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中国科学院污染生态与环境工程重点实验室跨学科青年创新研究团队取得阶段性科学成果
大  中   2018-02-08 编辑: 打印本页

  按照沈阳应用生态研究所“一三五”发展规划和中国科学院污染生态与环境工程重点实验室的创新研究目标,在自愿组合、申请、答辩和评审的基础上,重点实验室1840岁以下的青年研究人员于20173月组建了三个跨学科青年创新研究团队,旨在突破重要科学难点、培养青年骨干人才和加强交叉研究合作。三个青年团队一共获得重点实验室年总金额约120万元的资助。自成立以来,各创新团队定期召开团队会议、深刻探讨科学问题、不断融合研究成果,营造了浓厚的学术氛围和合作精神。经团队成员一年的共同努力,在Nature Chemical BiologySmallEnvironmental Science & TechnologyBioresource Technology等国际SCI学术期刊一共发表重要研究论文16篇,授权发明专利1项,在以下几个主要方面取得了阶段性创新研究成果。 

    

  “三氯生在环境中的归趋行为研究”创新团队 

  团队负责人:严俊研究员 

  团队成员:  刘睿研究员、安婧副研究员、陈希娟副研究员、史荣久副研究员、杨伟超助理研究员 

  三氯生作为一种广谱抗菌,在许多日常生活用品,例如药品、清洁护肤品、儿童玩具和医疗用品中有着广泛的应用。三氯生被归类为新兴污染物的一种,几乎能在从水生到陆生生态系统中的所有介质中被检出,其污染对自然环境和人类健康都带来极大的影响。该团队围绕三氯生在不同环境介质中存在的状况以及潜在的生物暴露风险,针对三氯生在厌氧条件下、水生生态环境中、肠道环境中以及土壤环境中的迁移、降解和转化等环境行为进行了研究,系统深入的揭示三氯生的降解和转化途径以及相关的微生物学机制,并阐明可能引起的毒理效应及暴露风险。研究表明,三氯生在厌氧培养条件下首先发生还原性脱氯反应,这可能是三氯生在厌氧条件下一种新的降解途径,对于三氯生脱氯产物的结构鉴定目前正在进行中;水生生态环境中三氯生对水芙蓉、水葫芦和斑马鱼这些水生动植物均表现出一定的毒性作用;土壤环境中,土壤有机质能够增加土壤对三氯生的截留,其程度随土壤有机质含量的增加而增加,相关机制仍在调查中。 

三氯生的生物降解途径 

    

  “重金属行为特性及对人体健康的风险研究”创新团队 

  团队负责人:王少锋研究员 

  团队成员:  吴星副研究员、迟光宇副研究员、李波副研究员、曾祥峰助理研究员、张丹妮助理研究员、袁子丹助理研究员、赵峰助理研究员 

  土壤与水体砷污染是全球重要的环境和公共健康问题之一,砷的毒性与其在环境中的赋存形态密切相关,而砷形态又受环境条件影响(例如酸碱度、氧化还原电位、有机质、共存离子等)。地下水与地表水环境中的沉积层大多处于缺氧环境,砷在其中的地球化学行为及作用机制还存在许多未解之谜。该团队主要对铁砷互相作用及形态转化进行了研究,详细阐明了硫酸盐体系中在不同pH值条件下形成的铁氧化物悬浊液对砷的吸附性能等。研究发现(1)偏酸性条件下,硫酸盐介质水铁矿转化产物仅为针铁矿;但是在硝酸盐介质转化产物却以赤铁矿为主,同时产生少量的针铁矿,针铁矿并不是水铁矿向赤铁矿转化过程的中间体。在偏碱性条件下,硫酸盐介质中的转化产物以赤铁矿为主,伴随少量针铁矿,而硝酸盐介质中则不会形成针铁矿,转化产物仅为赤铁矿。硫酸盐介质中水铁矿的结晶转化速率受pH值影响较小,而硝酸盐介质中,偏碱性条件下水铁矿的结晶速率要高于偏酸性条件。(2) 铁砷摩尔比相对较大时,液相中释放的砷的含量都较低。此时砷对铁氧化物的转化抑制现象并不明显。强酸性条件下,无定形水铁矿结晶转化过程中伴随着液相铁的再次沉淀。强碱性和强酸性条件下形成的样品的结晶转化速率要大于在弱酸性和弱碱性条件下形成的样品。另外,该团队在微生物采油条件及工艺方面也进行了深入研究,发现油藏本源铜绿假单胞菌(Pseudomonas Aeruginosa)被人为强化后,石油烃降解菌和表面活性剂产生菌的丰度升高,硫酸盐还原菌和铁细菌等有害菌丰度降低,厌氧条件可显著抑制微生物合成表面活性剂的能力 

    

  “黒磷细胞毒性的尺寸效应及其机理研究创新团队 

  团队负责人:张雪娇副研究员 

  团队成员:  赵青研究员、李晓军副研究员、贾春云副研究员 

  黒磷不仅在电子以及光电子领域领域备受青睐,它在生物医学领域也有突出的表现和广阔的应用前景。黒磷在光热和光动力治疗各种癌症(例如:乳腺癌、宫颈癌和胶质瘤)表现出巨大的潜力。此外,它还能作为一个高效的癌症治疗药物的运输载体。因此,深入地了解黒磷的细胞毒性至关重要。团队与美国麻省大学邢宝山课题组合作,对黒磷的细胞毒性进行了系统的研究。利用化学气相沉积法合成高结晶质量的黒磷单晶,采用水相剥离的方法获得不同横向尺寸和厚度的黒磷薄片用于细胞毒性研究,实时细胞分析的结果表明,黒磷薄片的浓度和尺寸对不同类型的细胞的毒性存在显著差异,细胞毒性来源于细胞内的活性氧生成和细胞膜的破坏,但只有后者与黒磷薄片的尺寸大小有关。由此可见,黒磷引发细胞失活的机制是异常复杂的,需要更为深入的研究 

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  (污染生态与环境工程重点实验室供稿) 

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