水體中藥物活性化合物的生物累積效應及生態風險

《水體中藥物活性化合物的生物累積效應及生態風險》是依託河海大學，由陸光華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：水體中藥物活性化合物的生物累積效應及生態風險
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陸光華
• 依託單位：河海大學

項目摘要

藥物活性化合物(PhACs)在水環境中廣泛存在，已經成為全球重要的新興污染物。本項目採用野外試驗和室內模擬試驗相結合的方法，進行典型PhACs的生物累積效應及生態風險研究。調查分析PhACs在太湖水體及不同營養級水生生物體內的賦存狀態和時空分布特徵，闡明PhACs在自然水生食物鏈上的遷移規律；採用實驗室構建的水生食物鏈系統，研究環境相關濃度PhACs的生物累積動力學特徵，獲得生物累積因子；從分子水平考察生物體內累積的PhACs可能產生的負面影響，揭示生物累積因子與綜合生物回響之間的內在聯繫；識別PhACs生物累積的主要影響因素，揭示典型PhACs的代謝轉化機制和毒性作用機制；基於環境相關濃度、生物累積效應和生物分子水平上的生理回響對水體中的PhACs進行生態風險評估。研究成果不僅可為水體新興污染物的風險識別提供科學手段，也可為藥物污染控制和地表水水質標準完善提供科學依據。

結題摘要

藥物活性化合物（PhACs）具有特殊的藥理和生理功能，長期暴露可能對非靶生物的新陳代謝產生累積效應，已經成為一類重要的新型污染物。本項目對太湖典型的PhACs進行生物累積、代謝及生態風險研究，成果不僅可為水環境中新興污染物的生態風險評估開闢新的視角，還可為我國地表水環境質量標準的完善提供科學依據，同時也可為城市水源地保護和新興污染物控制提供理論與技術支撐。 採用被動生物監測法，在全太湖進行了的現場觀測研究。在水和底泥中檢出了18種PhACs，在水生生物樣品中有15種PhACs檢出，濃度範圍在幾到幾百ng/L或ng/g(乾重)。典型PhACs營養級放大因子範圍為0.28–1.25，表明這些PhACs能夠在天然食物鏈上傳遞，但是沒有明顯的營養級放大效應。 實驗室構建了三級水生食物鏈，發現PhACs在各營養級生物體內均有累積，親脂性藥物能夠在食物鏈上傳遞。魚類肝臟是PhACs主要的累積器官，並可以通過脫甲基、脫烷基、脫水等多種I相過程進行代謝轉化。PhACs母體及其代謝產物誘導了非靶生物的乙醯膽鹼酯酶、抗氧化酶及生物轉化酶，從而對生物機體捕食、游泳、解毒、生殖等功能產生脅迫效應。 研究了不同藥物對魚體生物累積效應和生化回響的互動作用，共暴露的弗西汀顯著提高了鯽魚肝臟中羅紅黴素和普萘洛爾的累積水平，降低了相應的肝BFCOD和EROD活性，並在基因水平抑制CYP mRNA的表達，從而抑制了羅紅黴素和普萘洛爾的代謝。此外，藥物共暴露可對鯽魚肝臟造成了更為嚴重的氧化損傷，並進一步抑制了覓食率。 結合被動生物監測和主動生物監測技術，研究了南京城市水體PhACs的生物累積及生態風險。鯽魚肝臟的生物累積因子為195-2782。結合風險熵值法和改進的綜合生物標誌物回響法的生態風險評估結果表明，污水廠下游污染物對魚類的不利影響明顯高於上游，污水廠尾水是自然水體中藥物類污染物主要來源之一。紅黴素、雙氯芬酸和炔雌醇是太湖流域需要加強監管的新型污染物。 在國內外核心期刊發表標註論文34篇，其中SCI收錄23篇，1篇Essential Science IndicatorsSM高被引論文；獲得發明專利授權5項；參加國際會議交流6人次；獲得江蘇省教育科學研究成果（高校科學技術研究類）一等獎1項；申請人入選2015年教育部長江學者特聘教授和江蘇省第五期“333工程”第二層次培養對象。