南京地理所在湖泊复合污染研究中取得系列进展

　　随着我国经济和社会的快速发展，我国多数湖泊正受到不同程度的重金属、有机物污染及富营养化等复合污染问题，严重影响了湖泊供水、渔业及生态系统的安全。多环芳烃是我国湖泊中普遍存在的一类持久性有机污染物，多数具有致癌、致畸及致突变等危害，食物是其进入人体的主要途径之一。藻类是富营养化湖泊的初级生产者，藻类吸附并富集多环芳烃是其进入食物链的第一步。藻类吸附及富集多环芳烃可能会受到水体中共存的重金属的影响，但目前国内外尚无相关的认识。

　　在国家自然科学基金“太湖蓝藻水华对多环芳烃赋存、生物富集及食物链传递的影响及其机制研究”及“含水生植物脂半透膜被动采样装置的研制及其在湖泊水源地有机污染物的原位监测和生物有效性研究中的应用”等项目的资助下，中国科学院南京地理与湖泊研究所陶玉强副研究员等首先开展了重金属（Cu2+, Cd2+及Ag+）影响铜绿微囊藻吸附多环芳烃（菲、芘及苯并[a]芘）及其作用机理的研究，研究表明：重金属离子与多环芳烃之间形成的阳离子-pi作用（cation–pi interactions）促进了铜绿微囊藻对多环芳烃的吸附；阳离子-pi作用引起的吸附促进作用随着重金属离子的软度（softness order）及多环芳烃的pi电子供体强度增加而增大，重金属离子对多环芳烃吸附的促进作用呈现出Cd2+ ≪ Cu2+ ＜ Ag+的趋势，相同重金属离子对多环芳烃的促进作用呈现出菲 ＜ 芘 ＜ 苯并[a]芘的趋势。在此基础上，进一步研究了重金属（Cu2+, Cd2+及Ag+）影响铜绿微囊藻富集多环芳烃（菲、芘及苯并[a]芘）及其作用机理的研究，结果表明：重金属离子与多环芳烃之间形成的阳离子-pi作用（cation–pi interactions）还可以有效促进铜绿微囊藻对多环芳烃的富集；阳离子-pi作用引起的富集促进作用也随着重金属离子的软度（softness order）及多环芳烃的pi电子供体强度增加而增大；此外，重金属离子还可以通过改变溶液中溶解有机质的性质，进而改变水体中多环芳烃自由溶解态浓度的方式促进铜绿微囊藻对多环芳烃的富集，此种作用机制与重金属及多环芳烃的性质密切相关。

　　相关成果近日在环境科学领域刊物Journal of Environmental Quality 及Chemosphere上相继发表（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）。这是陶玉强等人继首次研究重金属影响藻类残体吸附五氯酚（Water Research, 2012, 46, 3585-3594）及多环芳烃（Journal of Hazards Materials, 2013, 261, 21 – 28）后，首次揭示了重金属对活体藻类吸附及富集多环芳烃的影响及其机制，进一步证实了重金属及有机污染物的浓度及性质是影响藻类吸附及富集有机污染物的主要影响因素。此系列研究增加并完善了湖泊中多环芳烃及五氯酚等主要持久性有机污染物的主要生物地球化学过程及生态风险的认识，可以为湖泊复合污染的综合治理提供理论基础。