微塑料对土壤典型持久性有机污染物生物有效性的影响及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41907341
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0708.生态毒理学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Plastic has been the most important material for human life and industrial production. Large-scale production and massive consumption of plastics have led to the worldwide accumulation of plastic wastes both in the ocean and on the land. Due to their durability and refractory to biodegradation, plastics can remain in the environment for many years, while their physical breakdown leads to the formation of small plastic particles, including microplastics. As a class of emerging contaminants, microplastics are a global environmental concern. While numerous studies have described the occurrence and adverse effects of microplastics in the aquatic environment, relatively little is known about their fate and effects in the terrestrial environment, even though large amounts of microplastics enter soil via a multitude of routes. This proposal aims to investigate the effects of microplastics on the bioavailability of persistent organic pollutants in soil. Briefly, microplastics with different polymers and different soils will be selected. PAHs and PCBs will be chosen as the typical contaminants in soil. The change of sorption characteristics of the soils will be investigated after amendment with microplastics and aged microplastics. In addition, the freely dissolved concentration, bioaccessibility, and bioaccumulation of the contaminants will be investigated in the soils amended with microplastics. The implement of the project will provide a scientific basis for the risk assessment of microplastics in the soil environment and food chain, which is of great importance for both academic research and real applications.
塑料已成为现代生活和产生不可或缺的一种生产材料,而其造成的微塑料污染已经成为新型环境问题受到全球的重视。当前对微塑料的研究多集中于水域生态系统,而作为微塑料重要的源头和主要汇集地,很少有研究涉及到土壤中微塑料污染。微塑料进入土壤后可改变土壤性质,进而影响有机污染物在土壤中的环境行为。本项目旨在研究微塑料对土壤持久性有机污染物生物有效性的影响。拟分别选取不同成分的微塑料颗粒和不同性质的土壤,通过研究有机污染物吸附行为特征,探索土壤添加微塑料及环境老化微塑料后吸附特性变化,识别影响污染物生物有效性的主要因素;系统研究微塑料颗粒对土壤有机污染物的间隙水浓度、生物可利用度以及生物积累的影响,探明微塑料影响生物有效性的机制。项目的实施可揭示土壤微塑料对有机污染物的传递规律,为建立微塑料土壤生态风险评价和食物链风险评估提供科学依据。

结项摘要

土壤环境是微塑料最大的聚集汇和水环境微塑料的重要来源。由于微塑料粒径小、比表面积大、疏水性较强,其在土壤环境中可以作为一种较强的吸附介质而影响土壤中有机污染物的环境行为。但与水环境中的研究相对比,很少有研究涉及到土壤中微塑料是否能够作为载体影响污染物在土壤动物中的积累。对此,项目设计了多种暴露模式,包括污染微塑料进入干净土壤环境以及干净微塑料进入污染土壤环境,研究这一过程中蚯蚓积累疏水性有机污染物的变化。同时考虑到微塑料在环境中会进一步破碎而形成更小颗粒的事实,课题组探讨了微塑料颗粒大小是否对微塑料载体起到关键影响作用。研究表明微塑料与污染物之间的平衡状态是决定微塑料增加或减少污染物积累的关键,而微塑料对整个积累的贡献则与微塑料颗粒大小相关。研究表明蚯蚓暴露于预先污染的微塑料与干净的土壤环境中,微塑料携带的污染物可被蚯蚓吸收。蚯蚓积累系数在污染微塑料+干净土壤的暴露下(S2),要小于其暴露于干净微塑料+污染土壤(S1)。这一结果表明,HOCs在微塑料上的生物有效性要小于其在土壤中的有效性。这是由于在静态环境中,HOCs与微塑料之间的分配平衡要远远慢于HOCs与土壤颗粒之间的分配。造成S2暴露情景下HOCs在土壤间隙水中的浓度要低于S1。随着微塑料粒径逐渐降低,微塑料的载体作用逐渐增大,这一结果表明在实际环境中随着微塑料的不断破碎,其对HOCs的吸附吸收会逐渐增强,从而增加了其在污染物积累中的作用。且微塑料粒径减小也会进一步增加其被土壤动物吞食的风险,造成的危害会更严重。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Microplastics reduce soil microbial network complexity and ecological deterministic selection
微塑料降低土壤微生物网络复杂性和生态确定性选择
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Environmental Microbiology
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Jia Shi;Yuanze Sun;Xiang Wang;Jie Wang
  • 通讯作者:
    Jie Wang
Deciphering the Fingerprint of Dissolved Organic Matter in the Soil Amended with Biodegradable and Conventional Microplastics Based on Optical and Molecular Signatures
基于光学和分子特征,破译用可生物降解和传统微塑料改良的土壤中溶解有机物的指纹
  • DOI:
    10.3390/w9100778
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Yuanze Sun;Xinfei Li;Xiaomin Li;Jie Wang
  • 通讯作者:
    Jie Wang
Deciphering the Mechanisms Shaping the Plastisphere Microbiota in Soil
破译土壤中塑料球微生物群的形成机制
  • DOI:
    10.1128/msystems.00352-22
  • 发表时间:
    2022-08-30
  • 期刊:
    mSystems
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Yuanze Sun;Jia Shi;Xiang Wang;Changfeng Ding;Jie Wang
  • 通讯作者:
    Jie Wang
LDPE microplastics significantly alter the temporal turnover of soil microbial communities
LDPE 微塑料显着改变土壤微生物群落的时间周转
  • DOI:
    10.1063/1.5017698
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jie Wang;Muke Huang;Qian Wang;Yuanze Sun;Yanran Zhao;Yi Huang
  • 通讯作者:
    Yi Huang
Effects ofmicroplastics on soil microbiome: The impacts of polymer type, shape, and concentration
微塑料对土壤微生物组的影响:聚合物类型、形状和浓度的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yuanze Sun;Chongxue Duan;Na Cao;Xinfei Li;Xiaomin Li;Yumei Chen;Yi Huang;Jie Wang
  • 通讯作者:
    Jie Wang

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其他文献

Pd/TiO_2/棉花纤维复合催化材料的制备与性能研究
  • DOI:
    --
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    余家国
基于头脑风暴优化的PCNN路面裂缝分割算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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    --
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  • 通讯作者:
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一种用于Σ-ΔADC的低功耗数字抽取滤波器
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    金湘亮
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    --
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    --
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基于模糊邻域粗糙集的信息系统不确定性度量方法
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    2017
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    --
  • 作者:
    徐风;姚晟;纪霞;赵鹏;汪杰
  • 通讯作者:
    汪杰

其他文献

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微塑料对土壤疏水有机污染物的载体效应定量评价及影响机制研究
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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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