湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究

湖泊具有供水、渔业、旅游、维持区域生态系统平衡等功能,是支撑我国经济和社会发展的重要资源之一。但是近30年来,湖泊富营养化所导致的蓝藻水华频繁暴发,生态灾害事件频发,严重影响湖泊功能的发挥,制约区域经济可持续发展。针对国家在保障区域水安全和生态安全、保护人民健康及建设和谐社会等方面的重大需求,国家重点基础研究发展计划项目"湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究"于2008年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①湖泊蓝藻水华主要衍生污染物的形成机理、迁移转化规律和毒理效应;②蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化和功能退化的机理;③蓝藻水华生态灾害评估及调控机理。针对上述科学问题,项目以蓝藻水华污染物的产生、湖泊生态系统结构与功能的响应以及生态灾害的评估与调控为研究主线,重点开展以下几个方面的研究:①蓝藻水华衍生污染物的产生及其环境过程;②蓝藻水华衍生污染物的毒理效应与生态和健康风险;③蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化与功能退化的关键过程和机制;④蓝藻水华灾害治理和调控的的技术原理和途径。项目的实施和完成将为我国湖泊蓝藻水华生态灾害的预防与控制提供理论和技术原理支撑。

中国滇西北某地区矿山、采石场等特殊区域周边土壤的重金属分布特征、源解析及风险评价

本研究在利用相关指数评估重金属(HMs)污染水平的基础上,结合网络环境分析(NEA)模型、人类健康风险评估方法(HHRA)以及正定矩阵因子(PMF)模型,对滇西北某矿区周边特殊环境区域的生态群落之间的风险进行了量化,计算了土壤中HMs对人体健康造成的风险,对HMs的污染来源进行了解析。土壤微生物、植物、草食动物和肉食动物的综合风险分别为2.336、0.876、0.114和0.082,表明土壤微生物是最大的风险受体。成年男性、成年女性以及儿童的总危害指数(HIT)分别为0.542、0.591和1.970,表明儿童有相对高且不容忽视的非癌症风险(NCR)。成年女性和儿童的总癌症风险(TCR)均超过了1.00×10^(-4),表明土壤HMs对他们产生了癌症风险(CR)。相对而言,Pb是高危金属,占成年男性、成年女性和儿童HIT的比重分别为53.76%、57.90%、68.09%。PMF解析得到五个污染来源:F1(工业),F2(农业),F3(生活),F4(自然)和F5(交通)。

重金属砷、镉和铅对树突状细胞的差异化功能损伤

为了探讨重金属砷、镉和铅对树突状细胞的毒性作用和功能影响,以骨髓源性树突状细胞(Bone marrow-derived dendritic cell,BMDC)为研究对象,采用Alamar blue法测定BMDC细胞的活性,采用流式细胞术检测BMDC细胞的凋亡、活化、吞噬以及抗原结合能力,并对细胞活性氧和丙二醛进行测定;采用荧光定量PCR检测BMDC细胞促炎/抗炎细胞因子的胞内表达水平.结果发现,3种重金属均可引起BMDC细胞活性降低(其中镉和铅可促进细胞凋亡)、导致细胞膜通透性改变并抑制细胞的活化;但3种重金属对BMDC细胞的功能影响存在差异,体现在砷可抑制BMDC细胞的吞噬功能,而铅和高浓度的镉则抑制BMDC细胞的抗原结合能力,同时促进促炎细胞因子的表达.上述结果表明,不同重金属对树突状细胞具有相似的细胞毒性,但对其功能的影响存在差异,其中,砷主要影响未成熟树突状细胞的吞噬功能,铅和镉则主要影响成熟树突状细胞的抗原结合功能.

一种基于荧光素的高选择性硫化氢荧光探针

以荧光素作为荧光基团,基于硫化氢(H2S)的还原性,设计合成了一种off-on型H2S荧光探针.该探针本身在乙腈溶液中荧光十分微弱,与H2S反应之后,在520 nm处产生强荧光,同时溶液颜色由无色变成亮黄色,可实现对H2S的可视化检测.随着H2S浓度的逐渐增高,探针的荧光强度和紫外吸收强度也逐渐增强,在0—50μmol·L-1的范围内,二者和H2S浓度之间都具有很好的线性关系,相关系数R2分别为0.9934、0.9921.探针对H2S具有很好的选择性,常见阴离子和还原性硫醇分子共存时,对检测不会产生干扰.该探针对H2S的检测限为10μmol·L-1,具有较高的检测灵敏度.