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青島能源所揭示近海除草劑污染現狀及其潛在影響
2019-10-17   青島生物能源與過程研究所 【

  隨著全球糧食需求量的迅速擴張以及城市化進程的加快,除草劑在農業生產、城市綠地、以及交通道路建設等方面普遍存在過量施用現象。如今,除草劑的全球年銷量高達數百億美金。除草劑作為一種有毒物質,很多國家的陸地河流或地下水曾報道過較嚴重的除草劑污染問題。然而百川入海,大量污染物最終會進入海洋,但目前人們對海洋中的除草劑污染現狀極少了解。一半以上的除草劑是光合作用抑制劑,其在高濃度下可對浮游植物(或微藻)的光合生理產生嚴重負面作用。海洋中的浮游植物貢獻了全球近一半的綠色植物光合作用,它們不僅是海洋食物鏈的基礎,也是海洋固碳和海洋生地化循環的重要驅動者。海洋浮游植物生理生態特征的改變會影響海洋生態系統的穩定和物質能量循環過程,乃至影響全球氣候。

  1 全球除草劑市場變化趨勢及除草劑對近海生態系統的潛在影響

  青島能源所張永雨研究員帶領的海洋碳匯與能源微生物研究組首次對10種常用三嗪類除草劑的近海分布情況在黃海和渤海開展了大范圍調查,結果顯示目前近海除草劑污染現狀已不容忽視,部分站位10種三嗪類除草劑的總環境濃度高達6.6 nmol L-1。因同類型的除草劑往往具有毒性累加效應,與該總環境濃度等效毒性的除草劑—阿特拉津顯著抑制了硅藻細胞(Phaeodactylum tricornutum Pt-1)的光合(約57%的光合基因顯著下調)與碳代謝功能(如卡爾文循環、三羧酸循環、糖酵解途徑等),導致藻細胞葉綠素a熒光強度減弱約13%,光能轉化效率顯著降低,部分藻細胞出現破裂死亡現象。同時,研究發現藻細胞對除草劑具有較強的富集作用,藻細胞中的除草劑濃度是自然海水中除草劑濃度的70~119倍。

  本研究針對近海除草劑污染現狀的大范圍調查在我國尚屬首次,結果提示未來隨著全球除草劑使用量的不斷增加,除草劑污染可能會對近海初級生產與近海生態系統穩定產生較嚴重的負面影響,此外,因藻細胞對除草劑具富集作用,若通過食物鏈向高營養級生物級聯傳遞,甚至可能最終會影響到人類餐桌上的海產品安全。相關成果發表于環境領域權威期刊Environment International。該研究獲得了科技部重點研發專項、國家自然科學基金和中科院海洋大科學中心“科學號”高端用戶等項目支持(文/圖 楊麗強)。

  文章鏈接: https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105175

 
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