In January 2013, the real-time hourly average concentrations of six pollutants (CO, NO2, O3, PM10, PM2.5 and SO2) based on data from air quality monitoring stations in major Chinese cities were released to the public. That report provided a good opportunity to publicise nationwide temporal and spatial pollution characteristics. Although several studies systematically investigated the temporal and spatial trends of pollutant concentrations, the relation between air pollution and multi-scale meteorological conditions and their spatial variations on a nationwide scale remain unclear. This study analysed the air pollution characteristics and their relation to multi-scale meteorological conditions during 2014-2015 in 31 provincial capital cities in China. The annual average concentrations of six pollutants for 31 provincial capital cities were 1.2 mg m-3, 42.4 μg m-3, 49.0 μg m-3, 109.8 μg m-3, 63.7 μg m-3, and 32.6 μg m-3 in 2014. The annual average concentrations decreased 5.3%, 4.9%, 11.4%, 12.0% and 21.5% for CO, NO2, PM10, PM2.5 and SO2, respectively, but increased 7.4% for O3 in 2015. The highest rate of a major pollutant over China was PM2.5 followed by PM10, O3, NO2, SO2 and CO. Meteorological conditions were the primary factor determining day-to-day variations in pollutant concentrations, explaining more than 70% of the variance of daily average pollutant concentrations over China. Meteorological conditions in 2015 were more adverse for pollutant dispersion than in 2014, indicating that the improvement in air quality was caused by emission controls.

Long-term air quality data with high temporal and spatial resolutions are needed to understand some important processes affecting the air quality and corresponding environmental and health effects. The annual and diurnal variations of each criteria pollutant including PM2.5 and PM10 (particulate matter with aerodynamic diameter less than 2.5 μm and 10 μm, respectively), CO (carbon monoxide), NO2 (nitrogen dioxide), SO2 (sulfur dioxide) and O3 (ozone) in 31 provincial capital cities between April 2014 and March 2015 were investigated by cluster analysis to evaluate current air pollution situations in China, and the cities were classified as severely, moderately, and slightly polluted cities according to the variations. The concentrations of air pollutants in winter months were significantly higher than those in other months with the exception of O3, and the cities with the highest CO and SO2 concentrations were located in northern China. The annual variation of PM2.5 concentrations in northern cities was bimodal with comparable peaks in October 2014 and January 2015, while that in southern China was unobvious with slightly high PM2.5 concentrations in winter months. The concentrations of particulate matter and trace gases from primary emissions (SO2 and CO) and NO2 were low in the afternoon (~ 16:00), while diurnal variation of O3 concentrations was opposite to that of other pollutants with the highest values in the afternoon. The most polluted cities were mainly located in North China Plain, while slightly polluted cities mostly focus on southern China and the cities with high altitude such as Lasa. This study provides a basis for the formulation of future urban air pollution control measures in China.

Abstract Dendritic spines of excitatory neurons undergo activity-dependent structural and functional plasticity, which are cellular correlates of learning and memory. However, mechanisms underlying the rapid morphological changes immediately after NMDAR-mediated Ca 2+ influx into spines remain poorly understood. Here we report that endophilin A1, a neuronal N-BAR protein, orchestrates membrane dynamics with actin polymerization to initiate spine enlargement in the induction phase of long-term potentiation (LTP). Upon LTP induction, Ca 2+ /calmodulin enhances its binding to both membrane and p140Cap, a cytoskeleton regulator. As a result, endophilin A1 rapidly associates with the relaxed plasma membrane and promotes actin polymerization, leading to acute expansion of spine head. Moreover, not only the p140Cap-binding, but also calmodulin- and membrane-binding capacities of endophilin A1 are required for LTP and long-term memory. Thus, endophilin A1 functions as calmodulin effector to drive spine enlargement in response to Ca 2+ influx in the initial phase of structural plasticity.