水体不同形态和组成有机质对典型全氟化合物生物富集作用的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51279010
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    79.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1007.环境污染治理与修复
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Known as a class of emerging organic pollutants of global concern, perfluorinated compounds (PFCs) exhibit unique hydrophobic and oleophobic properties that are notably different from the traditional organic counterparts. Previous studies about PFCs focused mainly on distribution, source, long-distance transport and biological toxicity. However, study on the bioaccumulation of PFCs is surprisingly scant, and the current understanding of the influence of organic matter on the bioavailability of PFCs in aquatic environment remains almost blank. In this project, various useful methods in aquatic environmental science, environmental chemistry, environmental geosciences as well as environmental biology will be employed as a whole to study the bioaccumulation of typical PFCs in zoobenthos and zooplankton. Specifically, we will conduct in-depth analyses of the extent as well as the mechanisms of the influences of organic matters, in both sedimentary and water phases with different sources and compositions (i.e. black carbon, humus and non-humic substances), on the bioaccumulation of PFCs. Given the fact that PFCs can easily bind to proteins, our study will pay great attention to the influence that the proteins, one kind of oxygen-consuming organic pollutant with a content several orders of magnitude higher than PFCs, have on the bioavailability of PFCs. The effects of organic matter on PFCs bioaccumulation under different pH and ionic strength conditions will also be studied. Furthermore, we will reveal the key components of organic matter that influence the bioaccumulation of PFCs most on the basis of experimental evidences, in an attempt to further promote the research on the behavior of PFCs in aquatic environment as well as to provide scientific basis for the ecological risk assessment of PFCs.
全氟化合物(PFCs)作为一类全球关注的新型污染物,具有疏水和疏油的特性,与传统疏水性有机污染物存在显著差异,但目前有关PFCs的研究主要集中在分布、来源、长距离传输和生物毒性方面,有关其生物富集作用的研究相当欠缺,有关水环境中有机质对其生物有效性的影响研究几乎为空白。本项目将水体环境学、环境化学、环境地学和环境生物学等方法相结合,研究典型PFCs在底栖和浮游动物中的生物富集作用;深入剖析沉积相和水相中不同来源和组成有机质(包括黑炭、腐殖质和非腐殖质物质)对PFCs生物富集作用的影响程度及影响机理;鉴于PFCs易与蛋白质相结合的特性,着重研究比持久性有机污染物PFCs含量高出数个数量级的耗氧性有机污染物蛋白质对PFCs生物有效性的影响;探讨不同pH和离子强度条件下有机质的影响;揭示影响PFCs生物富集作用的关键有机质组成,进一步深化PFCs的水环境行为研究,为其生态风险评价提供科学依据。

结项摘要

全氟化合物(PFASs)作为一类全球关注的新型污染物,与传统疏水性有机污染物存在显著差异,但目前有关PFASs的研究主要集中在分布、来源、长距离传输和生物毒性方面,有关其生物富集作用的研究相当欠缺,有关水环境中有机质对其生物有效性的影响研究几乎为空白。本项目揭示了典型PFASs在底栖生物(摇蚊幼虫)和浮游动物(大型蚤)中的生物富集作用;深入剖析了沉积相和水相中不同来源和组成有机质(包括碳质材料、腐殖质和非腐殖质物质)对PFASs生物富集作用的影响程度及影响机理;着重解析了比持久性有机污染物PFASs含量高出数个数量级的耗氧性有机污染物蛋白质类物质对PFASs生物有效性的影响;探讨了不同pH和离子强度条件下有机质的影响。发现随着长链PFASs(C8-C12)逐渐为短链PFASs(C4-C7)所替代,河流水体中短链PFASs的含量已逐渐占主导,且短链PFASs主要存在于水相,溶解性有机质对其分布有重要影响。长链PFASs在大型蚤体内的生物富集因子在91~ 380 L/kg之间,随着碳链长度的增加而增加,而且与其正辛醇/水分配系数呈正相关,说明PFASs的疏水性是影响其生物富集的重要因子,而且其官能团在富集过程中也起重要的作用。PFASs(C4-C12)在斑马鱼各器官内的富集存在差异,其中蛋白质含量较高的肝脏和血液中含量最高,而在蛋白质含量最低的肌肉中含量最低,并且长链对短链PFASs的生物富集有显著的抑制作用。水体蛋白质类物质的存在显著影响了PFASs的生物富集作用,且影响随蛋白质种类和浓度的改变而变化,较高浓度的蛋白质类物质(20 mg/L)都显著降低了PFASs的生物富集,这是由于水体蛋白质类物质与PFASs的结合降低了PFASs的生物有效态含量和生物吸收速率。蛋白质存在条件下,pH值的变化进一步影响生物富集;阳离子(Ca2+和Na+)含量的增加进一步抑制了全氟化合物的生物积累。尽管PFASs是一类亲蛋白质类的物质,水体腐殖酸类物质和其他有机质也是影响其生物有效性和生物富集作用的重要因素,且对PFASs生物有效性的影响与蛋白质类物质相当。沉积物中碳质材料的存在显著降低了PFASs的生物有效性,且生物体内PFASs含量的倒数与碳质材料含量呈线性负相关。成果为PFASs 的水环境行为预测提供了新的依据,为其生态风险评价提供了科学依据。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(6)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Modification of Fatty Acids in Membranes of Bacteria: Implication for an Adaptive Mechanism to the Toxicity of Carbon Nanotubes
细菌膜中脂肪酸的修饰:碳纳米管毒性适应性机制的意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Xia; Xinghui;Xia; Na;Zhang; Shangwei;Guo; Xuejun
  • 通讯作者:
    Xuejun
Effects of seasonal climatic variability on several toxic contaminants in urban lakes: implications for the impacts of climate chang
季节性气候变化对城市湖泊中几种有毒污染物的影响:对气候变化影响的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Environmental Sciences
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Qiong Wu;Xinghui Xia
  • 通讯作者:
    Xinghui Xia
Effects of Carbon Nanotubes, Chars, and Ash on Bioaccumulation of Perfluorochemicals by Chironomus plumosus Larvae in Sediment
碳纳米管、炭和灰分对沉积物中摇蚊幼虫生物富集全氟化合物的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Xi Chen;Xiuli Zhao;Huiting Chen;Mohai Shen
  • 通讯作者:
    Mohai Shen
Influence of Carbon Nanotubes with Preloaded and Coexisting Dissolved Organic Matter on the Bioaccumulation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons to Chironomus Plumosus Larvae in Sediment
碳纳米管预载共存溶解有机物对沉积物中摇蚊幼虫多环芳烃生物富集的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Environmental Toxicology and Chemistry
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Mohai Shen;Xinghui Xia;Yawei Zhai;Xiaotian Zhang
  • 通讯作者:
    Xiaotian Zhang
碳质材料和溶解性有机质对沉积物中全氟化合物在摇蚊幼虫体内富集的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生态毒理学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    文武;夏星辉
  • 通讯作者:
    夏星辉

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其他文献

黄河水体颗粒物对3种多环芳烃光化学降解的影响
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  • 期刊:
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  • 作者:
    王然;夏星辉;孟丽红
  • 通讯作者:
    孟丽红

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SRS: US-China: 城乡复合系统水体温室气体排放特征及调控机制
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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