基于藻华暴发过程影响的湖泊中砷迁移转化及驱动机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41907335
  • 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:
    D0711.污染物环境行为与效应
  • 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

Algal bloom is an important inducement that cause deterioration of water quality in lakes of China. Algal bloom decomposition would promote arsenic (As) release by triggering anoxia in surface sediments; furthermore, the conversions between different As species depend on algal metabolism. The above processes result in the dynamic changes of As ecological risk. In this study, algal blooms will be selected as the entry point to analyze distributive changes of As combining field observation and indoor experiments. The objectives of this study are to determine the dynamic distribution characteristics of As and the main controlling factors during algal bloom process, and to identify main driving mechanism in transportation and transformation of As during rapid-, stationary- and decay stages of algal growth. Relevant results will contribute to fill the research gaps about regulation of algal blooms on As biogeochemical behavior, and will provide the data basis for the establishment of the association between algal blooms and As cycling. Meanwhile, the results will reveal controlling of algal blooms process on the distribution of As species posing different toxicities, favoring the prediction of As ecological risk in eutrophic lakes.
藻华暴发是我国湖泊水质恶化的重要诱因。藻华分解可通过触发表层沉积物缺氧状态促进砷的释放,而游离态砷的形态转化依赖浮游藻类的代谢;上述过程导致砷生态风险的动态变化。本研究以藻华暴发为切入点,结合实地观测与模拟研究,明确藻华暴发过程中砷的动态分布特征及其主控因素;识别藻华快速生长-稳定-衰亡阶段砷迁移转化的主要驱动机制;旨在填补藻华暴发在砷生物地球化学行为中调控作用的研究空缺,为藻华暴发过程与砷生物地球化学循环间关联的建立提供数据基础。同时,基于不同形态砷的毒性差异,揭示藻华暴发过程对水体砷形态分布的调控,为富营养化湖泊中砷生态风险的预判提供参考依据。

结项摘要

藻华暴发是我国湖泊水质恶化的重要诱因。藻华分解可通过触发表层沉积物缺氧状态促进砷的释放,而游离态砷的形态转化依赖浮游藻类的代谢;上述过程导致砷生态风险的动态变化。本项目以藻华暴发为切入点,以沉积物-水-浮游植物体系为研究对象,阐明了藻华暴发过程与沉积物-水界面氧/还状态耦合作用下环境体系中砷的动态变化特征,并结合宏观与微观层面识别了藻类不同生长阶段砷迁移转化的主要驱动机制,据此初步构建了藻华暴发过程与砷循环的关联,可为富营养化湖泊砷生态风险的预判提供参考依据。主要研究结果如下:.(1)研究发现水相中砷的浓度变化表现为藻类增殖-腐解期维持在相对高位、休眠期显著下降、复苏期又逐渐上升,从赋存形态来看,增殖期毒性更高的三价砷增加,砷生态风险相应升高;.(2)根据多介质砷形态变化及统计学分析,识别出藻类增殖-腐解期发生固相砷释放与水相砷还原/甲基化的主要驱动机制为界面有机物质的耗氧分解与藻类的砷代谢,而藻类休眠-复苏期的界面复氧诱发了游离态砷向沉积物的汇集;.(3)水相中砷还原及甲基化基因丰度在藻华发生过程中的变化与水相砷趋于一致,且水体中三价砷及藻类胞内甲基砷与砷还原、甲基化基因呈显著正相关,从分子层面反映出砷代谢基因对环境中砷行为的调控。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
呼伦湖砷的时空分布特征及成因分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境科学研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    车霏霏;君珊;陈俊伊;郭云艳;王书航;包文旗
  • 通讯作者:
    包文旗
青海湖沉积物重金属分布及其潜在生态风险分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张雅然;车霏霏;付正辉;许野;李薇
  • 通讯作者:
    李薇
Arsenic distribution and speciation in multiphase media of a lake basin, Tibet: The influences of environmental factors on arsenic biogeochemical behavior in the cold arid plateau lake
西藏某湖盆多相介质中砷的分布与形态:环境因素对高原寒旱高原湖泊砷生物地球化学行为的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Feifei Che;Xia Jiang;Cheng Yao;Li Zhao;Kun Wang
  • 通讯作者:
    Kun Wang
寒旱区草原湖泊沉积物重金属地球化学基线构建——以达里诺尔湖为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李贺;姜霞;王书航;车霏霏
  • 通讯作者:
    车霏霏
Study on the management efficiency of lanthanum/iron co-modified attapulgite on sediment phosphorus load
镧/铁共改性凹凸棒石对沉积物磷负荷的管理效能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Chemosphere
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Yihe Qu;Li Zhao;Zhenghai Jin;Haoran Yang;Chengqi Tu;Feifei Che;Mohammad Russel;Xinshan Song;Wei Huang
  • 通讯作者:
    Wei Huang

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其他文献

铜绿微囊藻在不同磷条件下对砷的吸收与净化动力学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    罗专溪;颜昌宙;车霏霏;严雅萌
  • 通讯作者:
    严雅萌
不同磷水平下铜绿微囊藻对砷酸盐的吸收和净化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王振红;罗专溪;车霏霏;严雅萌;颜昌宙
  • 通讯作者:
    颜昌宙
Arsenate biotransformation by Microcystis aeruginosa under different nitrogen and phosphorus levels
不同氮磷水平下铜绿微囊藻对砷酸盐的生物转化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Environmental Sciences
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    车霏霏;杜苗苗;颜昌宙
  • 通讯作者:
    颜昌宙
不同磷水平下铜绿微囊藻对砷酸盐的吸收和净化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗专溪;车霏霏;严雅萌;颜昌宙
  • 通讯作者:
    颜昌宙
Spatial and seasonal changes of arsenic species in Lake Taihu in relation to eutrophication
太湖砷形态时空变化与富营养化的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    颜昌宙;车霏霏;曾丽清;王灶生;杜苗苗;魏群山;王振红;王大鹏;甄卓
  • 通讯作者:
    甄卓

其他文献

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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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