آنالیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ذرات PM2.5 ایستگاه های منتخب هوای شهر تهران و تعیین سمیت آنها بر روی سلول های A549 ریه انسان توسط آزمون comet assay

Analysis of physical and chemical of PM2.5 particle in Tehran selected stations and their toxicity on the A549 human Lung cells By comet assay .


چاپ صفحه
پژوهان
صفحه نخست سامانه
مجری و همکاران
مجری و همکاران
منابع
منابع
علوم پزشکی شهید بهشتی
علوم پزشکی شهید بهشتی

مجریان: انوشیروان محسنی بند پی , اکبر اسلامی , فریبا خداقلی , عباس شاهسونی , عبدالعظیم علی نژاد

کلمات کلیدی: آنالیز فیزیکی و شیمیایی ،ذرات PM2.، آزمون comet ،فلزات سنگین، هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای.

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 7199
عنوان فارسی طرح آنالیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ذرات PM2.5 ایستگاه های منتخب هوای شهر تهران و تعیین سمیت آنها بر روی سلول های A549 ریه انسان توسط آزمون comet assay
عنوان لاتین طرح Analysis of physical and chemical of PM2.5 particle in Tehran selected stations and their toxicity on the A549 human Lung cells By comet assay .
کلمات کلیدی آنالیز فیزیکی و شیمیایی ،ذرات PM2.، آزمون comet ،فلزات سنگین، هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای.
نوع طرح بنیادی-کاربردی
نوع مطالعه مطالعه تجربی
مدت اجراء - روز 360
ضرورت انجام تحقیق با توجه به توسعه روزافزون تکنولوژی و استفاده بشر از سوخت های مختلف، مرتبا بر مقدار آلاینده های محیط زیست افزوده می شود. بحث آلودگی هوا به جهت نقشی که در سلامت افراد جامعه به ویژه کودکان و افراد مسن و سالخورده دارد اهمیت پیدا کرده است. امروزه آلودگی هوا به عنوان یک عامل خطرناک در بالابردن ریسک سلامتی انسان شناخته می شود. در طول چند دهه گذشته اثرات نامطلوب و غیر بهداشتی ذرات معلق به عنوان یکی از شاخص های مهم در آلودگی هوا، افزایش چشمگیری داشته است. آلودگی ناشی از ذرات معلق یکی از عوامل تهدید کننده بهداشت محیط تلقی می شود. این مسئله توسط تعدادی از مطالعات اپیدمیولوژیکی که در ارتباط با مواجهه با ذرات و بروز عفونت های حاد تنفسی، سرطان ریه و بیماری های مزمن تنفسی قلبی-عروقی انجام گرفته نشان داده شده است. مکانیسم های بیولوژیکی که در ورای این روابط وجود دارد بطور کامل مشخص نشده است ولی نتایج یک تحقیق سم شناسی در آزمایشگاه نشان داده است که ذرات PM چندین نوع از اقرات نامطلوب سلولی ایجاد می کنند که شامل سایتوتوکسیتی، جهش زایی و آسیب DNA و غیره می باشد. تحقیقات علمی انجام طی دو دهه اخیر نشان داده است که ذرات از آلاینده های اصلی از دیدگاه مخاطرات بهداشت عمومی و سلامتی می باشد. سازمان جهانی بهداشت (WHO) برآورد نموده است که هزینه سالیانه صرف شده برای بخش سلامتی و بهداشت ناشی از آلودگی هوا در اتریش، فرانسه و سوئیس حدود 30 میلیارد پوند بوده معادل 6 درصد از کل مرگ و میر است. تنها در ایالات متحده امریکا هزینه بهداشتی سالیانه غلظت بالای ذرات 23 میلیارد پوند براورد شده است همچنین در سال 2013 سازمان بهداشت جهانی آلودگی هوا را سرطانزای قطعی معرفی کرده است
هدف کلی آنالیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ذرات PM2.5 ایستگاه های منتخب هوای شهر تهران و تعیین سمیت آنها بر روی سلول های A549 ریه انسان توسط آزمون های MTT assay و comet assay
خلاصه روش کار در شهر تعداد 21 ایستگاه فعال پایش و سنجش آلاینده¬های هوا وجود دارد که ایستگاه های شرکت کنترل کیفبت هوای تهران به سه دسته ترافیکی،شهری و حومه شهری دسته بندی می شوند. بدین منظور و با توجه به هماهنگی های صورت گرفته، مقرر گردید که از ایستگاه پایش شهری و ترافیکی 2 ایستگاه و از حومه شهر یک ایستگاه انتخاب گردد که برای ایستگاه های حومه شهری (اقدسیه) ترافیکی(منطقه 10-ایستگاه محلاتی)و شهری (ستاد بحران-منطقه16) انتخاب می گردد. طبق استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا هر 6 روز یک بار و به مدت 4 ماه (هر فصل یک ماه) نمونه های اندازه گیری شده از ایستگا های ذکر شده با هماهنگی شرکت کنترل کیفیت هوا اخذ گردیده و از فیلترهای سنجش ذرات PM2/5 جمع آوری شده در هر دسته (منظور سه دسته ذکر شده ترافیکی،شهری و حومه شهری) یک ایستگاه برای سنجش و تعیین غلظت فلزات سنگین(کادمیوم-سرب- کروم- روی-آرسنیک-قلع- مس-نیکل- جیوه- وانادیوم-)، کاتیون ها( کلسیم- منیزیم- پتاسیم-سدیم) و آنیون ها( کلرو – سولفات و نیترات) و هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs)، و فیلتر گرفته شده از ایستگاه دوم برای ارزیابی سمیت سلولی استفاده می شود. جهت اندازه گیری فلزات سنگین، کاتیون ها و آنیون ها، ترکیبات PAH و همچنین انجام تستهای سلولی ذرات اقدام به تهیه سوسپانسون های لازم از ذرات می شود. بدین منظور از فیلترهای برداشت گردیده اقدام به تهیه سوسپانسیون های مواد محلول در آب (Water-soluble fraction) و مواد آلی ( قابل استخراج در حلال (solvent-extractable organics ) می شود. در این مطالعه تجربی از سلول های سرطانی رده A549 در محیط کشت استفاده می گردید. این رده سلولی از بانک سلولی انیستیتو پاستور ایران تهیه خواهد شد. در این مطالعه بررسی اثرات سایتوتوکسیسیتی استخراج ذرات PM2/5 بر روی سلول های سرطانی ریه انسان رده A549 به کمک تست comet Assay بررسی می شود.

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
انوشیروان محسنی بند پیمجری اصلیاستاد راهنمای اول Mohseni_Bandpei@yahoo.com
اکبر اسلامیمجریاستاد مشاوردکترای تخصصی پی اچ دیaeslami@sbmu.ac.ir
فریبا خداقلیمجریاستاد مشاوردکترای تخصصی پی اچ دیkhodagholi@sbmu.ac.ir
عباس شاهسونیمجریاستاد مشاوردکترای تخصصی پی اچ دیashahsavani@sbmu.ac.ir
عبدالعظیم علی نژادمجریاجراء طرحفوق لیسانسazimalinejad@gmail.com

منابع
hide/show

1. Organization WH. WHO Air Quality Guidelines Global Update 2005: Report on a Working Group Meeting, Bonn, Germany, 18-20 October 2005: WHO Regional Office for Europe; 2005. 2. Wark K W, Warner C. air pollution (its origin and control). 3 ed1998. 37 p. 3. Griffin DW. Atmospheric movement of microorganisms in clouds of desert dust and implications for human health. Clinical Microbiology Reviews. 2007;20(3):459-77. 4. Gilmour PS, Brown DM, Lindsay TG, Beswick PH, MacNee W, Donaldson K. Adverse health effects of PM10 particles: involvement of iron in generation of hydroxyl radical. Occupational and environmental medicine. 1996;53(12):817-22. 5. DW G. Atmospheric Movement of Microorganisms in Clouds of Desert Dust and Implications for Human Health. . Clinical Microbiology Reviews. 2007;20(3):459-77. 6. Escudero M, Querol X, Pey J, Alastuey A, Pérez N, Ferreira F, et al. A methodology for the quantification of the net African dust load in air quality monitoring networks. Atmospheric Environment. 2007;41(26):5516-24. 7. Prospero JM, Lamb PJ. African droughts and dust transport to the Caribbean: Climate change implications. Science. 2003;302(5647):1024-7. 8. Vardoulakis S, Kassomenos P. Sources and factors affecting PM< sub> 10</sub> levels in two European cities: Implications for local air quality management. Atmospheric Environment. 2008;42(17):3949-63. 9. Gobbi G, Barnaba F, Ammannato L. Estimating the impact of Saharan dust on the year 2001 PM< sub> 10</sub> record of Rome, Italy. Atmospheric Environment. 2007;41(2):261-75. 10. Environmental Protection Agency (EPA) Report No.: 40 (CFR Part 50) Vol.71 N, 200. National Ambient Air Quality Standards for Particulate Matter. USA: Environmental Protection Agency (EPA); 2007. 11. Soleimani Z, Goudarzi G, Naddafi K, Sadeghinejad B, Latifi SM, Parhizgari N, et al. Determination of culturable indoor airborne fungi during normal and dust event days in Ahvaz, Iran. Aerobiologia.1-12. 12. Jung M, KimH, Park Y, Park D, Chung K, Seung O. Genotoxic effects and oxidative stress induced by organic extracts of particulate matter (PM10) collected from a subway tunnel in Seoul, Korea. Mutation Research. 2012;749: 39– 47. 13. Møller P, Folkmann JK, Forchhammer L, Bräuner EV, Danielsen PH, Risom L, et al. Air pollution, oxidative damage to DNA, and carcinogenesis. Cancer Letters. 2008;266(1):84-97. 14. Kim K-H, Choi G-H, Kang C-H, Lee J-H, Kim JY, Youn YH, et al. The chemical composition of fine and coarse particles in relation with the Asian Dust events. Atmospheric Environment. 2003;37(6):753-65. 15. Farmer PB, Singh R, Kaur B, Sram RJ, Binkova B, Kalina I, et al. Molecular epidemiology studies of carcinogenic environmental pollutants: Effects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in environmental pollution on exogenous and oxidative DNA damage. Mutation Research/Reviews in Mutation Research. 2003;544(2–3):397-402. 16. Maria P, Maurizio G, Luca F, Claudia P, Roberto U, Ezio B, Marina G, Seasonal variations in chemical composition and in vitro biological effects of fine PM from Milan. Chemosphere. 2010;78: 1368–1377. 17. Sylvain B, Guillaume G, Zeina D, Anthony V, Fabrice C, Dominique C, Antoine A. Ambient particulate matter (PM2.5): Physicochemical characterization and metabolic activation of the organic fraction in human lung. epithelial cells (A549). Environmental Research. 2007;105 : 212–223 . 18. Møller P, Folkmann JK, Forchhammer L, Bräuner EV, Danielsen PH, Risom L, et al. Air pollution, oxidative damage to DNA, and carcinogenesis. Cancer Letters. 2008;266(1):84-97. 19. Autrup H. Ambient Air Pollution and Adverse Health Effects. Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2010;2(5):7333-8. 20. Karanasiou A, Moreno N, Moreno T, Viana M, de Leeuw F, Querol X. Health effects from Sahara dust episodes in Europe: Literature review and research gaps. Environment International. 2012;47(0):107-14. 21. Su T-C, Chen S-Y, Chan C-C. Progress of Ambient Air Pollution and Cardiovascular Disease Research in Asia. Progress in Cardiovascular Diseases. 2011;53(5):369-78. 22. Al-Hurban AE, Al-Ostad AN. Textural characteristics of dust fallout and potential effect on public health in Kuwait City and suburbs. Environmental Earth Sciences. 2010;60(1):169-81. 23. Takhar P, Mahant S. In vitro methods for nanotoxicity assessment: advantages and applications. Arch Appl Sci Res. 2011;3:389-403. 24. Soto K, Garza K, Murr L. Cytotoxic effects of aggregated nanomaterials. Acta Biomaterialia. 2007;3(3):351-8. 25. Meng Z, Zhang Q. Damage effects of dust storm PM2.5 on DNA in alveolar macrophages and lung cells of rats. Food and Chemical Toxicology. 2007;45(8):1368-74. 26. Meng Z, Zhang Q. Damage effects of dust storm PM2. 5 on DNA in alveolar macrophages and lung cells of rats. Food and chemical toxicology: an international journal published for the British Industrial Biological Research Association. 2007;45(8):1368. 27. Gualtieri M, Øvrevik J, Holme JA, Perrone MG, Bolzacchini E, Schwarze PE, et al. Differences in cytotoxicity versus pro-inflammatory potency of different PM fractions in human epithelial lung cells. Toxicology in vitro. 2010;24(1):29-39. 28. Huang W-J, Tang H-C, Lin K-L, Liao M-H. An emerging pollutant contributing to the cytotoxicity of MSWI ash wastes: Strontium. Journal of hazardous materials. 2010;173(1):597-604. 29. Perrone M, Gualtieri M, Consonni V, Ferrero L, Sangiorgi G, Longhin E, et al. Particle size, chemical composition, seasons of the year and urban, rural or remote site origins as determinants of biological effects of particulate matter on pulmonary cells. Environmental pollution. 2013;176:215-27. 30. Soto K, Garza K, Murr L. Cytotoxic effects of aggregated nanomaterials. Acta Biomaterialia. 2007;3(3):351-8. 31. Zhang Y, Yang Z, Li R, Geng H, Dong C. Investigation of fine chalk dust particles’ chemical compositions and toxicities on alveolar macrophages in vitro. Chemosphere. 2015 2//;120(0):500-6. 32. Deng F, Guo X, Liu H, Fang X, Yang M, Chen W. Effects of dust storm PM2.5 on cell proliferation and cell cycle in human lung fibroblasts. Toxicology in Vitro. 2007;21(4):632-8. 33. Choi H, Shin DW, Kim W, Doh S-J, Lee SH, Noh M. Asian dust storm particles induce a broad toxicological transcriptional program in human epidermal keratinocytes. Toxicology Letters. 2011;200(1–2):92-9. 34. Wottrich R, Diabaté S, Krug HF. Biological effects of ultrafine model particles in human macrophages and epithelial cells in mono-and co-culture. International journal of hygiene and environmental health. 2004;207(4):353-61. 35. Alfaro-Moreno E, Nawrot TS, Vanaudenaerde BM, Hoylaerts MF, Vanoirbeek JA, Nemery B, et al. Co-cultures of multiple cell types mimic pulmonary cell communication in response to urban PM10. European Respiratory Journal. 2008;32(5):1184-94. 36. Chang J-S, Chang KLB, Hwang D-F, Kong Z-L. In vitro cytotoxicitiy of silica nanoparticles at high concentrations strongly depends on the metabolic activity type of the cell line. Environmental science & technology. 2007;41(6):2064-8. 37. Maurizio G, Andrea F, Eleonora L, Paride M, Giuseppina B, Ezio B, Marina C. In vitro effects of microbiologically characterized Milan particulate Matter. Procedia Environmental Sciences.2011; 4: 192–197. 38. Jin Y, Guo X, Huang X, Qiao Y, Yang Y, Wang Y, et al. Study on the cytotoxicity of dust storm PM10 and PM2. 5 on human lung fibroblasts. J Environ Health. 2004;21:199-201. 39. Osornio-Vargas ÁR, Bonner JC, Alfaro-Moreno E, Martínez L, García-Cuellar C, Rosales SP-d-L, et al. Proinflammatory and cytotoxic effects of Mexico City air pollution particulate matter in vitro are dependent on particle size and composition. Environmental health perspectives. 2003;111(10):1289. 40. Heidari-Farsani M, Shirmardi M, Goudarzi G, Alavi-Bakhtiarivand N, Ahmadi-Ankali K, Zallaghi E, et al. The evaluation of heavy metals concentration related to PM10 in ambient air of Ahvaz city, Iran. Journal of Advances in Environmental Health Research. 2014;1(2):120-8. 41. Dergham m, Lepers c, Verdin A, Cazier F, Billet S, Courcot D, Temporal–spatial variations of the physico chemical characteristics of air pollution Particulate Matter(PM2.5–0.3) and toxicological effects in human bronchial epithelialcells(BEAS-2B). Environmental Research. 2015;137:256–267.