富营养化水体中新型内分泌干扰物质的污染特征和复合生态毒理效应

There are chemicals in environment which can interfere with the production, release, transport, metabolism of retinoids mainly including retinoic acids, and therefore altering endocrine function at low concentration and affect the reproduction and development and leading to the deformation on wildlife and humans. The linkage between the emerging endocrine disruptors and deformation of wildlifes is of great concerned in environmental studies. Since these chemicals have interaction via different target endocine receptors, it is ncesssary to investigate the ecotoxicological effects of their mixtures in aquatic environment. In the current project, we aimed to explore the ecotoxicological effects of the emerging endocrine disruptors and their mixture in aquatic environment following our previous projects. We planned to investigate the occurrences and fates of chemicals which elicits the binding activity to retinoic acid receptor and retinoid X receptor, and the thyroid toxicity in water, sediment and biota samples, and to identify the unknown compounds with potential to elicit retinoic acid receptor and retinoid X receptor binding activities using a toxicity identification evalulation (TIE) method which conbines a instrumetnal analysis and bioassay. To assess the potential ecotoxicological effects of these emerging endocrine disruptors in filed, the project will further assess the ecotoxicological effects of a single emerging endocrine disruptor and their chemical mixtures in aquatic environment, and will make a survey on the incidence of deformation of wildlife. Through this project, we will provide the basis of method and theory for environmental management of the emerging endocrine disruptors.

环境中存在通过模拟或拮抗机体内维甲酸或影响维甲酸生成、释放和代谢的物质，这些物质在低浓度下能干扰内分泌系统的正常功能，影响繁殖发育而诱发人类或野生动物致畸。这类新型内分泌干扰物质和野生动物畸形的关系已经成为环境科学的前沿课题。由于此类物质的作用受体之间相互关联，有必要研究环境中该类物质的复合生态效应。本项目在前期工作基础上，以新型内分泌干扰物质及其复合污染下的生态毒理效应研究为总目标，监测典型水域中维甲酸受体和维甲酸X受体活性物质及典型甲状腺毒性物质，揭示其污染特征；采用化学检测和生物检测相结合的毒性评价方法，鉴定环境介质和野生生物体内具有维甲酸受体和维甲酸X受体活性的未知物质。开展野生鱼类和螺类畸形的调查，系统研究维甲酸受体活性物质的水生毒理效应及其与维甲酸X受体活性物质和甲状腺毒性物质的联合毒理效应，探索野生动物致畸的成因，为新型内分泌干扰物质的区域环境管理奠定理论和技术基础。

为了揭示太湖复合污染的生态健康影响，本课题系统调查了太湖地区视黄酸类、邻苯二甲酸酯类、有机磷酸酯类、全氟化合物和酚类物质的污染状况和野生动物的健康，弄清了两者的时空变化并结合实验室毒理学研究，展开了内分泌干扰物质的太湖生态健康效应研究。毒理学研究揭示了RAL、MEHP、TPhP、EHDPP、Equol的繁殖发育毒性，但在太湖浓度范围内风险较小。野外调查发现了太湖野生鲫鱼胚胎和幼鱼眼睛、骨骼、心脏、血管、脑、神经管、肤色、视神经等组织器官发育畸形。竺山湾最为严重，2017年的总发生率为9.9%，其次是梅梁湾（4.4%），贡湖（2.3%）和苏州（1.0%），三丁基锡可能是导致竺山湾高畸形率的主要物质。同时发现了野生鲫鱼胚胎的高死亡率，2017年竺山湾的死亡率高达38.8%，显著高于贡湖（6.9%, p < 0.01），苏州（3.5%, p < 0.01）、梅梁湾（1.3%, p < 0.01）。太湖各湾中的污染物质调查显示，竺山湾野生鱼卵中TDCPP的浓度为104.2 ng/g lw，极显著高于贡湖（4.6 ng/g lw, p < 0.01），苏州湾（4.0 ng/g lw, p < 0.01）和梅梁湾（1.6 ng/g lw, p < 0.01），与鱼卵死亡率有很好的相关性。竺山湾发育致死的鱼卵中TDCPP浓度高达134.5 ng/g lw，极显著高于同时期活卵中的平均浓度（1.7 ng/g lw,，p < 0.001），而活卵中TDCPP的浓度接近死卵率最低的梅梁湾鱼卵中的浓度（1.6 ng/g lw），表明TDCPP是可能导致竺山湾高死亡率的成因。为了追究竺山湾胚胎死亡成因，2018年竺山湾和贡湖分别筑人工鱼巢，观察两个湾鱼卵的发育过程，发现胚胎发育首日竺山湾鱼卵发育比贡湖延迟了约两小时，2.5 dpf竺山湾鱼卵未孵化率为17.1%，极显著地高于贡湖（3.2%，p < 0.01），表现出明显的胚胎发育迟缓。为了进一步证明TDCPP是导致野生鲫鱼高死亡率的原因，实验室将野生鲫鱼暴露TDCPP6个月, 8.1 ± 1.1与47.8 ± 2.3 μg/L暴露组的死卵率显著高于对照组, 暴露组的鱼卵浓度略低于野生鲫鱼鱼卵中TDCPP浓度，从而证明TDCPP是导致太湖野生鲫鱼胚胎高死亡率的主要成因。该项目为环境科学研究提供了方法学，结果为太湖流域的环境管理提供科学数据。