一等奖
城市水环境的内分泌干扰物监测与风险评估技术与应用
南方科技大学
深圳市环境科学研究院
华南理工大学
北京大学深圳研究院
绿鹏环境科技(深圳)有限公司
南燕生态环境研究实验室(深圳)有限公司
裘文慧 郑春苗 黄 毅
邱光磊 冀豪栋 高川子
郭溪香 李 锟 朱婷婷
陈红红 尹 雪 李珊珊
邓 臣 张 婷 张 阔
该项目研究属于环境污染防治与环境健康的前沿交叉领域。针对水环境中种类繁多的内分泌干扰物(EDCs)治理过程中存在的难点和痛点问题,开展了以下研究:建立水环境不同介质中痕量、超痕量级别EDCs的快速高通量检测技术,实现水环境中多种EDCs的一体化检测技术;基于水环境浓度评估EDCs对水生生物全生命周期(胚胎、幼鱼、成鱼和后代)和多生命系统(内分泌系统、免疫系统、神经系统、心血管系统以及消化系统)的毒性效应,建立系统的EDCs水环境毒性评估体系及风险识别技术;建立针对EDCs毒性靶点的风险评估体系,识别东南沿海地区优先关注的EDCs,建立城市水环境中新污染物的风险防控技术。技术成果应用到城市水环境新污染物的水质监控预警系统、城市重要水源地观测站建设项目,为城市水环境提供新污染物水质数据,为水体水质长期改善、长效防护带来高效和精准的环保技术支撑。
创新点一:构建了水环境不同介质中痕量EDCs的快速高通量检测技术,大幅提升了水体中污染物的监测效率和精度,为评估水生态系统污染特征提供了强有力的技术支持。通过高效液相色谱-质谱串联技术在痕量、超痕量水平上检测了水环境中多种EDCs的浓度水平,实现多种EDCs的快速、精准、高通量的检测技术,为城市水环境中种类繁多的EDCs浓度监测提供应用技术支持。
创新点二:发明了基于水生生物全生命周期(包括细胞期、胚胎期、幼鱼期、成鱼期及其后代)耦合多生命系统(如内分泌、免疫、神经、心血管及消化系统)的毒性评估技术,为EDCs的系统性风险评估提供了坚实的技术基础。以多种典型鱼类作为水生生物模型,基于水环境中EDCs的环境浓度范围,结合毒理学、分子生物学、生物化学、基因组学等关键性实验技术系统地评估EDCs对鱼类体外细胞和鱼类全生命周期以及多生命系统的毒性效应,并开展EDCs对鱼类后代的远期毒性危害及影响,由此推广到大尺度领域的生态系统评价EDCs对种群的影响,建立系统的EDCs水环境毒性评估体系及风险识别技术,为新污染物的风险评估提供可靠的数据和技术支撑。
创新点三:建立了针对EDCs毒性靶点的风险评估体系,识别了东南沿海地区优先关注的EDCs,为新污染物的精确防控提供了科学依据。通过城市水环境中EDCs的检出浓度,结合毒性风险评估效应快速筛选具有潜在环境风险危害的污染物质,通过对风险物质进行重点关注与评估,筛选出城市水环境中需要优先管控的EDCs;利用风险熵值法,针对城市水环境中检测的内分泌干扰物的浓度水平,计算其风险熵,并对其进行生态风险评估,优选出风险污染物,为未来实施常规监测的行动方案提供科学依据。
应用案例一:深圳市饮用水源保护区水质监测和预警预报系统
2020年,项目团队承接了深圳市饮用水源保护管理办公室的委托,签署了技术服务项目《深圳市饮用水源保护区水质监测和预警预报系统研究》。结合应用该项目研发的关于内分泌干扰物检监测技术及风险评估技术,对深圳市饮用水源保护区的水质进行监测和预警预报系统研究。其中主要包括分季度、旱季、雨季,以及全年三次的对25条入库河流(其中深圳市区22条,深汕合作区3条)、9条已截排原入库河流及4条主要引水工程来水的水质进行溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮、粪大肠菌群以及包括内分泌干扰物(抗生素、雌激素、全氟化合物等)在内的多种水质指标及污染物进行检测及监测分析,进而应用风险评估技术,研究并建立水质预警预报系统。该技术服务项目于2021年6月完成服务,项目最终拟定了饮用水源地突发污染事故风险和水质预警预报系统建设需求,制定了深圳市饮用水源保护区水质监测和预警预报的管理对策,完成了国内外饮用水源保护区水质监测和预警预报系统调研报告,编制完成了《深圳市饮用水源保护区水质监测和预警预报系统研究》总报告,并顺利通过专家评审认可。
深圳市31座饮用水源水库EDCs分布特征
应用案例二:运维服务类案例--深圳市重点饮用水源地内源污染特征评估
2022年,项目团队承接了深圳市饮用水源保护管理办公室的委托,签署了技术服务《深圳市重点饮用水源地内源污染特征评估》项目。该技术服务项目应用本申请团队建立的水环境不同介质中痕量内分泌干扰物的快速高通量检测技术对深圳市重点饮用水源地(深圳水库、铁岗水库、石岩水库、西丽水库、公明水库、清林径水库、梅林水库等7座水库)开展水库表层、近底层水体及底泥中溶解氧、氨氮、总磷、总氮以及包括内分泌干扰物(抗生素、雌激素、全氟化合物等)在内的多种水质指标及污染物进行检测及监测分析,从时间、空间维度分析各类污染物的分布规律。结合本申请团队的EDCs的毒性风险评估技术,基于各水源地内源污染物的分布特征,综合评价各水库污染物的污染风险,形成重点饮用水源地内源稳定性等级分布图,并结合水务部门的管理工作制定针对性的污染防控及应对策略。该技术服务项目于2023年完成服务,项目最终制定了深圳市7大水库水环境及底泥监测方案,完成了《深圳市重点饮用水源地内源污染特征分析报告》,编制了《深圳市重点饮用水源地内源污染特征评估评估》总报告,并绘制了深圳市重点饮用水源地内源污染时空分布地图和稳定性等级分布图,并顺利通过项目专家评审。
深圳市重要水源地EDCs污染特征
应用案例三:咨询报告类应用案例
2023年5月,项目团队承接了深圳市生态环境局的委托,签署了技术服务《深圳市十四五期间新污染治理技术支撑项目(2023年)》。结合应用本申请团队建立的多种痕量内分泌干扰物的快速高通量检测技术及风险评估技术,针对列入环境风险优先评估计划的化学物质,包括重点行业中重点化学物质(抗生素、全氟化合物、双酚类化合物、多氯联苯等EDCs类物质),开展环境排放数量、危害特性等信息的调查,对涉重点管控新污染物清单企业生产及治污现场进行技术核查。该技术服务项目于2023年11月完成服务,项目通过本申请团队的水环境的EDCs监测与风险评估中的关键技术最终推动编制了《深圳市十四五期间新污染治理技术支撑项目(2023年)》技术服务报告、《深圳市化学物质环境信息调查技术服务报告》《深圳市新化学物质环境管理专项核查技术服务报告》。
《深圳市新污染物治理工作方案》编制小组协助深圳市生态环境局开展第一轮征求意见
广东省环境保护科学技术奖
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