植物提取物對大氣氧化性檢測的研究

肖夢景等

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

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

中圖分類號：X511 文獻標識碼：A 文章編號：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

隨著我國經濟和工業化進程的快速發展，大部分地區出現了嚴重的大氣污染問題，并有加重和擴大的趨勢，因此治理大氣污染已經刻不容緩。大氣氧化性（Oxidizing capacity of the atmosphere）是大氣通過氧化反應清除污染物的能力[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、碳氫化合物等，經大氣氧化，污染物由低價態轉化為高價態，再經由干、濕沉降作用從大氣中去除[5]。大氣中絕大多數的痕量氣體，如：甲烷、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、非甲烷揮發性有機物、氟化烴等，都可通過氧化過程清除[6]，大氣氧化性越強，污染物清除越快[5]。通過測定某一區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，羥基自由基測定已有大量研究報道[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，此外還含揮發油、苯乙醇糖苷等化合物，其中黃酮類化合物約占質量百分比的18%，黃芩苷則高達4%～5%[14]，研究認為黃酮藥理活性與清除活性氧自由基有關[12]。蘭州市是甘肅省首府，位于甘肅省的中東部地區，全市總面積1.31萬km2，市區面積1631.6 km2，全市總人口314萬，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，市區南北群山對峙，黃河依東西穿城而過。降雨量少，靜風頻率高、逆溫層厚，大氣層結構穩定（長年天氣預報均為1～2級偏東風）[15]。其特殊的山谷地貌和氣象特征不利于污染物擴散，使蘭州市成為我國大氣污染最嚴重的城市之一[16]。蘭州市區大氣污染主要有3種類型：煤煙型、光化學煙霧型和含氟煙氣型，蘭州西固區是國內首先發現光化學煙霧的地區，O3等光化學污染物濃度嚴重超標[17]。目前蘭州大氣污染已對市民日常生活和健康造成了嚴重影響，也成為制約蘭州市經濟發展的主要因素。該研究以黃芩中黃酮提取液為材料，通過測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，大氣采樣地點為蘭州市七里河區。

1.2 主要儀器

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

1.3 方法

1.3.1 黃酮的測定 將樣品磨碎，經0.5 mm篩網細篩后，采用乙醇回流提取法[18]提取，并對提取因素（溫度、加熱時間、固液比以及濃度）進行單因素試驗[19]和正交試驗[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、12時、15時和18時4個時間點利用黃芩根提取物進行大氣采集，分析時間點之后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，測定OD360 nm，以純凈空氣作為對照。按照下式計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為純凈空氣對照值；A為采樣后提取液的吸光度值。

2 結果與分析

2.1 黃酮提取工藝

經單因素試驗和正交試驗分析，確定最佳黃酮提取條件為：在85 ℃條件下，采用55%體積分數的乙醇，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據見圖1和圖2，其中18 d蘭州地區的大氣氧化性在16：00之前呈明顯的上升趨勢，在16：00之后呈不同程度下降，但下降幅度較小。其中有13 d數據顯示在15：00-16：00蘭州大氣氧化性達到峰值，有18 d數據顯示第2天9：00-10：00時段較于前一天晚上18：00-19：00時段的蘭州地區大氣氧化性有不同幅度下降。結合采樣時氣象情況，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照差距較大，其中12：00-13：00時段的提取液差值最大，即大氣氧化性水平最高；15：00-16：00時段差值最小，大氣氧化性水平最低。

3 小結

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。各個時段氧化率分別為9：00-10：00時段12.5%，12：00-13：00時段13.6%，15：00-16：00時段9.3%，18：00-19：00時段10.4%，即12：00-13：00時段為蘭州大氣氧化性水平最高的時段，且雨天蘭州大氣的氧化性水平相對較高。

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