课题组与天津大学表层地球系统科学研究院傅平青教授开展合作，于2014年北京APEC会议召开前后开展了大气细颗粒物（PM_2.5）中蛋白类物质（包括总蛋白质、结合态氨基酸和游离态氨基酸组分）的观测和研究。该研究相关成果以“Occurrence of Aerosol Proteinaceous Matter in Urban Beijing: An Investigation on Composition, Sources, and Atmospheric Processes During the APEC Blue Period”为题发表于美国化学会出版的《Environmental Science & Technology》。硕士生王珊为论文第一作者，副教授和天津大学傅平青教授为论文通讯作者。该研究获得国家自然科学基金项目（41675119，41575115，41625014）和国家重点研发计划项目（2017YFC0212802）的支持。

研究发现：

（1）APEC会议期间严格的排放控制措施显著降低了PM_2.5中蛋白类物质的浓度水平，显示人为活动对气溶胶蛋白类物质存在重要的影响。

APEC会议中（11月3日-14日）蛋白类物质的浓度水平要低于APEC会议前（10月15日-11月2日），表明APEC会议中实施的污染控制措施对气溶胶中蛋白类物质浓度的减少有显著的作用。对结合态氨基酸物种组成而言，甘氨酸（Gly）和丙氨酸（Ala）均为APEC会议前和会议中的优势氨基酸。而对游离态氨基酸而言，缬氨酸（Val）和甘氨酸（Gly）则分别是APEC会议前和会议中的优势氨基酸。相关性分析结果显示，农业活动、生物质燃烧以及微生物活动是北京大气气溶胶中蛋白类物质的主要来源。

 （2）研究进一步发现大气污染条件极大地影响了气溶胶蛋白类物质的存在与变化，特别是APEC会议前后和昼夜大气氧化剂的组成和环境条件的变化影响了气溶胶蛋白类物质的大气反应过程。

基于研究小组前期的工作基础（Song et al, 2017, EST），本研究进一步揭示了北京城市站点大气气溶胶中蛋白类物质在大气氧化剂（如O₃和自由基）的作用下可以被降解生成小分子的多肽。且研究结果表明不同的污染环境下，大气氧化反应的差异会导致氨基酸占比发生变化。此外，研究发现整个采样期间，夜晚样品中游离态缬氨酸的浓度水平显著高于白天样品。基于缬氨酸浓度与大气氧化剂分别在昼夜间的相关性结果，考察了夜间大气化学反应对气溶胶中蛋白类物质氧化降解的影响，并且提出了夜间NO₃自由基的潜在重要作用。

参考文献：

Song, T.; Wang, S.; Zhang, Y.; Song, J.; Liu, F.; Fu, P.; Shiraiwa, M.; Xie, Z.; Yue, D.; Zhong, L.; Zheng, J.; Lai, S. Proteins and Amino Acids in Fine Particulate Matter in Rural Guangzhou, Southern China: Seasonal Cycles, Sources, and Atmospheric Processes. Environ. Sci. Technol. 2017, 51 (12), 6773-6781. 

论文出处与链接    

Wang, S.; Song, T.; Shiraiwa, M.; Song, J.; Ren, H.; Ren, L.; Wei, L.; Sun, Y.; Zhang, Y.; Fu, P.; Lai, S. Occurrence of Aerosol Proteinaceous Matter in Urban Beijing: An Investigation on Composition, Sources, and Atmospheric Processes During the “APEC Blue” Period. Environmental Science & Technology 2019.

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.9b00726