我国环太湖地区人口密度大,城镇化水平高,畜禽和水产养殖业高度发达,使太湖水域不仅承受着富营养化日益严重的威胁,同时面临新兴污染物导致的潜在生态风险。本项目在"引江济太"工程背景下,采用现场调查、野外试验和室内模拟实验相结合的方法,研究新兴污染物- - 药物及个人护理品在调水工程输水区及受水湖区的组成、含量水平及时空分布变化规律,分析太湖异域新兴污染物的复合污染特征;结合主动生物监测技术和生态毒理学方法,阐明调水工程对太湖复合污染物生态效应的影响规律,建立富营养化水体新兴污染物的生态风险综合评价方法;采用室内模拟实验方法,研究环境相关浓度污染物对鱼类的亚致死效应、慢性毒性效应和联合毒性效应,揭示典型药物活性化合物的毒性交互作用机理。研究成果不仅可为湖泊水体复合污染的早期诊断和综合治理提供理论依据,同时对我国制定新兴污染物环境质量标准体系、规范新兴污染物的使用和排放具有重要的理论意义和实践价值。
Emerging contaminants;Complex pollution;Active biomonitoring;Integrated biomarker response;Ecological risk assessment
本项目在“引江济太”工程背景下,采用现场调查、野外试验和室内模拟实验相结合的方法,研究了新兴污染物——药物及个人护理品(PPCPs)在调水工程输水区及受水湖区的组成、含量及时空演变规律。建立了太湖水体痕量PPCPs的LC-MS-MS检测方法,对太湖北部PPCPs污染的时空分布规律进行了分析。共检测出9种PPCPs,其中磺胺甲噁唑和咖啡因浓度较高,最高浓度大于80 ng/L,而浓度最低的是雌酮和17α-炔雌醇。从时间分布看,非调水期的药物污染水平明显高于调水期。从空间分布看,梅梁湖、竺山湖药物浓度最高,贡湖次之,湖心最低。研究创建了主动生物监测技术和综合生物标志物指数相结合的污染水体生态风险评估方法,识别了太湖不同湖区的生态风险水平,阐明调水工程对太湖复合污染物生态效应的影响规律。风险评估结果表明竺山湖是环境压力最大的地方,其次是梅梁湖,而湖心区水质较好,是环境压力最小的地方。调水引流工程对改善贡湖水环境质量贡献最大。采用室内模拟实验方法,研究了典型PPCPs对水生生物的亚致死效应、慢性毒性效应和联合毒性效应。体外/体内毒性测试发现药物对鱼类产生了明显的肝细胞毒性和DNA损伤。生命周期暴露研究发现药物对亲代斑马鱼的生长和繁殖产生了明显的抑制作用,对子代胚胎的发育产生了致死和致畸效应。药物长期暴露对大型溞的存活、生长、繁殖及牧食能力产生了不利影响,阐明了影响大型溞生长和繁殖的临界浓度,揭示出了咖啡因/诺氟沙星、诺氟沙星/磺胺甲噁唑对大型蚤繁殖产生了协同效应。结合酶联免疫吸附竞争法和实时定量PCR法,研究了水体中典型雌激素和多环芳烃/除菌剂共同作用下对鱼类的影响,发现了雌激素和多环芳烃之间对鱼雌激素受体-芳香受体产生了相互抑制的交互作用,而雌激素与除菌剂之间对鱼内分泌功能产生了协同效应。在国内外核心期刊发表标注论文29篇,其中SCI收录18篇,EI收录2篇;申请发明专利4项,授权实用新型专利1项;参加国际会议交流4人次;获得教育部自然科学二等奖1项(第一完成人);出版编著1部;申请人入选江苏省“333高层次人才工程”。研究成果不仅可为湖泊水体复合污染的早期诊断和综合治理提供理论依据,同时对我国制定新兴污染物环境质量标准体系、规范新兴污染物的使用和排放具有重要的理论意义和实践意义。