新污染物一般是指環(huán)境中新出現(xiàn)的或新近引起人們關(guān)注的具有生物毒性、環(huán)境持久性和生物累積性等特征的有毒有害化學(xué)物質(zhì)。食物和飲用水是人類攝入污染物的主要途徑。近年來(lái),人們?cè)谑澄锖惋嬘盟蓄l繁檢出微塑料(MPs)和消毒副產(chǎn)物(DBPs)等典型新污染物,存在極大的健康風(fēng)險(xiǎn)。因此,為保障飲食和飲用水安全,對(duì)典型新污染物進(jìn)行系統(tǒng)的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),揭示其關(guān)鍵致毒機(jī)制,具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本研究以羅非魚(yú)和斑馬魚(yú)為毒性評(píng)價(jià)模型,探究了微塑料和消毒副產(chǎn)物為代表的典型新污染的毒性效應(yīng)及機(jī)制,并基于DBPs 的內(nèi)分泌干擾毒性效應(yīng)非靶向篩查可疑關(guān)鍵致毒物質(zhì),為魚(yú)類和飲用水安全評(píng)價(jià)體系的建立提供科學(xué)依據(jù)。具體研究結(jié)論如下:
1、MPs 在羅非魚(yú)體內(nèi)的臟器蓄積規(guī)律是研究其毒性效應(yīng)的基礎(chǔ)。因此,我們采用Py-GC/MS 的方法檢測(cè)了環(huán)境劑量MPs 短期暴露后羅非魚(yú)主要臟器組織中MPs 的積累情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),羅非魚(yú)的鰓、腸、肝臟和肌肉組織中均有MPs 積累,小粒徑的MPs 顆粒更容易在羅非魚(yú)的肝臟和肌肉組織中積累,而大粒徑的MPs 顆粒則易于在腸道中積累。肝臟是機(jī)體代謝外源污染物的主要場(chǎng)所。因此,為進(jìn)一步探究MPs 短期暴露后對(duì)羅非魚(yú)肝臟的影響,我們采用H&E 染色、qRT-PCR、ELISA 和RNA 測(cè)序等方法,對(duì)羅非魚(yú)肝臟代謝相關(guān)酶、炎癥、氧化應(yīng)激和病理?yè)p傷進(jìn)行檢測(cè),篩選MPs 作用的關(guān)鍵信號(hào)通路,從分子層面揭示MPs 暴露對(duì)羅非魚(yú)肝臟功能的干擾作用及其關(guān)鍵分子機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,濃度為10 和100 μg/L 的0.1 μm MPs 暴露會(huì)引起羅非魚(yú)肝臟脂肪變性。此外,環(huán)境相關(guān)濃度(100 μg/L)0.1 μm MPs 短期暴露后會(huì)引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)紊亂,激活未折疊蛋白反應(yīng)(UPR),特異性激活PERK-eIF2α 通路,誘導(dǎo)肝臟氧化應(yīng)激,最終導(dǎo)致肝臟脂肪變性。
2、我們選用斑馬魚(yú)為DBPs 毒性評(píng)價(jià)模型,通過(guò)斑馬魚(yú)的行為軌跡跟蹤系統(tǒng),評(píng)估不同飲用水處理工藝的DBPs 暴露對(duì)斑馬魚(yú)的行為學(xué)影響,并運(yùn)用qRT-PCR 和ELISA等方法,從基因和蛋白水平評(píng)價(jià)不同飲用水處理工藝的DBPs 暴露對(duì)斑馬魚(yú)內(nèi)分泌系統(tǒng)的干擾作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),DBPs 短期暴露會(huì)抑制斑馬魚(yú)早期胚胎發(fā)育并抑制其游動(dòng)行為。不同處理工藝的DBPs 短期暴露會(huì)差異干擾斑馬魚(yú)下丘腦-垂體軸激素分泌系統(tǒng)。最后,我們基于DBPs 的差異毒性,結(jié)合DBPs 組分的非靶標(biāo)篩查,對(duì)自來(lái)水廠各個(gè)處理工藝中的可疑關(guān)鍵致毒DBPs 進(jìn)行了分析、鑒定。非靶向篩查結(jié)果顯示,鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和棕櫚酸(Palmitic acid)等是誘導(dǎo)斑馬魚(yú)內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的可疑關(guān)鍵致毒消毒副產(chǎn)物。
綜上所述,本研究工作充分說(shuō)明了MPs 和DBPs 類典型新污染物的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)及致毒機(jī)制,警示我們應(yīng)該更加謹(jǐn)慎對(duì)待全球的新污染物污染問(wèn)題。
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