氧化石墨烯与全氟辛烷磺酰基化合物对底栖贝类的联合毒性效应研究

Recently, much attention has been paid to e Perfluorooctane sulfonate (PFOS) due to its damage to the functions of the reproductive and endocrine systems in aquatic organisms. More and more engineered nanomaterials (ENMs) have migrated into the water environment through various ways with their widely application. The characteristic physic-chemical properties of ENMs renders their interaction with other aquatic organic pollutants, which leads to the bioavailability and toxicity changes. As the emerging contaminant, graphene oxide is characteristic of its high high hydrophilicity and high surface activity compared to other ENMs. In the present study, taking the widespread Corbicula fluminea and Bellamya aeruginosa as the representative mollusks, the laboratory ecological experiment simulating water-graphene oxide-mollusks systems will be conducted. The objective is to reveal the distribution of PFOS in the water-graphene oxide-mollusks systems. Moreover, through the measurement of toxicity endpoints for estrogenic effects induced by PFOS in mollusks, the combined toxic effects and mechanisms of PFOS and graphene oxide in mollusks will be elucidated. The results will provide theoretical references for the assessment of ENMs ecological risks and effective control of water pollution.

近年来，全氟辛烷磺酰基化合物因其对水生生物生殖和内分泌功能的毒性作用而备受关注。随着纳米材料的广泛应用，越来越多的人工纳米材料通过各种途径迁移到水环境中。特殊的理化性质使纳米材料与水体中的有机污染物相互作用，引起其生物利用度和毒性的变化。氧化石墨烯作为新兴环境污染物，具有不同于其他人工纳米材料的特性。本研究针对氧化石墨烯的高亲水性及高表面活性，以河蚬（Corbicula fluminea）和铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）为代表性贝类，通过模拟水生态微域的控制实验，揭示全氟辛烷磺酰基化合物在水体-氧化石墨烯-贝类体系中的分布规律。同时通过雌激素效应毒理指标的测定，考察氧化石墨烯与全氟辛烷磺酰基化合物复合体系对贝类生殖和内分泌功能的联合毒性效应及其作用机制，为人工纳米材料生态效应评价和水污染控制提供科学依据。

全氟辛烷磺酸(PFOS)是一类典型的新型持久性有机污染物，近年来因其对水生生物生殖和内分泌功能的毒性作用而备受关注。随着纳米材料的广泛生产与应用，越来越多的人工纳米材料通过各种途径迁移到水环境中。特殊的理化性质使纳米材料与水体中的有机污染物相互作用，引起其生物利用度和毒性的变化。氧化石墨烯（GO）作为新兴环境污染物，具有不同于其他人工纳米材料的特性。本研究针对GO的高亲水性及高表面活性，以河蚬为代表性贝类，建立实验室模拟水体-氧化石墨烯-贝类体系，以河蚬的鳃和消化腺为研究器官，测定暴露期结束后河蚬的行为变化及组织形态学变化，PFOS在河蚬体内生物富集情况、抗氧化防御系统酶指标的测定与基因表达情况，探究GO对河蚬体内PFOS的生物富集和毒性效应影响的机理研究；完成PFOS的生物富集和毒性效应之间响应机制的分析。结果表明，在相同浓度PFOS的暴露下，河蚬体内PFOS的生物富集量随着GO浓度的增加呈现先增加后降低的趋势，并在GO浓度为1 mg/L时存在最大值；相同暴露条件下，河蚬鳃中PFOS的生物富集量大于内脏团中的生物富集量；PFOS与GO单独暴露组河蚬鳃与内脏团的优化的综合生物标志物响应（EIBR）变化趋势相同，PFOS与GO共暴露组鳃与内脏团的变化趋势不同，其中在500 ng/L PFOS + 0.2 mg/L GO条件下，鳃的EIBR值最大，在500 ng/L PFOS + 1 mg/L GO条件下，内脏团的EIBR值最大；吸附PFOS的GO和游离在水中的PFOS的共同作用可以极大地影响PFOS对河蚬的生物富集和毒性效应，从而对水生生物的生存造成严重威胁。本项目的研究可为综合评价人工纳米颗粒与有机污染物复合污染体系水环境生态风险控制提供理论依据。