西浦博士生提出环境风险评价创新方法 科研成果获国际会议肯定

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近日,西交利物浦大学环境科学系博士生张小凯参加了在泰国举办的2017环境工程与可持续发展国际年会,并获得了最佳学术报告这一奖项。

2017环境工程与可持续发展国际年会(Conference on Environmental Engineering and Sustainable Development, CEESD)由亚太科学与工程研究所主办。这次会议为来自世界各地的研究人员、工程师、院士以及业内专业人士提供了良好的交流平台,以便他们展示研究成果,分享新观点和应用经验来促进可持续发展。

张小凯(上图)在演讲中介绍了活体生物传感器在环境风险评价中的应用。他的创新性主要表现在利用基因工程构建的细菌群作为活体生物传感器代替现在普遍应用的化学仪器采样分析来进行环境风险评价。

近期,他的研究成果发表在学术期刊《Environmental Pollution》上。根据”期刊引用报告”(Journal Citation Reports)的数据显示,该期刊在环境科学类学术期刊中排名前10%。

现在全球范围内出现了前所未有的环境污染问题,这使得找到更加快速可靠的环境风险评价方法变得十分紧迫。张小凯希望自己的研究成果可以为这一亟待解决的问题提供方案。

张小凯解释说,环境风险评价的主要目的是评价环境内是否存在会对生物造成危害的有毒有害物质,并提出合理可行的防范、应急与减缓措施,以降低环境污染风险,并减少环境污染带来的经济损失。

在对目标环境进行风险评价时,一般情况下会使用化学仪器对采集到的样本进行分析。而张小凯创新性地选择了基因工程构建的功能菌作为活体生物传感器来进行环境风险评价, “这些生物体不是测量污染物的总量,而是测量污染物的生物有效性。”

污染物的生物有效性是指人类、动植物、微生物等生物对污染物的吸收利用程度。对于环境风险评价来说,如果污染物中有毒有害成分的生物有效性高,说明被评价区域对于生物存在不利影响;反之,如果生物有效性低甚至无效,则说明被评价区域的污染物对于生物的不利影响较小。

张小凯的导师Mona Wells博士(上图左)表示,对生物有效性的检测是提出更优环境管理措施的关键所在。

Wells博士认为,与化学仪器相比,活体生物传感器的测试结果更直接地体现出污染物对生物的影响,“小凯的研究内容不仅对受污染场地的清理工作有帮助,而且活体生物传感器也为测试其他场地和材料的环境友好性提供了新方法。”

研究表明,适合处理复杂环境样品中污染物的活体生物传感器种类稀少,张小凯在此次项目中使用的生物传感器是由Wells博士与欧盟研究项目合作者共同开发。这一生物传感器技术的创新发展在2010年获得了跨学科研究薛定谔优秀奖(the Schrödinger Prize for Excellence in Interdisciplinary Science),并且现在已经投入商业使用,致力于为全世界数十万人提供确保饮用水安全的工具做出贡献。

这一项目也在西浦得到进一步扩展——在一个涉及生物学、化学、环境科学和生物医学等领域的跨学科项目中研究生物传感器在中国的应用。

此外,张小凯的导师Wells博士目前正与来自中国科学院南京地理与湖泊研究所、德国、比利时、以色列和英国的顶尖学者共同合作一个由国家自然科学基金资助的大型项目,而张小凯的研究也是这个大型项目的一部分。

张小凯目前研究的重点是铅污染。 数据显示,2007年中国12个省份中40%以上儿童的血铅水平高于世界卫生组织的最大限值。铅对儿童大脑的发育会造成很大的伤害,这使得对这一特定污染物的风险评估至关重要。

张小凯将在生物科学系Boris Tefsen博士的帮助下进一步研究活体生物传感器对铅污染毒性测试。

包括生物科学系、化学系和环境科学系在内的西交利物浦大学科学学科群(Sciences Cluster)致力于培养能够解决跨学科问题的毕业生,并为学生的可持续发展提供学术知识支持。

(资料提供:Mona Wells 翻译:胡秋辰 编辑:寇博)

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