【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，山東大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院劉汝濤教授團(tuán)隊在新污染物環(huán)境行為與毒性機(jī)理研究領(lǐng)域取得系列新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在Environmental Science & Technology (10.1021/acs.est.5c01254)、Environmental Science & Technology (10.1021/acs.est.4c13148)、Environmental Science & Technology (10.1021/acs.est.4c06163)、Water Research (10.1016/j.watres.2024.121562)等國際知名期刊上。
 

　　納米塑料(NPs)是全球關(guān)注的新興污染物。盡管目前研究表明NPs可以放大環(huán)境污染物的生物毒性，但其具體機(jī)制尚不清楚。團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)NPs誘導(dǎo)更高的鎘(Cd2+)細(xì)胞攝取量以及NPs負(fù)載的Cd2+在細(xì)胞內(nèi)的解吸附行為，是NPs放大Cd2+細(xì)胞毒性的先決條件。在致毒途徑的鑒定中，研究人員通過轉(zhuǎn)錄組測序和表型監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，炎癥反應(yīng)途徑和鈣(Ca)信號通路是導(dǎo)致Cd2+細(xì)胞毒性放大的主要分子事件。NPs協(xié)同Cd2+，更大程度地激活了炎癥性caspase-1依賴途徑和Ca2+-線粒體-caspase-3途徑，從而誘導(dǎo)了更嚴(yán)重的細(xì)胞焦亡和凋亡事件。研究闡明了NPs作為污染物毒性放大器的實際機(jī)制，為準(zhǔn)確評估復(fù)合污染中NPs的風(fēng)險提供了重要見解。
 

 

　　團(tuán)隊探究了水生食物鏈中工程納米顆粒(ENP)的環(huán)境行為和毒性，重點關(guān)注了它們的生物吸收、凈化和營養(yǎng)轉(zhuǎn)移效率。研究人員發(fā)現(xiàn)雖然沒有觀察到生物積累或生物放大，但ENP的特性和生物轉(zhuǎn)化顯著影響了它們在Eubranchipus vernalis-Oryzias latipes食物鏈中的吸收和凈化率。研究還強(qiáng)調(diào)了顆粒特性和暴露途徑對毒性的影響，揭示了氧化應(yīng)激導(dǎo)致的線粒體損傷和細(xì)胞功能障礙。就ENP特性而言，硫化和表面涂層積累強(qiáng)烈降低了O. latipes的毒性。上述研究表明，食物鏈基于不同ENP成分的積累和轉(zhuǎn)化強(qiáng)烈調(diào)節(jié)水生毒性，這有助于理解ENP的環(huán)境歸宿。
 

 

　　此外，團(tuán)隊在飲用水中檢測并鑒定出八種新型一鹵代羥基苯甲腈類消毒副產(chǎn)物，并對其毒性效應(yīng)與機(jī)制進(jìn)行了科學(xué)解析。結(jié)果表明，新型一鹵代羥基苯甲腈在飲用水中的濃度為0.04-1.83 ng/L，其細(xì)胞毒性高于多種已知一鹵代芳香族消毒副產(chǎn)物。轉(zhuǎn)錄組分析表明，一鹵代羥基苯甲腈對CHO-K1細(xì)胞的主要致毒機(jī)制為免疫毒性和遺傳毒性，并具有一定的致癌潛力。定量結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系模型表明，氧化應(yīng)激和細(xì)胞攝取效率是影響其細(xì)胞毒性的重要因素，并凸顯了飲用水中潛在的碘代羥基苯甲腈(如3,5-二碘-2-羥基苯甲腈)在未來研究中的重要性。上述發(fā)現(xiàn)對于更好地理解芳香族消毒副產(chǎn)物在飲用水中的健康風(fēng)險具有重要意義。
 

       相關(guān)研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃課題等項目的資助。