云南宣威是我国人群肺癌死亡率最高的地区之一，以往的研究结果认为该区的高肺癌死亡率可能与居民室内燃烧烟煤排放颗粒物中的多环芳烃(PAHs)有关，但近期的研究结果却显示燃煤排放颗粒物中的纳米石英可能是导致肺癌发生的原因。基于此，本研究采集了分布在肺癌高发区宣威市来宾镇及周边5个乡镇煤矿中15个煤样，分别对其原煤及燃煤排放颗粒物进行物理化学特征及生物活性的分析，以期为揭示宣威肺癌的高发机理提供新的科学数据。结果表明:（1）宣威煤以中挥发分、较高镜质组烟煤为主，煤中的主要矿物是石英、鲕绿泥石、高岭石和方解石；在不同煤样中，矿物质的结晶程度有所差异；煤中石英颗粒粒径大都分布在1~2μm，有的甚至小于1μm，石英矿物的形状不规则、以微小颗粒的形式填充在煤缝隙中。石英与鲕绿泥石共存的现象显示宣威煤中石英不是来源于岩石碎屑沉积，而是来源于富含Fe和Al的硅质热液流；此外，在肺癌高发区（来宾镇）的煤中Si+Fe质矿物含量较Si质矿物的含量高；（2）宣威煤燃煤排放颗粒物的粒径主要集中在1μm左右，燃煤排放颗粒物可以分为：烟尘集合体（C、S），球形颗粒（C、O、Si、Al），不规则的（变形的）块状物质（C、O、Cl），规则矿物颗粒（主要元素Si, O, Fe, Zn）和其他未知颗粒物；其中，烟尘集合体与球状颗粒的粒径多在10μm左右，而矿物颗粒、石英颗粒的粒径多在1μm左右，粒径较小；宣威地区燃煤颗粒物中能够观察到的单颗粒结晶矿物为石英和硫酸钙，STEM结果进一步证实其燃煤单颗粒矿物的主要成分为硅酸盐，硫酸盐和含Fe矿物。（3）化学元素分析（ICP-AES）结果显示：宣威煤中的无机化学元素可分为主量元素(Al, Ca, Fe, Mg, Mn, K)和痕量元素(As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Se, V,Zn)，元素的质量浓度分布规律为：飞灰>底灰>原煤。主量元素Al和Ca在原煤，底灰和飞灰中含量均相对较高；Fe元素在原煤和底灰中含量相对较高，分别为3.24%~37.73%和3.09%~40.83%，而在飞灰中含量相对较低，只有1.05%~6.27%；K在原煤和底灰中含量相对较低（除紫泉煤矿外）为0.66%~1,78%，而在PM10-1和PM1中含量却很高，分别为：26.83%~58.43%和28.87%~36.33%。痕量元素As, Co, Cr, Cu, Ni, V, Zn在原煤和底灰中的相对含量（0.29%~55.23%不等）要明显高于Cr, Pb和Se元素的含量，而在PM10-1和PM1中，元素含量相对较高的是Cr (32.30%~72.27%)，其次为Zn (0.03%~37.76%)，再次为As (9.43%~29.27%)；在飞灰中，Se的相对含量也要高于原煤和底灰，相对含量为0.00%~14.43%。（4）细胞毒性（MTT）的结果显示：同一煤矿，同一组分，不同染毒剂量下，染毒剂量越高，细胞的存活率越低;光明B2煤:在染毒剂量为80μg/mL时PM1水溶组分对细胞的损伤最大,细胞的存活率只有25.5%;田坝K1+K2煤:在染毒剂量为40μg/mL下PM10-1水溶组分对细胞的损伤最大,细胞存活率为52.9%;紫泉C2煤:在染毒剂量为80μg/mL下底灰全样组分对细胞的损伤较同种煤其他组分大，细胞存活率为71.2%。在同一染毒剂量下，石英与煤的其它组分间（个别除外）均存在显著差异性，且石英对细胞的损伤是最大的,同一煤矿，同一染毒剂量下，不同组分两两之间均会存在显著差异性,同一染毒剂量下，不同煤矿，不同组分之间也存在差异性，差异性主要集中在不同煤矿的PM10-1、PM1的全样组分和水溶组分之间。（5）DTT是评价颗粒物氧化能力的方法，其结果表明：同一煤样（光明B2煤、赵家冲B3煤、田坝K1+K2煤、紫泉C2煤），全样组分消耗DTT的速率要低于水溶组分消耗DTT的速率，PM10-1和PM1消耗DTT的速率要高于原煤和底灰；差异性分析结果显示，其不同煤矿不同组分之间差异性主要集中在PM1水溶组分，原煤全样组分和底灰水溶组分之间；其中紫泉C2煤的不同组分与其他煤相比均有显著差异性；光明B2煤的不同组分与其他煤种间的差异性也较为明显；在染毒剂量为40μg/mL下比较DTT和MTT结果的相关性，数据显示：光明B2煤和紫泉C2煤的不同组分DTT和MTT结果呈显著的正相关性，判定系数R2分别为：0.8147和0.9799；田坝K1+K2煤的全样组分MTT和DTT结果呈现正相关，而水溶组分MTT和DTT结果呈现负相关。整体来看， DTT和MTT的结果呈显著的正相关性，说明粒径越小的组分越容易诱发细胞产生活性氧，对细胞生长活性的抑制能力越强。DTT与ICP元素分析结果的相关性分析表明：光明B2煤样的重金属元素Fe、Zn、Cr、As四种元素与DTT消耗速率的判定系数R2分别为：0.4441、0.6985、0.6907和0.6952；而赵家冲B3煤样的Fe、Zn、Cr、As四种元素与DTT消耗速率的判定系数R2分别为：0.8692、0.8775、0.8637和0.8797，显示这几种重金属元素对DTT的消耗量有较明显的贡献。