底栖生物膜作用下典型酚类内分泌干扰物的微界面环境行为

Embedded in extracellular polymeric substances (EPS) and mainly composed of mixed population of algae and bacteria, benthic biofilms constituted the micro-interface environment of chemical pollutants in sediments. The micro-interface behavior mediated by benthic biofilm provided the research basis of pollution control and bioavailability assessment. Based on the current pollution of phenolic endocrine disrupting chemicals (PEDCs) in mangrove wetland in the PRD area, combined with the newly developed means such as microscopy, optical spectrum, mass spectrometer, metagenomics, isotopic tracing, and etc, the present project intends to: 1) analyze the microbial diversity, EPS characterization and related environmental elements in the benthic biofilms; 2) probe the contribution of biofilm compositions such as microorganisms, EPS and sedimentary particles acting on the attenuation of representative PEDCs and related reaction mechanism; 3) clarify the environmental fate and bioavailability of representative PEDCs under the benthic biofilms and their compositions. The obtained results could provide the clues of disclosing the micro-ecological environment and function of the mangrove wetland.

胞外聚合物（EPS）中以细菌和微藻等微生物为主体的底栖生物膜，构成了沉积物中化学污染物的微界面环境。由环境微生物介导的污染物微界面行为是开展污染控制和生物有效性评估研究的基础。本项目基于珠三角红树林湿地中酚类内分泌干扰物（PEDCs）污染现状，结合显微、光谱、质谱、宏基因组和同位素示踪等技术手段，分析底栖生物膜中的微生物多样性、EPS特征及其与环境的关系，探讨微生物、EPS和沉积物颗粒等生物膜组分对PEDCs削减的微观作用机制，阐明典型PEDCs在生物膜及其组分作用下的环境行为和生物有效性，为揭示红树林湿地的微生态环境和功能提供理论依据。

胞外聚合物（EPS）中以细菌和微藻等微生物为主体的底栖生物膜，构成了沉积物中化学污染物的微界面环境。由环境微生物介导的污染物微界面行为是开展污染控制和生物有效性评估研究的基础。本项目基于珠三角红树林湿地中底栖生物膜特征及相应酚类内分泌干扰物（PEDCs）污染现状，探讨底栖生物膜作用下典型PEDCs的微界面环境行为。主要研究内容包括：①底栖生物膜组成及其相应环境和污染因子表征：通过野外样品采集及多组分分析，揭示了湿地、潮汐和季节对红树林生态系统底栖生物膜及相关沉积物性质的影响；阐明了红树林沉积物中底栖生物膜的特征及其对营养物质和污染物的反应变化。②污染物在生物膜组分作用下的转化机制：结合高分辨质谱和量子化学计算，阐明了绿藻对甲基菲的生物降解途径；揭示了溶解有机物替代物存在下羟基自由基介导的对羟基苯甲酸丙酯向对羟基苯甲酸甲酯的转化机制；解析了溶解有机物中羟基自由基引发的从17β-雌二醇到雌酮的暗转化机制。③底栖生物膜对污染物的响应机制：通过室内模拟实验，揭示了亚热带沿海潮间带系统中内分泌干扰化学物质存在条件下原核生物从破坏事件中的恢复及胞外聚合物作用；阐明了Tetraselmis属细胞生长和相应胞外聚合物对壬基酚、双酚A和17α-炔雌醇的比较响应机制。研究成果为完善 PEDCs 的生态风险评估和湿地生态保护提供了基础数据，也为湿地环境的污染控制和原位修复提供了技术基础。迄今为止，共计发表已标注该项目的第一/通讯作者 SCI 论文 7 篇，包括Water Res、Environ Int、Sci Total Environ、Environ Pollut和Front Mar Sci等JCR Q1 TOP SCI期刊。项目负责人在本项目资助期间再次获得国家自然科学面上项目的连续资助。随着项目顺利开展，已有1名博士生和3名硕士研究生顺利毕业并获得学位，参与学生获2021级国家硕士研究生奖学金，目前仍有在读3位博士生和2位硕士生在继续开展后续研究。