長江流域在我國生態保護和環境安全中有重要地位，但是如今長江流域卻面臨一種新型持久性有機汙染物（POPs）——多溴聯苯醚（Polybrominated diphenyl ethers，PBDEs）的汙染。
PBDEs 作為一種阻燃劑，因其優異的阻燃性能和低廉的價格越來越廣泛的在我國各領域使用。隨著我國經濟發展，生活水平提高，家電（特別是手機、相機、電腦等消費型電子產品）淘汰週期大大縮短，這使得長江流域產生大量電子垃圾，再加之發達國家產生的電子垃圾有75%進入中國，使電子垃圾中大量 PBDEs 向周圍釋放，嚴重汙染了長江流域生態環境，危害人體健康。雖然我國在今年（2018年）年中禁止部分電子垃圾進口，然而其他途徑產生的廢舊電子產品處理仍是一大難題；同時，電子垃圾僅僅是長江流域 PBDEs 的一小部分來源。PBDEs 生產過程（我國大量生產以 BDE-209 和 BDE-47 為主的 PBDEs）、鋼鐵冶煉、垃圾焚燒以及電器設備生產使用等都在向土壤、水體中不斷釋放大量 PBDEs 。由於其具有環境持久性、遠距離傳輸、生物可累積性及對生物和人體具有毒害效應等特性，PBDEs 在水環境中的富集和毒理問題的研究已成為當前生態學的一大熱點。關注 PBDEs 造成的長江流域毒理效應和生態風險，是實踐習總書記保護長江、修復長江理念亟待解決的課題。
目前已有的 PBDEs 研究資料主要集中在其環境行為研究，而關於這類持久性有機汙染物在淡水生態系統生物體內積累的研究資料有限，且缺乏 PBDEs 毒性複合效應對淡水生物生理和生化指標及生物標誌物影響的相關研究。這為人們探尋 PBDEs 生態風險，保護長江生態環境，保衛長江生態安全帶來了困難。
為解決以上問題，中國科學院成都生物研究所生態過程與生物多樣性保育潘開文學科團組熊勤犁等與中國科學院生態環境研究中心區域生態風險與環境管理研究組研究員呂永龍、史雅娟合作，以長江重要的水生動物大型溞（Daphnia magna）為研究對象，系統地揭示兩種典型的 PBDEs （2,2’,4,4 ,4,4’-四溴二苯醚（BDE-47）與十溴二苯醚（BDE-209））單獨和複合條件下對大型溞多層次（個體、器官、分子水平）、多系統（運動系統、循環系統、神經系統、抗氧化系統、解毒系統以及生殖系統等）生物標誌物的急性、慢性生態毒理效應。結果顯示急性暴露後，BDE-47對大型溞運動系統48h活動抑制率 EC50 為113.0 μg/L，而 BDE-209 對活動抑制率無效應，但顯著影響大型溞循環系統，增加其心率。兩種 PBDEs 複合後對大型溞活動抑制率表現出一定拮抗效應，並且 BDE-209 濃度越高拮抗作用越顯著；而 BDE-47 和 BDE-209 複合後對大型溞循環系統表現為協同效應。經過慢性暴露，BDE-47 對大型溞存活率和生殖系統均有顯著影響，同時，BDE-47 和 BDE-209 都顯著干擾大型溞生殖週期，使其生殖週期提前。BDE-47 對酶活性影響與BDE-209相同，在一定程度上抑制母溞神經系統 ChE 酶活性和解毒系統 GST 活性，但大幅誘導其抗氧化系統 CAT 活性，並呈現劑量效應關係。PBDEs 複合後對大型溞的死亡率、生殖系統均表現為拮抗作用，對 ChE 酶活性表現為拮抗作用，而對 GST 酶活性表現為協同效應，對 CAT 酶活性表現為先誘導後抑制。多層次、多系統生物標誌物的不同響應結果為研究人員評估 PBDEs 生態風險，進行生態預警提供了可能性。
該研究使人們認識了持久性有機汙染物 PBDEs 與不同層次生物標誌物計量效應關係，並發現淡水生物多層次、多系統響應機理；同時揭示了多種 PBDEs 對大型溞的複合效應。該研究證明長期暴露於低劑量的 PBDEs 仍然會產生不同系統、不同層次的毒理效應，危害環境安全，當下人們遠遠低估了淡水生態系統中 PBDEs 特別是多種 PBDEs 複合後的危害。該研究不僅為預測新型持久性有機汙染 PBDEs 複合作用對長江中水生生物的影響提供理論基礎，也為今後保護長江生態環境，為尋找長江汙染生態預警生物指示物，保衛長江生態安全提供一些研究思路。
該研究獲得國家科技支撐項目 (2017YFC0505704)、國家自然科學基金（31700544、41671483）和西部之光“西部青年學者”項目（2016XBZG_XBQNXZ_B_005）資助。近日以 Sublethal or not? Responses of multiple biomarkers in Daphnia magna to single and joint effects of BDE-47 and BDE-209 為題發表於國際學術期刊ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY。
顯微拍攝暴露於 PBDEs 大型溞（Daphnia magna）各生物標誌物發生的系統反應，雖美若星河，卻危機四伏（熊勤犁攝）。
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