微塑料与手性PPCPs的联合作用对水生食物链的潜在生态影响

Nowadays, the microplastic and Chiral PPCPs in aquatic environment is more than just a normal problem. Microplastic become an environmental problem due to them accessible to a wide range of organisms with potential for toxicological harm because their small size (millimeters even smaller), big specific surface area. Forty percent of PPCPs are chiral, which might perform differently in the processes of pharmacological activity, metabolism, and toxicity intake by organism. So far, there is a lack of data of the effects of microplastic and Chiral PPCPs combined pollution. Laboratory simulation is an effective way to study the combined pollution. In this work, through the toxicology， subcellular separation and chiral separation experiment, a water-sediment-algal-molluscs lab scale aquatic ecosystems are plan to set up and expose to microplastic and chiral venlafaxine to investigate the effect of two contaminates combined pollution and the enantioselective environmental behaviors. Our research will provide scientific basis of microplastic and PPCPs for aquatic organisms and human health risk assessment.

水污染已经成为全世界环境科学家越来越关注的问题，而水环境中的微塑料和手性药物的污染备受瞩目。微塑料自身具有体积小，比表面积大的特点，进而吸附水中微量有机物进入到水生生物体内。药物中手性药物大约占了40%，当这些异构体进入到生物体后会在药理活性、代谢过程、急慢性毒性等方面产生显著差异。对于这两类物质在水环境中的复合污染规律研究目前还缺乏足够的数据。通过实验室模拟是研究复合污染的一条有效途径。本项目拟通过建立水-沉积物-淡水藻-淡水贝的模拟水生食物链，长期静态暴露微塑料和手性药物文拉法辛，通过毒理学试验、细胞亚结构分离技术、手性化合物分离等技术，研究微塑料与手性药物这两种污染物对水环境的复合污染以及在水生食物链中的迁移，同时在对映体层面上研究手性药物及其代谢物的立体选择性环境行为。项目成果将进一步为水环境中微塑料和痕量有机污染物对水生生物及人类健康的风险评估提供理论依据。

微塑料microplastics和药品与个人护理PPCPs，是近年来受到科学界和公众广泛关注的两类“新型”化学物质。中国是塑料和药品及个人护理品生产和使用的大国，并被认为是全球陆源塑料垃圾排放最多的国家之一，而且最近的数据表明其产量和用量仍在呈增长的态势。因此，本文建立了水-沉积物-浮萍-泥鳅模拟水生态系统，水-淡水藻-淡水蜗牛水生食物链来考察微塑料与文拉法辛及甲基苯丙胺在水环境中的复合污染规律。主要研究内容和结果如下：.考察了微塑料对水中文拉法辛和去甲基文拉法辛的吸附效应。结果表明水中一半以上的有机污染物会被高浓度的微塑料所吸附。同时考察了不同浓度的微塑料对文拉法辛和去甲基文拉法辛在水-沉积物，水-浮萍，水-泥鳅，水-沉积物-浮萍-泥鳅体系中的迁移转化及立体选择性降解规律。实验结果发现，高浓度的微塑料使得更多的有机污染物分布在沉积物及富集到泥鳅体内，且产生了立体选择性。考察了微塑料与苯丙胺对小球藻的毒性。结果表明微塑料的添加增大了苯丙胺对小球藻的毒性。考察了微塑料对甲基苯丙胺在水-淡水蜗牛，水-淡水藻，水-淡水藻-淡水蜗牛食物链中的传递及生物放大效应的影响。结果发现微塑料的存在，使得有机污染物从低营养级生物向高营养级生物的传递及生物放大效应风险现状增加。.基于我们的实验结果，水环境中的微塑料很可能延长有机污染物在各基质中的保留时间，同时增大了污染物在食物链顶端生物中的富集。因此，控制塑料垃圾向水环境中排放，加强微塑料的管控，具有十分重要的实际环境意义。