欧洲大气颗粒物的氧化能力及人体暴露情况

大气颗粒物（PM）是全球关注的健康威胁。目前欧洲法规（Directive 2008/50/EC）对PM2.5（细颗粒物）和PM10（可吸入颗粒物）设定了质量浓度限值，但PM是复杂混合物，其粒径、化学组成、溶解度等理化特性决定健康影响，而这些特性无法仅通过质量浓度体现。氧化应激（体内活性氧与抗氧化物质失衡）及由此引发的炎症反应，是PM导致健康损害的关键生物机制。氧化潜能（OP，衡量颗粒物在生物介质中诱导产生活性氧的能力）被认为是很有前景的空气质量监管指标，欧盟新规要求未来2年内在超级站点监测OP。

本研究覆盖欧洲10个国家的43个地点，分析了近11500份PM1、PM2.5或PM10样本的OP数据（采用DTT和AA两种常见检测方法，在同一实验室用标准化 protocol 完成），克服了以往研究样本量少、站点类型单一、检测方法不统一的局限。研究发现：

1. **OP空间差异**：欧洲各地的体积氧化潜能（OPv，反映单位体积空气中颗粒物的氧化能力）和PM质量浓度差异显著。PM10的OPv（AA和DTT法）的站点间差异大于PM质量浓度，且受PM粒径和站点类型（如交通站、城市站、农村站）影响显著。例如，交通站点的固有氧化潜能（OPm，每微克PM的氧化能力）系统性更高，尽管其PM10质量浓度与其他非农村站点相近（20-22.5μg/m³），这是因为交通排放对PM质量的贡献较小（PM质量更多来自氧化活性较低的二次无机气溶胶和地壳物质），但对OP的贡献更大。

2. **季节与来源影响**：OP和PM质量存在季节性变化，冬季家庭取暖（生物质燃烧）会使OP升高。山谷地区（居民取暖排放大量人为有机颗粒物）的OPv与生物质燃烧示踪物（如左旋葡聚糖、元素碳）强相关；交通站点的OPv则与交通示踪物（如元素碳、铜、铁）相关。农村地区（非山谷）的PM质量和OP均最低，PM10接近世卫组织指导值（约15μg/m³）。

3. **OP暴露与法规意义**：PM质量浓度无法反映颗粒物的健康相关氧化活性，而OP能提供补充信息——即使PM质量达标，OP仍可能显示高暴露风险。例如，交通站点的OPv随PM质量增加的幅度远大于城市或农村站点。研究定义了四种OP暴露情景（基于低污染环境的OPv参考值），发现即使PM质量达标，约30%的城市和交通站点仍超过“低城市化”OP参考值。

4. **减排策略**：过去几十年PM10质量浓度下降，但OP可能未同步降低。通过源解析发现，交通和生物质燃烧是欧洲城市PM10质量和OPv的主要可控人为来源。在城市中，减少25%交通相关PM或同时减少15%交通和生物质燃烧PM，可达到“低城市化”OP情景；但需减少65%以上的这两类PM才能达到世卫组织PM10质量指导值。按欧盟2030/2040减排目标，城市OP有望降至清洁城市水平，但PM质量仍可能超标。

综上，OP可有效区分不同污染源的颗粒物氧化活性，是PM质量浓度的重要补充指标。尽管OP与健康影响的流行病学证据仍在积累，但本研究为未来空气质量规划提供了参考：城市和交通站点应优先控制交通排放以降低OP，同时控制生物质燃烧以实现PM质量达标。