肖夢(mèng)景等

摘要：大氣氧化性是大氣通過氧化反應(yīng)清除污染物的能力，大氣氧化性越強(qiáng)，污染物被清除得越快。在確定黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）根中黃酮類物質(zhì)最佳提取工藝的基礎(chǔ)上，以黃芩根中提取物分析蘭州市大氣氧化性。結(jié)果表明，蘭州大氣的氧化率處于10%左右，9：00—10：00時(shí)段為12.5%，12：00—13：00時(shí)段為13.6%，15：00—16：00時(shí)段為9.3%，18：00—19：00時(shí)段為10.4%，其中12：00—13：00時(shí)段大氣總氧化水平最高，15：00—16：00時(shí)段最低。

關(guān)鍵詞：大氣氧化性；蘭州；黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）；黃酮；大氣污染

中圖分類號(hào)：X511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）16-4038-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.053

Analysis of the Atmospheric Oxidizing Capacity with Plant Extracts

XIAO Meng-jing1，YANG fan1，ZENG Jian-jun2，SU Wang-de1，DONG An-tao1，XIA Lei1

（1.College of Tourism & Geography Science，Yunnan Normal University，Kunming 650500，Yunnan， China；

2. Gansu Research Institute for Water Conservancy， Lanzhou 730000， Gansu， China）

Abstract： Atmospheric oxidizing capacity represents its cleaning ability of air pollutants， the stronger capacity of atmospheric oxidizing is， the faster cleaning of air pollutants will be. In this paper， the flavonoids extracted from the root of Scutellaria baicalensis Georgi were optimized， the extract were used for evaluating the total atmospheric oxidizing capacity in Lanzhou. The results showed that the atmospheric oxidizing capacity in the range of 12：00 to 13：00 reached the top （13.6%）， and the lowest point （9.3%） was in 15：00-16：00. The atmospheric oxidizing capacities in 9：00-10：00 and 18：00-19：00 were 12.5% and 10.4% respectively.

Key words： atmospheric oxidizing capacity； Lanzhou； Scutellaria baicalensis Georgi； flavonoids； air pollution

隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，大部分地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的大氣污染問題，并有加重和擴(kuò)大的趨勢(shì)，因此治理大氣污染已經(jīng)刻不容緩。大氣氧化性（Oxidizing capacity of the atmosphere）是大氣通過氧化反應(yīng)清除污染物的能力[1-3]，是大氣的重要特征[4]。自然過程和人類活動(dòng)向大氣中排放的污染物包括：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锏?，?jīng)大氣氧化，污染物由低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)，再經(jīng)由干、濕沉降作用從大氣中去除[5]。大氣中絕大多數(shù)的痕量氣體，如：甲烷、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、非甲烷揮發(fā)性有機(jī)物、氟化烴等，都可通過氧化過程清除[6]，大氣氧化性越強(qiáng)，污染物清除越快[5]。通過測(cè)定某一區(qū)域的大氣氧化性水平，可為大氣污染綜合治理提供參考。

目前反映大氣氧化性主要是以大氣中羥基自由基濃度作為指標(biāo)，羥基自由基測(cè)定已有大量研究報(bào)道[7-11]。黃酮類化合物在植物界廣泛存在，許多植物藥的主要藥用成分是黃酮類[12]。黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）別名山茶根、土金茶根，為唇形科植物黃芩的干燥根[13]，主要含黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素、去甲漢黃芩素等30多種黃酮化合物，此外還含揮發(fā)油、苯乙醇糖苷等化合物，其中黃酮類化合物約占質(zhì)量百分比的18%，黃芩苷則高達(dá)4%～5%[14]，研究認(rèn)為黃酮藥理活性與清除活性氧自由基有關(guān)[12]。蘭州市是甘肅省首府，位于甘肅省的中東部地區(qū)，全市總面積1.31萬km2，市區(qū)面積1631.6 km2，全市總?cè)丝?14萬，城市人口207萬，屬中溫帶大陸性氣候，地處河谷盆地，東西狹長(zhǎng)，市區(qū)南北群山對(duì)峙，黃河依東西穿城而過。降雨量少，靜風(fēng)頻率高、逆溫層厚，大氣層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（長(zhǎng)年天氣預(yù)報(bào)均為1～2級(jí)偏東風(fēng)）[15]。其特殊的山谷地貌和氣象特征不利于污染物擴(kuò)散，使蘭州市成為我國大氣污染最嚴(yán)重的城市之一[16]。蘭州市區(qū)大氣污染主要有3種類型：煤煙型、光化學(xué)煙霧型和含氟煙氣型，蘭州西固區(qū)是國內(nèi)首先發(fā)現(xiàn)光化學(xué)煙霧的地區(qū)，O3等光化學(xué)污染物濃度嚴(yán)重超標(biāo)[17]。目前蘭州大氣污染已對(duì)市民日常生活和健康造成了嚴(yán)重影響，也成為制約蘭州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。該研究以黃芩中黃酮提取液為材料，通過測(cè)定其空氣采集前后的吸光度變化來分析蘭州大氣氧化性，為開展大氣氧化性研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料

黃芩根取自陜西西安，大氣采樣地點(diǎn)為蘭州市七里河區(qū)。

1.2 主要儀器

TH-110B型大氣采樣器（武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司），UV-5200紫外可見分光光度計(jì)（上海元析儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 黃酮的測(cè)定 將樣品磨碎，經(jīng)0.5 mm篩網(wǎng)細(xì)篩后，采用乙醇回流提取法[18]提取，并對(duì)提取因素（溫度、加熱時(shí)間、固液比以及濃度）進(jìn)行單因素試驗(yàn)[19]和正交試驗(yàn)[20]。

1.3.2 大氣采樣 選擇2014年4月18日至5月16日（5月1日-5月3日未采樣）共26 d，分別于9時(shí)、12時(shí)、15時(shí)和18時(shí)4個(gè)時(shí)間點(diǎn)利用黃芩根提取物進(jìn)行大氣采集，分析時(shí)間點(diǎn)之后1 h的大氣氧化水平。用1 mL移液管吸取0.5 mL提取物，稀釋至100 mL，測(cè)定OD360 nm，取稀釋的提取液20 mL于三口燒瓶中采樣1 h，然后定容至20 mL，測(cè)定OD360 nm，以純凈空氣作為對(duì)照。按照下式計(jì)算吸光度差值和大氣氧化率：

A=|A0-A1|-|A0-A2|或A=|A0-A2|-|A0-A1|（1）

式中：A為吸光度差；A1為采樣前提取液的吸光度；A2為采樣后提取液的吸光度；A0為純凈空氣對(duì)照值，為0.624。

A■=|A0-∑A/26|/A0×100%（2）

式中：A■為大氣氧化率；A0為純凈空氣對(duì)照值；A為采樣后提取液的吸光度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃酮提取工藝

經(jīng)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)分析，確定最佳黃酮提取條件為：在85 ℃條件下，采用55%體積分?jǐn)?shù)的乙醇，以1∶8固液比提取2 h。

2.2 大氣采樣分析

采樣前后吸光度差值數(shù)據(jù)見圖1和圖2，其中18 d蘭州地區(qū)的大氣氧化性在16：00之前呈明顯的上升趨勢(shì)，在16：00之后呈不同程度下降，但下降幅度較小。其中有13 d數(shù)據(jù)顯示在15：00-16：00蘭州大氣氧化性達(dá)到峰值，有18 d數(shù)據(jù)顯示第2天9：00-10：00時(shí)段較于前一天晚上18：00-19：00時(shí)段的蘭州地區(qū)大氣氧化性有不同幅度下降。結(jié)合采樣時(shí)氣象情況，雨天（4.18～4.20、4.24、5.09、5.13、5.14）蘭州大氣的氧化性水平相對(duì)較高。

由表1和圖3可知，蘭州大氣采樣后提取液的吸光度值相比于空白對(duì)照差距較大，其中12：00-13：00時(shí)段的提取液差值最大，即大氣氧化性水平最高；15：00-16：00時(shí)段差值最小，大氣氧化性水平最低。

3 小結(jié)

本研究以黃芩根的提取液為材料，分析了蘭州大氣的氧化性。結(jié)果表明，采用植物提取液分析大氣氧化性是可行的，蘭州大氣氧化率處于10%左右，大氣氧化水平較低。各個(gè)時(shí)段氧化率分別為9：00-10：00時(shí)段12.5%，12：00-13：00時(shí)段13.6%，15：00-16：00時(shí)段9.3%，18：00-19：00時(shí)段10.4%，即12：00-13：00時(shí)段為蘭州大氣氧化性水平最高的時(shí)段，且雨天蘭州大氣的氧化性水平相對(duì)較高。

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