纳米颗粒物对河口水体中药物污染物行为的影响及其机制

Yangtze River Estuary is proposed as the study area, due to its ecological and economic significance, intensive influence by human activities and complex aquatic conditions. The project is multidisciplinary in nature, incorporating analytical chemistry (extraction and analysis of pharmaceuticals, NP isolation and characterisation), geosciences (sampling and measurement of contaminants in water; contaminant temporal and spatial variations; identification of sources), environmental chemistry (sorption and desorption experiments, reactivity and fates of contaminants). The objectives in the project are the following: to mass balance the distribution of pharmaceutical contaminants between soluble phase, NPs, and suspended particulate matter (SPM) in aquatic samples; to chemically characterise aquatic NPs of different sizes in order to better understand the formation and transport of the NP/pharmaceutical contaminants complexes and further to unravel the underlying mechanisms of NP-controlled pharmaceuticals behavior in estuarine aquatic system.

对新型污染物在水环境多介质中的分布及其主导机制理解的缺乏是水环境中污染物管理和治理的关键问题，这在受人类高强度干扰和水环境条件复杂的河口区尤为体现。本项目选择长江口作为典型研究区域，突破传统以来对水体的认识，运用多学科交叉技术，将野外调查采样、纳米颗粒物（NP）的分离和表征、新型药物污染物的分析和多介质行为的室内模拟等研究方案相结合，以表征NP在河口水条件下的理化性质，阐明其水环境行为；构建新型药物在河口水环境多介质（包括水、NP、SPM和沉积物）中的物质平衡图；揭示药物的多介质分配和迁移转化规律，并在此基础上探索NP对河口水体中药物污染物行为的影响及其机制。

本项目对河口这一特殊水环境中纳米颗粒物（NPs）对药物污染物的环境行为影响及其机制开展前瞻性的研究。本研究成果通过研究NPs这一影响污染物行为的重要介质，补充和丰富河口区污染物地球化学行为理论，并为河口污染物的生态健康风险评价和整治提供新的信息和科学依据。本课题以环境压力较高的长江口为研究对象，对研究区水体中的NPs进行分离和识别并表征其理化特性，旨在揭示NPs在河口水体中的重要意义，并以目前生产和使用量较高的典型药物污染物为目标污染物，阐明NPs的赋存和行为对于河口水体中污染物的来源、赋存、各介质分配和持久性等一系列环境行为的意义。结果表明，基于CFUF我们发现胶体相是水中药物的重要汇，水体中高达42%的药物与胶体相关。同时胶体的理化性质包括动力学尺寸、Z-电位和有机碳组成等均是控制水体中药物行为的重要因素。进一步我们还发现胶体的理化性质与河口盐度息息相关，胶体相对水中药物的贡献率随盐度的增加而增加，盐度则是控制水中胶体/纳米颗粒物-药物相互作用的重要环境因子。