花粉致敏污染研究

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  北京市101中学 颜 馨
  辅导教师 平亚茹 靳 颖
  
  荷兰科学家最新研究发现,花粉如同大气污染一样,对呼吸道疾病和心脏病患者有致命的毒害作用。在花粉污染严重时,这两种病患者的死亡人数激增10%。花粉污染越严重,死于慢性肺病、心脏病和肺炎的人就越多。由此想到我所在的101中学附近植物种类很多,能否就花粉污染情况开展一些调查研究。我的想法得到生物课任课老师的大力支持,并帮我联系了首都师范大学生命科学实验中心。该中心在花粉研究方面有积累了一定经验。年初,该中心为我校安装了一台先进的风标式花粉采集器,由平老师和靳老师一起对我的"101中学花粉课题"进行具体指导。在经过初步查阅了前人研究情况的基础上,我利用课余时间定期去首都师范大学生命科学院实验中心学习并开始了一系列的实验工作。
  
  研究目的
  
  在诸多前人研究工作的基础上,采用最为合理的实验方法和实验设计,对北京市空气中的致敏花粉污染特征及飘散规律进行一次比较系统的“量化研究”,为证实前人研究中对花粉污染规律的一些定性结论提供客观依据。
  
  研究过程
  
  在北京市101中学科技楼楼顶(高约10m)和首都师范大学实验楼楼顶(高约40m)设置风标式花粉采集器,连续39周进行花粉采集。花粉过滤网每周换一次。将过滤网从采集器上取下后,放入储存袋,写明采集地点、采集起止时间,并记录天气情况(资料来自国家气象局与天气在线网站)。
  结合气象因素来探索花粉的飘散规律。为明确气象因素对花粉飘散规律的影响,本次实验详细记录了实验期间北京市的气象因素,包括降水量、温度、相对湿度以及气压,并调查了实验期间的风力情况等,以便结合花粉数据进行分析研究。
  为了重点探索花粉飘散数量与相关气象因素之间的内在联系,对39周内所收集的35种花粉采集量的变化与诸多气象因素进行对比、分析,力图发现一些相关规律。
  花粉图谱制作方法
  采集校园内及圆明园附近的常见花粉,装入采集袋并做好记录(包括采集人、采集的植物名、采集时间、采集地点),对花粉采用醋酸酐分解法。
  1.在装有花粉材料的离心管中加入少量冰醋酸,浸软后用玻璃棒将花粉捣碎(为防止污染,每处理一个离心管后,一定要换一根干净的玻璃棒)。
  2.往离心管中加入冰醋酸至5ml,离心,让花粉沉淀,将上面的溶液倒掉。
  3.加入醋酸酐和硫酸的混合物(9:1)5ml,水浴加热,在分析过程中可用玻璃棒轻轻搅拌,使其均匀。可随时用玻璃棒取出少量花粉放于载玻片上,在显微镜下观察直到孢粉的内壁和原生质完全溶解为止。
  4.离心,倒掉分解溶液,加入适量蒸馏水水洗、离心数次,直至溶液的pH值达到中性,倒掉上清液。
  5.加入50%甘油保存。
  6.用数码相机进行照片采集,制作花粉图谱。
  
  我的发现
  
  对比不同采集点数据来研究花粉飘散的规律 通过以上两个采集点的数据比较和分析,我们发现:全年花粉含量呈现两个高峰期,第一个高峰期在4~5月,主要以木本植物为主,如杨柳科、松科、桦木科等;第二个高峰期在8~9月,主要以草本植物为主,如菊科蒿属和藜科等。另外从两个不同花粉采集点的图形比较来看,两种图形走势的相似性在一定程度上反映了花粉传播的内在规律。
  结合植物开花期调查对比花粉飘散的规律 经比较分析,我们可以看出空气中不同花粉的飘散分布与相应植物的开花期大体一致。
  结合花粉症发病规律调查对比空气中花粉飘散规律 为了探索全年主要季节花粉飘散与花粉症的发病规律,我曾专门走访了海淀区所在的西苑医院、海淀医院等医疗机构的耳鼻喉科大夫。他们介绍,每年从4月份开始,与花粉症相关的发病人数就急剧增加。入秋以后与花粉症相关的发病人数也急剧增加,这与8~9月份空气中花粉浓度逐渐增大的情况相对应。另一情况是,每当暴雨过后,花粉被打落在地,天晴花粉被晒干后经风一吹,导致四处扩散,数量增大。这时期花粉过敏症患者(如过敏性鼻炎等)就诊人数一般会突然增加。到了10月份以后,花粉症发病人数会逐渐下降,这与此期间空气中花粉浓度逐渐降低的情况相吻合。以上几组对花粉飘散规律的分析与实际中临床发病的规律明显吻合,也充分说明对花粉污染进行预报的必要性和可行性。
  
  我的结论
  
  及时针对花粉污染进行研究,找出有效的防治措施,提高生活环境质量,维护人类健康,已十分必要。目前,我国的绿化水平还不高,维护生态平衡和改善人类的生存环境、促使园艺的进一步发展、维护城镇的绿化水平,将是今后一段时间内迫切需要完成的工作。通过对气候因素与花粉数量变化的分析,可考虑在全国重点城市和地区建立回归模型,力争提前3~5周对空气中花粉含量做出预测。同时可对城市花粉污染进行动态监测和预报(可在地方的天气预报中公布花粉污染的情况和健康建议)。这对花粉症的预防、体现以人为本的社会发展理念都具有十分重要的意义。
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