐射吸收谱研究了二次颗粒物形成机理，包括界面非均相反应机理等；利用STXM 3D成像研究了细胞对超细颗粒物的吞噬过程；利用NanoCT实现了单细胞内颗粒物3D成像，最终为探索大气颗粒物的来源和在细胞内的摄取以及二次气溶胶的形成机制提供了理论依据。
中国科学院高能物理研究所 王萌副研究员
由中国科学院高能物理研究所王萌副研究员带来学术报告，题目是“基于 ICP-MS 的单细胞分析技术及应用”。王萌介绍到，细胞是生命的基本单元且不同细胞存在显著差异，因此实现单细胞分析对了解生命过程十分重要。为此，课题组采用高通量、低干扰、低背景的流式质谱系统，对单细胞进行分析。通过利用喷墨打印机制备基体，课题组制订了定量标准，利用单细胞阵列方法提高了检测通量。此外，课题组利用荧光/质谱一体分子探针实现整合素分子单细胞分析，结合LA-ICP-MS，最终可实现1 µm的空间分辨率，可同时得到多个分子成像信息，也能够得到单个细胞中纳米颗粒的定量信息。
南京大学 张彦旭教授
由南京大学张彦旭教授带来学术报告，题目是“Health Benefits of Minamata Convention on Mercury”。张彦旭介绍到，汞污染属于全球性污染，虽然多个国家签订了《水俣公约》，但其存在大气转移、汽水交换、甲基汞生物网转移性等，导致其很难在短时间内被有效治理。尤其是甲基汞，其在海水中更易发生转移、转化现象。同时，甲基汞也极易发生生物转移、生物放大等现象。为此，课题组利用大气和海洋模型对甲基汞的转移、转化开展研究。经研究发现，甲基汞分布与地球纬度有关，低温、黑暗水域有利于甲基汞保存。通过使用达尔文模型，研究证实海洋植物的细胞体积越小，其富集能力越强。此外，课题组通过大气和海洋模型来模拟《水俣公约》汞排放量降低的效果后发现，随着共排放量减少，大气汞沉降量降低，海洋生物累积量下降。通过采用暴露于危机模型模拟后发现，人类的健康程度有明显提升，可避免6600亿美元的经济损失。
中国科学院青藏高原研究所 张强弓研究员
由中国科学院青藏高原研究所张强弓研究员带来学术报告，题目是“第三极地区大气污染跨境传输与冰冻圈变化”。张强弓介绍到，青藏高原被誉为最后一片净土，但南亚地区的污染转移可能会导致这一地区发生严重的污染现象，因此继续对该地区的污染转移进行详细研究。课题组通过对二次气溶胶含量研究发现，青藏高原喜马拉雅山脉地区大气中的气态汞含量为1.33 ng/m3，主要来源于南亚地区，与南亚季风成正相关，而该地区气溶胶中的黑碳颗粒含量受南亚季风和地理条件影响，持续从南亚地区输入到青藏高原地区。通过对黑炭对积雪影响模拟后发现，黑炭能够增加1.5℃环境气温，而加速了积雪融化，减少了积雪厚度，同时也会发生黑炭的累积效应，最终加速了冰川的消亡。此外，课题组通过研究证明，气溶胶中的黑炭含量虽低，但对加速冰川融化起到不可忽视的作用。
鲁美科思（Lumex）仪器设备有限公司 张超应用工程师
由鲁美科思仪器设备有限公司张超应用工程师带来学术报告，题目是“气态汞直接监控分析技术应用及进展”。张超介绍到，近年来汞的排放受到很大限制，如何满足汞排放限值成为国内很多机构必须面对的问题。Lumex针对这一现状，推出了便携/在线检测的915系列；针对实验室，Lumex推出了全膜捕集/活性炭吸附的Pyro-915系列。此外，Luemx利用高频塞曼技术，推出了汞监测工具包——Toolkit。通过多次的实际检测和长期比对证明，Lumex的产品全面满足检测需求。
中国科学院北京综合研究中心 冯钦忠副研究员
由中国科学院北京综合研究中心冯钦忠副研究员带来学术报告，题目是“我国汞污染控制技术现状及发展”。冯钦忠介绍到，根据《2018年度全球全球汞评估报告》，2015年全球的汞排放量为2220吨，其中大部分来自于亚洲。中国作为全球最大汞生产、使用国，水泥热料行业排放占比27%，为所有行业排放最高。目前，人们主要通过源头控制、生产过程控制和末端控制技术严格控制汞的排放，而气态汞中的单质汞最难被处理。基于这种情况，课题组利用低温等离子体耦合技术对单质汞进行去除研究。经过多年研制，课题组成功将这一技术用于废汞触媒回收、废旧荧光灯管回收等行业含汞废气处理工程中，汞的去除率高达97%，处理后的汞排放量远低于国家标准。目前，课题组正在研制含汞飞灰处理装置、医疗废物行业尾气处理装置。最后，冯钦忠介绍了汞中心的建设情况。
中国科学院高能物理研究所 李玉锋副研究员
最后，由中国科学院高能物理研究所李玉锋副研究员带来学术报告，题目是“我国汞等长距离迁移大气污染监测与评估思考”。李玉锋介绍到大气汞的跨界传输问题成为外国向我国施压的重要内容之一，为此我国需要建立完整的国家汞等长距离迁移大气污染物监测与评估网络，为我国在相关大气污染相关公约谈判提供数据支撑。为此，课题组调研了卫星遥感监测、激光雷达监测、Lumex方案等汞监测方案，同时课题组对北京市22家医院的汞排放进行了监测，结果显示情况不容乐观。此外，课题组也开展了汞和POPs的协同监测方案的研究与建立。最后，李玉锋表示，汞的监测已有成熟的方法和规范，但缺少统一的规划和协调，同时中国也缺乏具有自主知识产权的大气汞检测方法，因此需要组建汞等长距离迁移大气污染物监测联合体。
