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典型孕激素在羅非魚體內(nèi)的生物富集與生物轉(zhuǎn)化規(guī)律研究獲進(jìn)展

作者:宋檢 時間:2022-12-08 來源:互聯(lián)網(wǎng)

孕激素作為類固醇激素的重要成員,廣泛用于避孕和治療激素引起的各種疾病,由于污水處理廠的不完全去除及各種養(yǎng)殖廢水的直接排放,孕激素在水環(huán)境中頻繁檢出。由于孕激素在ng/L濃度就會對水生生物產(chǎn)生潛在的生態(tài)風(fēng)險,因此引起國內(nèi)外廣泛關(guān)注。目前研究熱點(diǎn)主要集中在部分孕激素的分布特征和內(nèi)分泌干擾效應(yīng),而關(guān)于孕激素暴露下水生生物不同組織的生物富集與生物轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究屈指可數(shù)。

 

近期,中國科學(xué)院南海海洋研究所徐向榮團(tuán)隊和華南師范大學(xué)環(huán)境研究院研究員趙建亮合作,在實驗室模擬體系中人為添加環(huán)境濃度的孕激素藥物cyproterone acetate(CPTA),首次針對羅非魚從水相吸收、凈化孕激素的生物動力學(xué)過程進(jìn)行量化分析。結(jié)果表明CPTA在羅非魚不同組織中的富集能力較小,水相暴露在不同組織的生物富集動力學(xué)過程均表現(xiàn)出相似的規(guī)律,暴露4天基本均達(dá)到吸收平衡,凈化4天后母體CPTA大部分排出體外。肌肉組織是CPTA的主要存儲組織(圖1)。大部分CPTA進(jìn)入魚體不同組織后通過I相代謝和II相代謝轉(zhuǎn)化成了7種代謝產(chǎn)物,母體孕激素CPTA主要通過脫氯、水解、加氫和羥基化來生成代謝產(chǎn)物(圖2)。酶解實驗表明在膽汁、肝臟和肌肉組織中存在葡萄糖酸酐結(jié)合態(tài)和硫酸鹽結(jié)合態(tài)代謝產(chǎn)物。同時還檢測了7種內(nèi)源類固醇在外源孕激素CPTA暴露下的濃度變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)血液和肝臟中檢出的內(nèi)源性激素皮質(zhì)醇cortisol在CPTA暴露階段受到顯著影響,說明在低濃度短時間暴露條件下,cortisol可以作為孕激素CPTA污染暴露的指示物。該研究結(jié)果表明,盡管受污染的魚體內(nèi)殘留的CPTA濃度較低,但是CPTA的大部分都轉(zhuǎn)化成代謝產(chǎn)物繼續(xù)殘留在魚體不同組織中,今后的研究更應(yīng)關(guān)注這些殘留的代謝產(chǎn)物的生物富集潛力及其所帶來的潛在生態(tài)風(fēng)險。

 

該研究成果近期發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》(Environmental Science & Technology)上。該成果得到國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等的共同資助。

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中國科學(xué)院水生生物研究所研究員吳振斌團(tuán)隊前期研究發(fā)現(xiàn),垂直潛流人工濕地堵塞的部位主要發(fā)生在基質(zhì)表面和上層填料層,難降解生物質(zhì)污染物是濕地基質(zhì)堵塞物的主要成分之一。人工濕地基質(zhì)堵塞問題已成為制約人工濕地持久、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的主要障礙,亟待解決。研究團(tuán)隊在前期研究基礎(chǔ)上,根據(jù)堵塞物特性研制了可見光響應(yīng)型疏水性復(fù)合光催化劑,該催化劑具有良好的可見光響應(yīng)性能,可優(yōu)先高效去除難降解污染物,并揭示了優(yōu)先去除難降解有機(jī)污染物的降解率和動力學(xué)過程。該復(fù)合光催化材料可作為表層基質(zhì)進(jìn)一步應(yīng)用于潛流人工濕地系統(tǒng),優(yōu)先降解難降解污染物,有效緩解人工濕地基質(zhì)堵塞問題,延長人工濕地使用壽命。 相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于化學(xué)環(huán)境期刊Chemical Engineering Journal。研究工作得到國家自然科學(xué)基金青年基金(51709254)、中科院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計劃(STS計劃)(KFJ-STS-ZDTP-038)和中科院知識創(chuàng)新工程青年人才領(lǐng)域前沿項目等的支持。研究工作由水生所、中科院武漢巖土力學(xué)研究所、浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計研究院、加利福尼亞大學(xué)河濱分校等單位合作完成,論文通訊作者是水生所副研究員張義。

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