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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  电子垃圾产量增长迅速,已成为全球关注的主要环境问题之一。中国是仅次于美国的电子垃圾产生国,同时也是全世界最大的电子垃圾处置地。在电子垃圾拆解过程中会向环境释放多种有毒有害的持久性污染物,同时,这些污染物通过食物链累积放大,因而对生态系统及人类健康构成严重威胁。

  在NSFC-广东联合基金项目的资助下,华南理工大学尹华教授等对广东省主要电子垃圾拆解地汕头贵屿和清远进行了广泛的调研、采样,并开展了一系列持久性有机污染物(POPs)和重金属复合污染生物修复的研究。

  通过对电子垃圾拆解区水、土、沉积物等环境样品中POPs和重金属污染程度调查,筛选、驯化得到一批对PAHs/PBDEs和重金属有良好降解、吸附效果的微生物,利用获得的特效菌株并且选取几种功能植物,开展了PAHs/PBDEs-重金属复合污染物生物修复研究,明确了水体及土壤中修复菌株和植物对PBDEs、PAHs与重金属复合污染物的降解吸收/吸附转化性能及代谢途径规律。研究发现修复菌株降解BaP主要是按常规的邻苯二甲酸途径进行开环降解,含有重金属的复合污染体系中BaP的降解除了常规的途径外还存在新的代谢途径。

  以微生物细胞表面特性为基点,探讨了PAHs/PBDEs和重金属复合污染物在微生物及水/沉积物体系微界面的作用机制和复合效应,发现在污染物的胁迫下,菌体细胞表面疏水性、质膜通透性、细胞微观形貌和内部结构等均发生变化,且复合污染物的影响更为明显。研究还发现白腐菌对BDE-209的降解主要由胞外酶完成,而P.aeruginosa对BDE-209的降解主要归因于其胞内酶的催化作用。生物表面活性剂鼠李糖脂一定浓度下能促进BDE-209的微生物降解。在分解利用和吸附转化POPs和重金属等污染物的过程中,菌体细胞的阴/阳离子代谢、ATP酶活性和蛋白组成也会受到影响。在综合各项研究结果的基础上揭示了修复体系中PBDEs、PAHs、重金属与诱导酶、生物表面活性剂和复合菌之间复合效应的科学规律。

  上述研究成果已发表在Journal of Hazardous Materials,Environmental Pollution,Bioresource Technology,Chemosphere,Chemical Engineering Journal等SCI收录的国际知名期刊上,这些成果为我国电子垃圾拆解区水土环境PBDEs、PAHs与重金属复合污染生物修复理论及工程实践提供了科学基础。

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