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为了研究汽车尾气颗粒物的结构和氮的种态以及苔藓细胞监视重金属元素的污染的机理,使用扫描透射X射线显微成像(STXM)技术和近边吸收精细结构谱(NEXAFS)研究了桑塔纳3000汽车和高尔汽车尾气颗粒物、苔藓细胞。通过桑塔纳3000和高尔汽车尾气颗粒物X射线吸收图像,发现存在很多粒径约500nm的单颗粒物,颗粒物的质量分布不均匀,有的颗粒物中间有空洞。测量了汽车尾气颗粒物、(NH4)2SO4和NaNO3的中N1s的NEXAFS谱,在401.7eV存在π*吸收峰；在406eV有不同的σ*吸收峰,铵盐有肩部结构。汽车尾气颗粒物和NaNO3中N1s的近边吸收谱在412eV和418.5eV有明显的σ吸收峰；(NH4)2SO4中N的近边吸收谱在413.5eV和421.8eV有更宽的σ吸收峰。采用NaNO3和(NH4)2SO4中N的近边吸收谱线性叠加拟合汽车尾气颗粒物的中N的近边吸收谱,NaNO3和(NH4)2SO4对桑塔纳3000汽车尾气颗粒物中N的贡献率分别为70％和28％,对高尔汽车尾气颗粒物中N的贡献率分别为71％和27％。硝酸盐是汽车尾气颗粒物中的N化学种态的主要存在形式。由堆栈扫描结果,经过主成分分析和聚类分析可知,桑塔纳3000和高尔汽车尾气颗粒物表层主要为硝酸盐,内部主要有少量铵盐和氮有机物,还有中间过渡层。通过对正常培养的苔藓细胞和富含不同浓度Cr(200mg·L-1与400 mg·L-1)的K2Cr2O7培养基培养的苔藓细胞研究,由TEM和STXM扫描图像可知,在重金属Cr的胁迫下,Cr在苔藓细胞内的叶绿体和细胞壁有明显的富集,高浓度胁迫的苔藓细胞损伤更大,富集浓度更高。由Cr的L边NEXAFS谱可知高浓度胁迫下细胞内的Cr6+的化学价态没有发生改变,而低浓度胁迫下细胞内的Cr6+的化学价态还发生了明显的降低。对不同浓度Cr污染,苔藓产生了不同的细胞结构变化和生理反应特征,苔藓细胞的自身免疫机制发挥了一定的解毒作用。运用STXM技术可以在细胞水平和分子水平揭示苔藓生物监视环境污染机理。同时还开展了用于低温STXM的低温样品研制工作。