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    科学基金重大项目 我国“核技术在分子水平上研究典型环境污染物的毒理”取得突出进展

    日期 2009-01-06   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

      本文提要:核技术分析由于其高灵敏度、高准确度、高分辨率、多元素分析能力等特点,在环境污染物的分子毒理机制研究方面起到独特的作用。国家自然科学基金委员会于2004年组织并设立了重大项目“核技术在分子水平上研究典型环境污染物的毒理”,该项目瞄准国际环境科学发展动向,结合我国解决实际环境问题的重要需求,为我国有关的环境治理和决策提供科学依据。同时,在环境污染物的毒理研究过程中联合使用多种先进的核技术,进一步发展了我国的核技术及其应用。

      核技术分析方法具有灵敏度高、准确度好、微区和微量以及非破坏性分析等优点, 它可区分外来(外源性)污染物和体内本身存在的(内源性)物质, 因此在研究环境污染物的体内吸收、分布、代谢、排泄以及毒理机制方面往往可以起到独特的作用。核分析技术往往依赖加速器和反应堆等重大装备, 我国近年来为建这些核科学装置已投入了巨额经费,为发展和建立先进核分析技术提供了重要的科学平台。

      国家自然科学基金“十·五”重大项目“核技术在分子水平上研究典型环境污染物的毒理”于2004年7月正式启动,由中国科学院高能物理研究所、北京大学、中国科学院上海应用物理研究所、中国原子能科学研究院、复旦大学、上海市环境监测中心和贵州省环境科学研究设计院联合承担,用核技术在分子水平上重点研究我国典型环境污染物(有机物、重金属、大气细颗粒物和纳米材料等)的毒理作用机制和科学的、定量的危险性评价,发展相关领域的先进核技术。经过四年的努力,该项目于2008年12月15日在北京通过了由国家自然科学基金委员会组织的结题验收,取得的主要成果:

      1、在国际上率先开展了多种纳米材料在动物体内的吸收、分布、代谢和毒性的研究。研究了纳米材料毒理学中的若干效应,如:“结构-效应关系”和“尺寸-效应关系”等,同时建立了一套研究纳米材料安全性的新技术,在纳米科技领域得到国际同行的肯定。

      2、在分子水平上揭示了重金属汞对生物体(包括人)的毒理和金属汞对脑功能的影响,发现了硒-汞拮抗效应,提出了用硒干预提高汞暴露人群健康水平的方法并进行了人群对照研究,取得了初步成效。

      3、第一次从动物实验上证实了稀土元素能进入脑部并作用于中枢神经系统;研究发现大气颗粒物中金属元素可在动物的部分器官和细胞中迁移和蓄积,其损伤作用与粒径、浓度和化学种态有关;研究了无铅汽油添加剂甲基叔丁基醚在环境低剂量水平的基因毒性和蛋白质毒性,以及它们与DNA加合的反应机制。

      4、在核技术应用方面,建立了用于加速器质谱测量的气体位置灵敏探测器和充气磁谱仪结合飞行时间粒子鉴别技术,实现了对中重核素的高灵敏测量,其中对79Se(硒)的测量精度达到10-12,为国际最好水平;建立了用于密度分布和微结构研究的扫描透射显微术。

      项目组率先开展并积极推动纳米毒理学研究在我国的发展,为我国基础科学和交叉学科领域培育了新的学科——纳米毒理学,并出版国际上第一本纳米毒理学专著,为我国培养了一支能在国际上进行平等对话与合作的高水平专业队伍,在国际上产生了较大影响。

      项目在取得科学研究进展的同时,还向政府部门提交了环境政策建议报告。项目组向国家环保局提出了一份关于无铅汽油添加剂甲基叔丁基醚的对策,建议“继续使用,加强防范,逐步限制,积极开发”,得到了国家环保局的肯定,认为对环保政策措施的制定“很具参考价值”。 项目组根据对大气颗粒物中铅的研究结果,向上海市市长提出了三点建议:a)研发脱铅装置,建议在燃煤发电厂安装烟气脱硫装置的同时,要安装脱铅装置;b)对于普通的燃煤锅炉的燃烧和排放也要加强管理,不能任其自流;c)上海所用的煤来自很多产地,其铅的含量差别很大,建议少用含高铅量的煤作燃烧用。引起了上海市有关领导的重视,责成上海市环保局局长派专人来听取研究人员意见,研究处理办法。

      项目组在贵州汞污染地区对长期汞暴露人群进行富硒酵母干预, 已取得初步良好结果。研究表明,长期汞暴露人群通过服用富硒酵母,可以促进体内汞的排出,提高其机体抗氧化能力,修复汞暴露带来的肾损伤及DNA氧化损伤,从而提高长期汞暴露人群的健康水平。该项研究工作得到了地方政府与人民的欢迎和支持。

      该项目执行期内发表SCI论文160余篇。项目组成员被选为相关国际学术组织或刊物的委员或顾问,在国际上获奖。刘元方和柴之芳当选为英国皇家化学会的会士。柴之芳当选为国际纯粹与应用化学联合会的领衔委员,被聘为国际新杂志《金属组学》的编委,还获国际放射分析化学和核化学最高奖-乔治·赫维西奖,是发展中国家第一个获奖人。赵宇亮研究员被聘为《纳米科技》杂志的副主编,《放射分析和核化学》杂志的编委。另有6位青年成员囊括了2005至2007年间国际核分析领域的重要青年奖。

      可喜的是,随着该重大项目研究的不断深入,后续研究工作得到了科技部、中科院和欧共体联合项目的支持。“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索”获得科技部973项目支持;“用核技术研究我国特大城市(上海与北京)环境与健康的前沿问题”获得中科院重要方向性项目;“长期低水平混合元素在易感人群的暴露对公共健康的影响”获得欧共体框架项目支持。




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