李永濤/楊行健團隊揭示我國農田土壤類固醇激素分布規律及其微觀機製

審核發布:宣傳部 曾子焉 來源單位及審核人:資源環境學院 方秋中 發布時間:2022-11-17瀏覽次數:10

  近日,我校資源環境學院李永濤教授和楊行健副教授團隊經過調查發現,全國約99.3%的農區土壤樣本中檢出類固醇激素。團隊針對類固醇激素極強的內分泌幹擾效應和遷移能力,係統調查了我國農田土壤類固醇激素大尺度時空分布規律、吸附解吸機製和遷移-轉化機製。成果在環境科學與生態學、土壤學等領域知名期刊Journal of Hazardous Materials(中科院一區,IF2021=14.224)、Geoderma(中科院一區,IF2021=7.422)、Science of the Total Environment(中科院二區,IF2021=10.754)、Ecotoxicology and Environmental Safety(中科院二區,IF2021=7.129)和Journal of Environmental Sciences(中科院二區,IF2021=6.796)等發表5篇論文。

  在國際知名期刊Science of the Total Environment上發表的論文“Occurrence and distribution of natural and synthetic progestins, androgens, and estrogens in soils from agricultural production areas in China”(https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141766)表明,全國約99.3%的農區土壤中(n = 430)檢出類固醇激素,平均濃度為4.72 ± 4.07 ng/g,雄激素含量占比最高(30.9 %-88.2%)。各省市家禽出欄量、生豬出欄量以及土壤有機質與類固醇激素的平均濃度顯著正相關,說明這些因素是造成農田類固醇激素累積的重要原因。除傳統的雌激素外,孕激素和雄激素也具有較高生態風險,需持續關注。

  近年來,該團隊係統研究了10餘種合成孕激素在農田土壤中的吸附-解吸過程,揭示了以疏水性分配、氫鍵作用和π-π作用為主導的吸附機製,並預測了不同降雨場景下孕激素的解吸過程。相關論文“Sorption, desorption, and transformation of synthetic progestins in soil and sediment systems(https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114141)”和“Sorption and desorption of seven steroidal synthetic progestins in five agricultural soil-water systems(https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110586)”分別在國際知名期刊Geoderma和Ecotoxicology and Environmental Safety”上發表。

圖1 孕激素吸附方程預測降雨條件下的遷移過程

  該團隊研究了合成孕激素在土壤多孔介質中的遷移和生物/非生物轉化過程,揭示了同步轉化對孕激素遷移能力和環境風險的影響機製。相關論文“Sorption, transport, and transformation of natural and synthetic progestins in soil-water systems(https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121482)”和“Abiotic transformation of synthetic progestins in representative soil mineral suspensions(https://doi.org/10.1016/j.jes.2022.06.007)”在國際知名期刊Journal of Hazardous Materials和Journal of Environmental Sciences上發表。


圖2 合成孕激素在土壤中的同步遷移-轉化示意圖


  上述論文第一/共同第一作者為資源環境學院2017級碩士生林航(2篇)、2018級碩士生戴雄(1篇)、2018級博士後何新星(1篇),李永濤教授和楊行健副教授為論文的通訊作者或第一作者。研究得到了國家自然科學基金項目(41877063, 41701345, U1901601)、國家重點研發計劃(2019YFC1804400, 2016YFD0800201)等的資助。

文圖/資源環境學院 楊行健

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