关注饮用水安全和人民健康 改善三峡水库污染——记2017年中华医学科技奖一等奖“三峡库区及重庆市水中PTS 健康效应、污染过程及去除工艺的研究”
发布日期:2018-10-22 15:20:57 来源:中华医学信息导报 作者: 浏览次数:

正规的网络赌博 www.atbcp.com   三峡水库作为世界特大型水库和我国最重要的淡水资源,总库容393 亿立方米,建设过程中水环境的变化对人类健康是否造成影响受到了广泛关注。陆军军医大学(原第三军医大学)曹佳教授带领的课题组在科技部、国家自然科学基金委员会和重庆市科学技术委员会一系列重大项目的支持下,历经16年,在三峡水库建设的前、中、后期,系统开展了三峡库区及重庆市水中持久性有毒物质(PTS)健康效应、污染过程及去除工艺等研究。经研究,在三峡库区建设的前、中、后期,水中的有机污染物种类和浓度的变化不大,水质总体比较稳定,但化学物的检出种类较多且具有多靶器官效应及三致效应;同时对三峡库区进行了男性生殖健康流行病学调查;研发了一批给水和污水处理工艺,大幅提升了各种污染物的去除率。研究结果引起了党中央领导和政府各部门对饮用水安全的高度关注,推动了国家饮用水标准的及时修订,为保障人民群众健康做出了积极的贡献。在2017年中华医学科技奖的评审中,“三峡库区及重庆市水中PTS 健康效应、污染过程及去除工艺的研究”项目荣获一等奖。

曹佳团队合影

 

三峡大坝建成后是否造成水中污染物爆发性增长?

  PTS特别是持久性有机污染物(POPs)是指能通过各种环境介质(大气、水、生物体等)长距离迁移并长期存在于环境中的天然或人工合成的化合物。自1999年以来,课题组在三峡水库建设的前、中、后期,在重庆主城区长江和嘉陵江布置了11 个监测点,在库区上、中、下游布置了7 个监测点,共计18个监测点系统地对重庆主城区及三峡库区开展了长达10 年的污染状况监测。检测对象为未纳入国家三峡水质监测点监测指标,但地表水中污染比较普遍并广受大众关注的五大类PTS,包括POPs(含毒性最强的二噁英类化学物)、同位素、抗生素、重金属和微囊藻毒素。监测表明三峡水库建成前后水质总体比较稳定,同位素、抗生素、重金属和藻类毒素污染水平均处于较低水平或低于国家有关标准,POPs比较突出,库区水中优先PTS 污染物为多环芳烃(PAHs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)。这为各级政府有针对性地进行环境监测、健康防护和污染治理提供了重要依据。

 

水中优先POPs 产生了什么生物学效应?

  近年来,国际社会高度重视PTS 和POPs 对人类健康和环境产生的严重危害,签署了禁止或限制使用POPs 的《斯德哥尔摩公约》,并启动了一批国际重大研究项目。研究表明PTS,尤其是POPs 具有显著的致癌、致畸、致突变效应(三致效应)以及内分泌干扰活性等,尤其内分泌干扰活性对人体生殖健康和生长发育危害较大。 

  项目首次系统深入开展了三峡库区水中有机提取物(OE)和部分代表性化合物的生物学效应及机制研究,使用长江及嘉陵江水OE以及PAHs 和PAEs 为代表化合物,系统开展了生物学效应的实验研究。发现水中有机污染物具有多靶器官效应及三致效应,特别是生殖毒性和发育毒性。低剂量污染物作用下雌性大鼠的卵巢功能下降乃至萎缩,影响生育功能,雄性大鼠睾丸中多种细胞的增殖受到抑制,雄性生殖能力下降。在染毒动物3代繁殖的研究中,发现污染物影响了F0代孕鼠的生长与繁殖,对F1代雄性仔鼠生长有明显的生殖系统损伤,精子数目明显降低,精子畸形率增加,其中对精子畸形的影响可以持续到F2 代。这对于寻找有效生物标志物、开展风险预警、健康干预奠定了重要基础

 

水中污染物是否造成健康风险?

  研究P A E s 的健康风险时,项目采用美国环境?;ぞ忠盟谢廴疚锒匀颂褰】当┞斗缦掌兰鄯椒?,以非化学致癌物健康危害风险评价模型得出所研究水域各断面,邻苯二甲酸二(2 -乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP) 三种PAEs人体健康危害的年总风险在2.76×10-10 a-1~1.47×10-9a-1(a-1代表个人平均年风险),低于英国皇家协会、瑞典环境?;ぞ旨昂衫冀ㄉ杌肪巢康韧萍龅淖畲罂山邮苤?1.0×10-6a-1) ,表明这三种PAEs 健康危害风险水平尚在可接受范围内。 

  P A H s 的健康风险研究表明,水域代表性采样点非化学致癌物萘(Nap) 、苊(Ace)、芴(Fle) 和荧蒽( F l u ) 所致健康危害的平均个人年风险范围分别为:1.12×10-11a-1~9.89×10-11a-1,6.98×10-13a-1~5.92×10-11a-1,5.50×10-13a-1~3.17×10-11a-1,1.89×10-12a-1~7.48×10-12a-1?;е掳┪锉讲ⅲ?a ) 芘(Bap)的平均个人年风险在1.16×10-8a-1~1.20×10-6a-1之间,远低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受年风险水平(5.0×10-5a-1),表明五种PAHs 健康危害风险水平均在可接受范围内。

 

男性生殖健康人群的流行病学调查

  项目首次开展了三峡库区最大规模的男性生殖健康人群流行病学研究,从2007 年5 月至12 月,课题组在三峡库区重庆段上、中、下游中抽取2 个城区(沙坪坝区、南岸区),4个区县(巫山、云阳、忠县、万州)为研究现场,建立了标本数为1976 例的国内较大的正常人群精液标本库(最终符合全部研究要求的样本数为1346例)。对所有研究对象的生物样本进行了采集,并进行了完整的体格检查和调查问卷。运用计算机辅助精子分析(CASA)技术进行了精液常规参数分析,包括精液量、pH 值、精子密度、总精子数、精子活力、正常形态精子率等指标。研究结果显示,重庆地区人群符合世界卫生组织(第4版)精液质量标准的仅占38.9%,略低于国内其他地区,与欧美国家相比,也存在明显差别。

  项目对232 名健康男性的尿液标本进行了2-羟基萘(2 - OHNa) 、2 - 羟基芴(OHFlu)、9-羟基菲(9-OHPh ) 和1 - 羟基芘( 1 -OHP)四种PAHs 代谢产物的含量检测,研究结果提示三峡库区育龄男性多环芳烃的暴露水平普遍较高,随着尿中多环芳烃代谢产物浓度的增加,发生凋亡的精子数和精子DNA 的损伤也增加。此外,PAHs 的暴露水平与一些性激素水平相关,提示PAHs可能具有内分泌干扰效应。上述结果表明三峡库区男性PAHs 的暴露可能对男性生殖系统产生不良影响,进而影响男性的生殖功能。

  研究还对232 名健康男性的尿液标本进行了五种PAEs代谢产物的含量检测,包括邻苯二甲酸单丁酯(MBP)、邻苯二甲酸单苄酯(MBzP)、邻苯二甲酸单乙酯(MEP)、邻苯二甲酸单乙基己基酯( MEHP)以及邻苯二甲酸(PA),结果提示尿中MBP浓度与正常精子率(AnnexinV-/PI-%)呈现负相关关系,与坏死精子率(PI+%)呈现正相关关系,即尿中MBP 含量越高正常未凋亡的精子越少,坏死的精子越多。MEHP 与坏死精子率(PI+%)也呈现正相关关系。

 

如何有效去除水中PTS?

  三峡库区水质质量以及人群健康水平是衡量三峡工程成功与否的重要标志,因此,有针对性地研究三峡库区和重庆市水中特征污染物的环境监测技术和去除工艺,对于去除水环境中PTS污染、改善三峡库区水质质量,具有十分重要的意义。 

  项目组研究了针对库区主要污水处理厂的现有污水处理工艺,选取具有典型内分泌干扰特性的21 种抗生素类药物(PhACs)为目标研究物质,较系统地分析研究了其在给水和污水处理厂各工艺单元的统计分布情况,以及总的去除率,结果发现PhACs 并不能在污水厂中完全去除,大多数PhACs 的去除主要发生在砂滤阶段,加氯消毒阶段几乎无影响。针对以上现状,课题组对现有水厂的关键工艺单元进行了除污性能强化改造。研制了新型聚合氯化铝以及PACPDMDAAC杂化絮凝剂。围绕强化混凝沉淀,开发了高效絮凝反应技术、高密度沉淀澄清技术、混凝直接过滤、混凝-膜法等不同的组合工艺和一体化设备,优选使用无机矿物强化混凝的材料及其投加技术。与传统工艺相比,各项污染物的去除率均有大幅度提升,PhACs 总去除率提高了50%以上。

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推动国家《生活饮用水卫生标准》的修改

  项目组有关三峡库区和重庆市水中持久性有机污染物系列研究工作,引起了党中央领导的高度重视,2005年1月11日,在时任总书记胡锦涛同志的批示下,国家发展和改革委员会(国家发改委)、国家环境?;ぷ芫?、国家建设部、重庆市委员会、重庆市政府多次召开会议听取本课题组情况汇报,布置复查工作和提出整改措施,2005年1—2月,中国环境监测总站和重庆市有关部门共同对长江和嘉陵江的6 个断面水质进行了采样检测。复查工作不仅证实了课题组的研究结果,而且发现POPs 污染有加重的趋势。2005年2月25日,由国家发改委在重庆召集7 部委和重庆市、浙江省和安徽省召开了“城市饮用水有机污染问题调研座谈会”,会上听取了第三军医大学课题组的汇报?;嵋榫龆?,国家投入巨资用于全国大中城市自来水厂工艺改造,增加能去除有机污染物的水深度处理工艺,并对二十年未变的国家《生活饮用水卫生标准》进行修改,饮用水指标从35 项增加至106项,新标准已于2007 年7 月1 日起在全国强制实施。研究结果对今后进一步进行整个三峡库区的相关研究和污染治理,均具有重要的指导作用,对于指导三峡库区和重庆市的环境监测、治理以及人群健康的预防工作具有重要意义,产生了较大的社会影响和经济效益。 

  研究发表了20篇代表性SCI 论文,他引465次,单篇被引最高达63次,获授权专利13项,2006年获得中国环境新闻工作者协会颁发的“地球奖”团队奖,课题组于2007年荣立集体二等功。(中华医学信息导报韩静、左舒颖整理)

(摘自《中华医学信息导报》2018年第33卷第19期)



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