近日，内蒙古师范大学环境健康研究院科研团队在环境科学领域国际顶级期刊Environmental Science & Technology（ES&T）发表研究院成立以来的首篇论文《Differing Ambient Particle Composition and Oxidative Toxicity in 12 Cities in Inner Mongolia: Reference for Regional Optimized Air Pollution Control》。研究系统解析了内蒙古 12 个盟市大气颗粒物的组成差异与毒性特征，为区域差异化大气污染防控提供了重要科学依据。
当前全球大气颗粒物（PM）的空气质量标准与防控措施，主要以质量浓度作为核心评价与管控指标，而忽视了颗粒物因来源、地域差异形成的化学组成异质性，以及由此带来的健康风险差异。世界卫生组织已将PM2.5年推荐浓度从10 μg/m3降至5 μg/m3 ,中国也进一步收紧 PM2.5 年平均浓度标准至 25 微克每立方米，而仅以质量浓度为核心的管控模式，存在一定局限性：对部分地区而言，或造成额外经济成本却难以实现可观健康收益；对另一部分地区，单一的浓度管控则可能无法充分保障人群健康。
2024年欧盟已经将颗粒物毒性纳入大气污染的常规监测。中国过去10年在大气污染控制方面取得了重要的进展。然而目前的控制与评价的主导标准依然是大气颗粒物的质量浓度，还没有将颗粒物的毒性纳入考量。此前，北京大学环要茂盛教授团队发现全球19个城市的颗粒毒性差异很大（Li et al，2019）。该团队进一步揭示中国不同城市的归一化颗粒物毒性存在显著差别，差异高达6.5倍（Zhang et al，2022）， 团队实验室在动物水平上的毒理实验的初步结果也同样显示这些城市颗粒物毒性存在显著差别（Xing et al，2025）。
内蒙古作为我国重要的能源基地，各盟市因产业布局差异，大气颗粒物污染源具有明显区域特征。内蒙古师范大学环境健康研究院的团队成员牛牧童等通过收集内蒙古自治区12个城市的汽车空气滤芯颗粒物（PM）样品，分析了其化学组分与氧化潜能（OP）。结果表明，12个城市的PM化学组分与OP存在显著差异，经质量归一化的OP在12个城市间差异高达7倍。以钢铁生产和稀土开采为主的工业城市（如包头、鄂尔多斯）表现出极高的金属元素（如Cr、Li、Mn、Ce、Nd）富集，这可能导致了当地PM具有最高的OP；同时，PM携带的多环芳烃（如苯并[a]芘、芘、蒽）成分谱也显著区别于大型城市。研究识别出Mn、Zn和稀土元素是OP的关键化学驱动因子，而特定的真菌属则能直接影响OP，或与化学组分产生协同作用。结果还揭示了PM组分在城市间的巨大差异，因此迫切需要从基于质量浓度的评估框架，转向基于化学组分和污染源导向的、可执行的健康风险评估框架。
图 2 内蒙古各城市PM化学组分分布
图3 内蒙古12城市颗粒物毒性以及主要驱动因子
在区域发展进程中，如何平衡经济建设与生态环境保护，精准识别不同城市大气颗粒物的环境危害与健康风险，制定适配各地区的污染防控策略，成为大气污染治理的重要课题。本研究通过分析内蒙古12个城市颗粒物的组分与毒性，揭示了城市大气颗粒物的不同危害。本研究建立的方案和获得的数据可帮助相关部门识别关键毒性组分，实现科学管控，以最小的经济代价获取最佳的健康收益。 相关方面同样也可供其他地区借鉴，以优化空气污染控制策略，在保障公众健康收益的同时兼顾经济成本效益。
论文的第一作者为内蒙古师范大学环境健康研究院牛牧童研究员，北京大学要茂盛教授、研究院院长为通讯作者。该研究得到内蒙古自治区重点研发与成果转化计划（2025KJHZ0017）、国家自然科学基金创新研究群体项目（22221004）以及广州国家实验室（EKPG21-02）的资助。
作者介绍：
牛牧童，女，博士，2025年毕业于天津大学环境科学专业，获理学博士学位，2023-2024年于德国马克斯普朗克化学研究所进行联合培养一年。2025年5月，以高层次人才A5岗引进内蒙古师范大学化学与环境科学学院，依托内蒙古师范大学环境健康研究院开展研究工作。研究方向“空气污染健康效应评估”学术骨干。立足于大气气溶胶及生物气溶胶的健康风险及气候效应研究。发表论文18篇，其中第一作者发表7篇，参与国家自然科学基金项目3项，内蒙古自治区重大研发与成果转化项目1项。
论文链接：
DOI：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c18631
来源：内蒙古师范大学环境健康研究院
编辑：燕书羽 初审：刘燕荣 复审：云桦 终审：王志强
