塑料污染是全球最受关注的环境问题之一。联合国公布的数据显示,全球每年生产的塑料超过4亿吨,约有上千万吨塑料垃圾流入海洋。2022年3月,第五届联合国环境大会续会通过《终止塑料污染决议(草案)》,旨在推动全球治理塑料污染。
在“一带一路”国际科学组织联盟(ANSO)的指导和支持下,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)李蕾研究员承担了联合研究合作专项“微塑料污染对脑健康及生殖健康的影响及其器官屏障功能破坏研究”(ANSO-CR-KP-2021-12)。该项目与孟加拉国贾汉吉尔纳加尔大学、孟加拉国工程技术大学、日本九州大学、香港理工大学和桂林医学院合作,通过开展微塑料污染健康效应的机制研究加深公众对于塑料污染的认知并为可能的解决方案提供实验室依据,参与全球塑料污染治理。项目实施一年多以来,在联合研究、国际合作、提升项目及ANSO影响力方面取得了可喜的进展。
一、联合研究和国际合作
研究团队充分发挥中科院深圳先进院在脑科学及生殖健康领域的研究优势,在微塑料及其附着有机污染物对包括“大脑-生殖器官轴”等生理危害的研究取得了一系列成果,分别在Journal of Hazardous Materials,Science of the Total Environment,Chemosphere,Toxics,Environment International,Environmental Pollution等权威领域期刊发表。相关成果已被2022年最新版的世界卫生组织微塑料污染报告引用(WHO,2022)。
图1 前期研究基础:
微塑料呼吸暴露小鼠模型(Lu et al.,2021)被最新版世界卫生组织微塑料报告引用(WHO,2022)
图2
与香港理工大学等团队合作研究发现微塑料广泛存在(Ho et al.,2022;Lo et al.,2023),其不但吸附双酚A及全氟辛烷磺酸(PFOS)等有机污染物,还会吸附污水中的致病细菌(Lai et al.,2022)
研究团队进一步发现,微塑料会穿过肺壁屏障或者消化道屏障进入体内的其他重要器官,并与吸附的内分泌干扰因子共同作用,对生殖功能及胚胎发育具有负面影响(Yang et al.,2023; Li et al.,2022; Tsukazawa et al.,2022)。
图3
与日本九州大学、桂林医学院合作研究微塑料/纳米塑料及有机污染物对精子生成、胚胎发育的影响(Yang et al.,2023;Li et al.,2022;Tsukazawa et al., 2022)
2023年2月至3月,项目合作共同负责人孟加拉国贾汉吉尔纳加尔大学Baki Billah教授顺利完成在深圳先进院的访学交流。期间,项目组成功举办微塑料污染与脑健康及生殖健康国际学术专题会议,来自孟加拉国贾汉吉尔纳加尔大学、日本九州大学等7家单位的40余名代表线上线下参会,并就项目进展和微塑料相关主题进行了学术交流。项目组还举办了“中科院深圳先进技术研究院-孟加拉国贾汉吉尔纳加尔大学微塑料-脑与生殖培训班”(CAS SIAT-Bangladesh JU Workshop),20名孟加拉国大学生线上参加培训。Billah教授对ANSO的支持表示感谢,他指出,在发展中国家研究经费危机的背景下,ANSO在提高区域和全球科技创新、促进科技交流与合作方面发挥了重要作用。
图4
2023年上半年,项目组成功举办成功举办微塑料污染与脑健康及生殖健康国际学术专题会议及中科院深圳先进技术研究院-孟加拉国贾汉吉尔纳加尔大学微塑料-脑与生殖培训班。
二、国际传播和影响
该项目研究方向的前沿性和重要性也得到了联合国教科文组织政府间海洋学委员会西太平洋分委会(UNESCO-IOC/WESTPAC)的认可与支持。
项目组通过开展联合研究国际合作,深化了与孟加拉国、日本等国际团队的关系,在微塑料的环境特征分析、不同地域的人群暴露数据收集、哺乳动物毒理模型建立及脑功能及生殖功能影响评估等方面深入研究,合力解决微塑料污染健康效应的生物机制问题,并通过论文成果的宣传加深公众对于塑料污染的认知。
三、下一步计划
拟在ANSO国际合作框架下,争取吸引泰国、巴基斯坦等带路国家机构加入项目合作网络,实现科研资源和技术的开放共享。同时,呼吁国际社会更多地关注微塑料污染问题,并推进相关解决方案,服务“一带一路”高质量建设,推动实现联合国可持续发展目标。
项目组发表成果列表:
Lu K, Lai K P, Stoeger T, et al. Detrimental effects of microplastic exposure on normal and asthmatic pulmonary physiology[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 416: 126069.
Ho Y W, Lim J Y, Yeoh Y K, et al. Preliminary Findings of the High Quantity of Microplastics in Faeces of Hong Kong Residents[J]. Toxics, 2022, 10(8): 414.
Lo, H. S., Wong, L. C., Lai, K. P., & Cheung, S. G. The influences of spatial-temporal variability and ecological drivers on microplastic in marine fish in Hong Kong[J]. Environmental pollution, 2023, 327, 121527.
Lai K P, Tsang C F, Li L, et al. Microplastics act as a carrier for wastewater-borne pathogenic bacteria in sewage[J]. Chemosphere, 2022, 301: 134692.
Yang S,Li M, Kong R, et al. Reproductive toxicity of micro- and nanoplastics, Environment International, 2023.108002.
Li Z, Lin Z, Ji S, et al. Perfluorooctanesulfonic acid exposure altered hypothalamic metabolism and disturbed male fecundity[J]. Science of The Total Environment, 2022, 844: 156881
Kazumi Sunny Tsukazawa#, Lei Li, William Ka Fai Tse*. 2,4-dichlorophenol exposure induces lipid accumulation and reactive oxygen species formation in zebrafish embryos. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2022, 230:113133.
阅读本项目内容:
·2022-08-30 中科院深圳先进院在环境污染物脑-睾丸轴破坏男性生育力研究中取得重要进展
·2023-03-02中科院深圳先进院举办微塑料污染与脑健康及生殖健康国际学术专题会议
供稿人:李蕾研究员,中国科学院深圳技术研究院,saralilei@siat.ac.cn