研究亮点

参与成员: 林群声教授, 林忠华博士, 阮悦斐博士 新兴有机污染物(ECCs)涵盖了广泛种类的人造化学品，这些化学物质正在全球范围内使用，而且它们对于现代社会而言是必不可少的。传统环境污染物多为持久性有机污染物(POPs)，它们被逐步淘汰，导致了化学替代品的补偿性生产和使用，这些替代品中很大一部分不可避免地释放到环境中而成为了ECCs。其中一些替代品的毒性已被证实与传统化学品相当，甚至更高，其中许多属于内分泌干扰物和致癌物质。 ECC还包括药物和个人护理品(PPCPs)、藻毒素、纳米颗粒等，它们已在环境中被检测到，有机会(在低浓度下)对生态和人类健康造成影响，且通常不受当前环境法规的管制。大多数ECCs的环境资料是有限的，相关的分析方法仍有待建立和完善。由于过去几十年来珠江三角洲的重工业化和城市化进程，该地区已发现了高浓度的多种传统环境污染物，这些污染物被释放到珠江口，最终进入南海造成污染。 有鉴于此，我们开发了气相色谱-质谱(GCMS)和液相色谱-三重四极杆质谱(LC-MS/MS)分析方法，用于同时测定新兴手性卤化阻燃剂(HFRs)的16种立体异构体以及3种治疗类别涵盖22种立体异构体的手性PPCPs的痕量分析，这些新方法首次在全球范围内被报导。凭借这些方法，我们调查了香港不同污水处理系统中手性HFRs和PPCPs的赋存、质量平衡、归趋和季节性变化，并初步鉴别了由微塑胶所承载的手性HFRs含量；我们还研究了珠江口和香港水域亚热带海洋食物网中这些手性ECCs的立体异构体特异性营养级动力学。我们的发现表明，HFRs和PPCPs这两组ECCs广泛分布于被调查的地区的各种环境基质中，包括污水、污泥、海水、沉积物和海洋生物中。在所调查的食物网中，手性HFRs表现出营养级放大性，而手性PPCPs则展现出营养级稀释性；香港居民，尤其是儿童，若摄入所调查的海产品，可能会面临暴露于HFR的健康风险。 我们运用四极杆飞行时间质谱(QTOF)技术，开发了疑似/非靶标筛查分析方法，用于发现种类更为广泛的新型和未知全氟和多氟烷基物质(PFASs)；凭借这种方法，我们研究了南海两种本土海洋哺乳动物中传统和新兴PFASs的污染状况和浓度随时间的变化趋势，并鉴定了额外9种类别的44种PFASs，当中有15种PFASs被首次报导存于海洋生物中；一种新兴的PFAS，6：2氯化多氟烷基醚磺酸盐，在中国白海豚和江豚体内浓度呈逐年上升趋势，并且可能对大多数被调查的鲸类动物造成生殖伤害方面的不利影响。 上述的研究成果均有助于更好地理解ECCs对于生态和人类健康风险的机理和影响，并有助于为保护中国南方沿海环境而提出相应的监管措施。 参考:

参与成员:梁美仪教授 亚洲拥有约46亿人口，占2020年全球78亿人口的一半以上，对自然资源和生态环境构成了巨大压力。联合国预测，到2030年，亚洲将成为全球城市固体废物的主要产生区域。亚洲的空气、土壤和水污染以及食品安全问题一直面对重大挑战。 2015年，环境毒理及化学协会(SETAC)发起「全球前瞻扫描项目」(GHSP)，旨在甄别全球最优先的环境质量和健康问题。此前，该项目已在欧洲、拉丁美洲、北美洲和大洋洲进行。最近，亚洲的工作亦已完成，相关出版物已发表。 亚太地区SETAC由500多名从事环境科学、环境工程、环境公共卫生和管理、以及化学品可持续利用的专业成员组成。作为GHSP的一部分，SETAC亚太地区的小组成员应邀提出领域中最重要的研究问题。通过严格社会科学的甄别过程，由亚洲研究人员、政府机构和环保企业领导人组成的一个多学科团队共同确定了亚洲面临的23个优先研究问题，旨在解决这些紧迫的环境质量问题，并实现亚洲的可持续性发展。 这项国际合作研究结果最近于国际学术期刊《Environmental Toxicology and Chemistry》中发表。香港城市大学海洋污染国家重点实验室(SKLMP)主任兼化学系讲座教授梁美仪教授是这项重要工作的领导者之一。梁教授说：「随着亚洲人口和污染问题的日益严重，我们的环境面临着前所未有的挑战，需要通过综合环境政策和创新科技来解决。亚洲GHSP的研究成果将为区内研究人员、资助机构和监管部门提供关键优先研究问题和知识空缺。希望我们的合作研究成果将有助于加快建立切实可行的解决方案，以改善亚洲的环境质量和促进可持续发展。」其他环保专家也分享了梁教授对GHSP工作影响的看法。 GHSP项目的主持者、美国贝勒大学环境科学学院杰出教授Bryan Brooks回应说：「是次国际团队提出的优先环境问题为实现更可持续的环境质量创建了一条及时而重要的研究路线图，这对于我们共同保护人类健康、生物多样性和生态系统服务是必不可少的。」 SETAC全球行政总监 Charles Menzie 博士说：「SETAC为能够支持这个国际项目感到非常自豪。SETAC亚太成员发表的这篇文章非常及时，并为将来的研究提供了方向。我祈望他们的研究成果会转化成切实可行的解决方案，例如环境政策和国际合作等。」 SETAC亚太地区主席、中国暨南大学环境学院游静教授补充说：「当中不少甄选的研究问题针对联合国的可持续发展目标，同时亦有一些问题专门针对亚洲地区的需要。我们的研究工作为解决区域环境问题铺平了道路。我也希望这项倡议能促进更多的国际合作。」 香港城市大学SKLMP前主任、胡梁子慧讲座教授林群声对此国际项目表示祝贺。林教授说：「虽然解决这些优先研究问题并不容易，相信集合国际力量我们能进一步改善亚洲的环境质量，实现更可持续发展。我很高兴我们的SKLMP参与了这一至关重要的工作。」 已发表的文章：

参与成员: 王文雄教授 鱼体汞对人类健康构成巨大威胁，摄入含低汞的鱼类(例如篮子鱼)是平衡营养和减少汞暴露的一种解决方案。可是我们对篮子鱼低汞累积的潜在机制仍不清楚。本研究通过建立药代动力学(PBPK)模型，阐明在不同暴露途径下篮子鱼对无机汞(II)和甲基汞(MeHg)的排除方式。结果表明，有效的排出是篮子鱼体内汞含量低的主要原因。经过水相Hg(II)，食物相Hg(II)和MeHg暴露后，汞的排出速率常数分别为0.060、0.065和0.020d-1。通过量化篮子鱼排出汞的可能途径，我们的研究表明胆汁与粪便排泄在食物相汞的重要排出方式。虽然MeHg的胆汁排泄率非常高，每天的排泄量可达到 790 ng，胆汁中的大部分MeHg会被肠道重新吸收，再循环返回肝脏，导致在鱼体内的逗留时间延长。此外，鱼鳃排泄是水相Hg(II)的主要排出方式，说明篮子鱼对不同暴露途径的汞有不同的排出机制。本研究对了解篮子鱼维持低汞含量的独特方式提供了重要见解。 以上工作于2020年5月发表在期刊Environmental Science & Technology，第一作者为 Wang, X，通讯作者为香港城市大学王文雄教授。 参考: Wang, X. and Wang, W.X. (2020). Determination of the low Hg accumulation in rabbitfish (Siganus canaliculatus) by various elimination pathways: Simulation by a physiologically based pharmacokinetic model. Environmental Science & Technology, 54(12), 7440-7449.

参与成员: 林群声教授, 林忠华博士, 阮悦斐博士 针对主要环境基质中存在的新兴污染物(在本例中为PFASs)，我的研究团队开发了灵敏且可靠的分析方法。我们建立了SPE-HPLC-MS/MS方法来测量海水中痕量的PFASs，方法定量限达到万亿分之一(ng/L)。这项研究首次揭示了PFASs广泛存在于中国和韩国水域中。我们接着进行了深入研究，发现PFASs在我国多条河流、亚洲和南极洲之间的表层海水以及远洋中均有检出。随后，我们开发了新的HPLC-MS/MS方法来分析短链的PFASs。这些研究结果证实了PFASs在全球环境中的广泛分布，为标准化测定方法的确立(例如HELCOM-赫尔辛基公约和ISO)奠定了扎实的基础。 我们的分析方法十分灵敏，足以测量出远洋中的痕量PFASs。我们参与了一项全球性的研究，该研究所获取的重要数据为非挥发性PFASs通过洋流迁移到极地地区的这项假说提供了有力的支撑。我们灵敏且高选择性的分析方法使痕量分析挪威北极的冰芯、地表雪和地表水样本中的PFASs成为了可能。我们采集了位于高海拔地区的冰川样品，这些冰川由多年以来积雪受压缩而形成，其中的PFASs污染应主要来源于大气迁移。因此，冰芯可用于研究该地区PFASs的迁移途径及其在大气中浓度随时间的变化趋势。 在融化的冰川水中所检测到的PFASs反映了多年来PFASs对当地尤其是大气的污染，而表层积雪和地表水样本所检测到的PFASs则代表了近几年的来自于本地和全球的PFASs污染。我们的结果全面证明了PFASs不仅能通过洋流而且能通过其上方的大气输送进行长距离迁移。我们的研究为联合国环境规划署(UNEP)水监测指南的制定做出了重要贡献。我的研究团队进一步开发并验证了生物样本中测定PFASs的分析方法，并研究了于我国采集的人类血液以及母乳样本中PFASs的赋存情况。其中一个重要发现是，儿童每天摄入多种超过保守参考剂量的PFASs，这表明在我国，婴儿可能会通过摄入母乳而遭受PFASs暴露的潜在风险。我们发表了两篇有关在水体和血液样本中测定总氟含量的论文。使用此方法，我的研究团队证明了当时在科学研究和/或环境监测中所测定的PFASs，实际上仅占环境中可萃取有机氟化合物中的一小部分(约10-30％)。这些发现在最近引起了科学家们寻找“未知PFASs”的广泛兴趣，进而可以对有机氟化合物进行更全面/有意义的风险评估。 为了评估PFASs对环境和公共健康的危害，我的研究团队考察了PFASs对大鼠、鸡以及原代培养的鱼肝细胞的毒性作用。随后，我们成功开发了用于测量禽蛋和鲸类组织以及自来水中PFASs的分析方法；最近，我们研究了湿地食物网中PFASs的营养生物放大作用，并研究了摄入含有PFASs的海产品对人类健康的影响。这些研究为世界卫生组织(WHO)、加拿大卫生部、美国环境保护署和OECD等多个机构发布的健康指南做出了卓越贡献。 对传统的PFASs逐步淘汰已导致补偿性生产和使用其替代品，例如生产和使用具有更短或更长碳链的PFASs以及其他结构相似的PFASs。这些新兴的PFASs无可避免地会释放到环境中。我们的研究一直关注传统和新兴PFASs的污染现状和趋势以及其对环境的影响。所收集的资讯被UNEP和WHO等国际机构用于管理(例如设定暴露上限或准则值)或对生产和使用这些化学品实行禁令。 参考: Wang, Q., Ruan, Y., Jin, L., Zhang, X., Li, J., He, Y., Wei, S., Lam, J.C.W., Lam, P.K.S. (2021). Target, nontarget, and suspect screening and temporal trends of per- and polyfluoroalkyl substances in marine mammals from the South China Sea. Environmental Science & Technology, 55(2), 1045−1056.

参与成员: 林群声教授 近年来，海洋微塑胶污染引起科学家和公众的广泛关注。污水处理厂被认为是微塑胶污染的重要来源，但大多数研究关注污水厂去除微塑胶的效率，以及污水厂出水的微塑胶排放量评估，鲜有研究关注生活污水中微塑胶含量的日内变化。若日内变化较大，则在特定时间段内对污水采样，或使用数天采样的平均值来调查污水中的微塑胶通量可能会造成评估误差。本研究旨在调查香港一间具代表性的污水厂进水中微塑胶的特征与日内变化，并对其每日处理量进行更科学的评估。结果显示，微塑胶在污水中的丰度随时间从7.1±6升高到12.8±5.8 particles/L，再降低到11.6±2.9 particles/L。在9:30-15:00采集的样品中，约80%的微塑胶是聚乙烯和聚酯，而17:00采集的样品中，大部分是聚丙烯和聚氨酯。微塑胶的日负荷变化较大，为每日6.60 ×108 – 1.16×109 particles，说明根据特定采样周期计算的微塑胶日负荷不能准确评估污水厂的实际日负荷。 以上工作与2020年8月发表于Marine Pollution Bulletin期刊，香港城市大学博士生曹雅茹为第一作者，张凯博士为通讯作者。 参考: Cao, Y., Wang, Q., Ruan, Y., Wu, R., Chen, L., Zhang, K., & Lam, P. K. (2020). Intra-day microplastic variations in wastewater: A case study of a sewage treatment plant in Hong Kong. Marine Pollution Bulletin, 160, 111535.

参与成员: 张彤教授 至今，张彤教授带领的研究团队从不同地区的污水处理系统已采集1000个以上的本土污水样本进行新冠病毒SARS-CoV-2的核酸检测。初步研究结果表明污水监测可用作以下用途： 1. 提供COVID-19爆发的早期预警。污水的病毒检测阳性率可以反映病毒在社区中传播的总体情况，有可能作为医疗检测的补充信息，用作社区爆发的早期预警。 2. 追踪社区爆发的发展趋势。研究团队会继续收集和分析大量数据，对比实际医疗检测诊断数据，构建一个系统性评估方法和探讨后续跟进措施。 3. 补充对有感染集群屋苑的监测方法。研究团队灵活调整监测计划，在由感染集群的屋苑进行针对性的采样和分析，为医疗检测提供补充性的咨询。 以上工作由香港食物及卫生局医疗卫生研究基金于2020年10月资助，该项目的负责人为香港大学张彤教授，该项检测技术为疫情之下社区污水检测系统提供有效方案并为提供与疫情发展相关的重要补充讯息，有助保障香港公众健康。 参考: https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/22201.html