南京地理所在湖泊復合污染研究中取得系列進展

　　隨著我國經濟和社會的快速發展，我國多數湖泊正受到不同程度的重金屬、有機物污染及富營養化等復合污染問題，嚴重影響了湖泊供水、漁業及生態系統的安全。多環芳烴是我國湖泊中普遍存在的一類持久性有機污染物，多數具有致癌、致畸及致突變等危害，食物是其進入人體的主要途徑之一。藻類是富營養化湖泊的初級生產者，藻類吸附并富集多環芳烴是其進入食物鏈的第一步。藻類吸附及富集多環芳烴可能會受到水體中共存的重金屬的影響，但目前國內外尚無相關的認識。

　　在國家自然科學基金“太湖藍藻水華對多環芳烴賦存、生物富集及食物鏈傳遞的影響及其機制研究”及“含水生植物脂半透膜被動采樣裝置的研制及其在湖泊水源地有機污染物的原位監測和生物有效性研究中的應用”等項目的資助下，中國科學院南京地理與湖泊研究所陶玉強副研究員等首先開展了重金屬（Cu2+, Cd2+及Ag+）影響銅綠微囊藻吸附多環芳烴（菲、芘及苯并[a]芘）及其作用機理的研究，研究表明：重金屬離子與多環芳烴之間形成的陽離子-pi作用（cation–pi interactions）促進了銅綠微囊藻對多環芳烴的吸附；陽離子-pi作用引起的吸附促進作用隨著重金屬離子的軟度（softness order）及多環芳烴的pi電子供體強度增加而增大，重金屬離子對多環芳烴吸附的促進作用呈現出Cd2+ ? Cu2+ ＜ Ag+的趨勢，相同重金屬離子對多環芳烴的促進作用呈現出菲 ＜ 芘 ＜ 苯并[a]芘的趨勢。在此基礎上，進一步研究了重金屬（Cu2+, Cd2+及Ag+）影響銅綠微囊藻富集多環芳烴（菲、芘及苯并[a]芘）及其作用機理的研究，結果表明：重金屬離子與多環芳烴之間形成的陽離子-pi作用（cation–pi interactions）還可以有效促進銅綠微囊藻對多環芳烴的富集；陽離子-pi作用引起的富集促進作用也隨著重金屬離子的軟度（softness order）及多環芳烴的pi電子供體強度增加而增大；此外，重金屬離子還可以通過改變溶液中溶解有機質的性質，進而改變水體中多環芳烴自由溶解態濃度的方式促進銅綠微囊藻對多環芳烴的富集，此種作用機制與重金屬及多環芳烴的性質密切相關。

　　相關成果近日在環境科學領域刊物Journal of Environmental Quality 及Chemosphere上相繼發表（?Yuqiang Tao, Bin Xue, Zhen Yang, Shuchun Yao, Shanying Li. Journal of Environmental Quality, 2014，43, 1–10；?Yuqiang Tao, Bin Xue, Zhen Yang, Shuchun Yao, Shanying Li. Chemosphere, 2015, 119, 719–726）。這是陶玉強等人繼首次研究重金屬影響藻類殘體吸附五氯酚（Water Research, 2012, 46, 3585-3594）及多環芳烴（Journal of Hazards Materials, 2013, 261, 21 – 28）后，首次揭示了重金屬對活體藻類吸附及富集多環芳烴的影響及其機制，進一步證實了重金屬及有機污染物的濃度及性質是影響藻類吸附及富集有機污染物的主要影響因素。此系列研究增加并完善了湖泊中多環芳烴及五氯酚等主要持久性有機污染物的主要生物地球化學過程及生態風險的認識，可以為湖泊復合污染的綜合治理提供理論基礎。