随着城市化与工业化的发展,大气污染日益严重。在众多的大气污染物中,PM2.5(空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物)由于来源与化学成分复杂、直径小、表面积大、可以通过皮肤接触与呼吸系统进入人体,对人体健康造成危害,因而受到国内外学者的广泛关注。本文以PM2.5为研究对象,采用在线观测分析北京市PM2.5样品,并根据空气质量指数(AQI)同步离线采集PM2.5样品,以蛋白核小球藻为实验藻种,通过pH、叶绿素a、快速荧光诱导曲线、荧光参数以及细胞形态等参数的变化,查明了 PM2.5水溶性物种的生物毒性特征。研究结果如下:(1)观测期间北京市PM2.5污染最严重的时间主要集中在3月。水溶性物种间NO3-与NH4+相关性最高,其次为SO42-与NH4+。NH4NO3、(NH4)2SO4是北京市PM2.5中水溶性铵盐组分的主要结合方式,,NH4NO3是硝酸盐的主要结合方式,(NH4)2SO4是硫酸盐的主要结合方式。(2)藻细胞浓度、叶绿素a含量与吸光度OD值三项监测指标两两之间具有较好的线性相关。采用吸光度OD值绘制了蛋白核小球藻的生长曲线。(3)蛋白核小球藻可以用来评价PM2.5的生物毒性特征,污染等级为轻度及以上会降低叶绿素荧光参数Fv/Fm,并且DIo/RC单元反应中心消耗的能量随着暴露时间的增加变得越来越高,用于光合作用的能量减少。(4)PM2.5溶液为轻度污染及以上时,藻细胞容易发生质壁分离,细胞膜从细胞壁上脱落下来,排列规则的叶绿体片层结构破坏,淀粉颗粒模糊不清,随着污染等级的增加,细胞结构受到的破坏也越来越明显。(5)对小球藻生长构成威胁的水溶性物种主要是以NH4NO3为首的硝酸盐与以(NH4)2SO4为首的硫酸盐。研究结果对于进一步探讨PM2.5中不同化学成分的综合毒性及其对人体健康的影响具有指导意义。