随着化学工业发展，大量新兴化学品生产、使用，并释放到环境中。这些化合物与传统污染物在环境中共存，导致潜在生态风险。有效识别环境中主要致毒物质，是开展风险管控的重要基础。然而，由于水体沉积物等环境体系的复杂性，从中准确筛选出关键致毒物面临着巨大挑战。目前常规生态风险评价技术，主要基于对目标化合物进行监测，对于复杂体系中多种污染物同时存在，且主要致毒物质并非目标化合物的情况，传统评价技术可能导致风险识别与评价的偏差。以生物效应为基础的毒性鉴别与评价（TIE）及效应导向分析（EDA）技术，结合生物测试、化学分析和统计建模，有望为同时筛查目标及非目标化合物提供有效的技术手段。
以游静教授为核心的研究团队成功建立全沉积物TIE技术，并将早期发展的基于吸附/解吸的仿生萃取技术用于沉积物中目标污染物的鉴定，缩减致毒物质清单，降低由于沉积物中污染物生物可利用性差异导致的识别偏差。在此基础上，发展了小体系活体生物的EDA技术。通过测试多种化合物在被动加标介质与生物基质中的分配常数，发展综合生物标志物表达体系，并建立以摇蚊幼虫为模式生物的被动加标毒性测试体系，且将其有效结合在EDA测试中。将所建立方法用于广州城市水体沉积物中主要致毒物质识别，以揭示当前使用农药通过氧化应激机制对摇蚊幼虫的毒性贡献，同时通过非目标污染物的筛查发现研究区域多环麝香类污染物对摇蚊幼虫毒性有重要贡献（图1）。此外，该研究团队将活体生物测试与细胞生物测试方法与以生物可利用性为基础的萃取和加标技术相结合，考虑污染物生物可利用性的基础上，在细胞和个体水平上联用TIE和EDA技术，同时对复杂环境体系中目标和非目标污染物的毒性贡献进行研究，有望为沉积物生态风险评价提供技术手段和理论依据。
相关成果近期发表在Environmental Pollution和Environmental Science and Technology等杂志上，本研究受到国家自然科学基金（41273120、41473106）、国家重大科技项目水体污染控制与治理科技重大专项子课题（2017ZX07301-005-002）和广东省科技计划（2017A020216002）联合资助。
图1 TIE-EDA联用识别珠江广州段水体沉积物中关键致毒污染物
代表性论文：
1.Li H.-Z., Yi X.-Y., Cheng F., Tong Y.-J., Mehler W.T., You J. Identifying organic toxicants in sediment using effect-directed analysis: a combination of bioaccessibility-based extraction and high-throughput midge toxicity testing, Environmental Science & Technology, 2019, 53, 996–1003
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.8b05633
2.Li H.-Z., Zhang J., You J. Diagnosis of complex mixture toxicity in sediment: Application of toxicity identification evaluation and effect-directed analysis. Environmental Pollution, 2018, 237, 944–954
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749117327501?via%3Dihub
3.Qi H.-X., Li H.-Z., Wei Y.-L., Mehler W.T., Zeng E.Y., You J. Effect-directed analysis of toxicants in sediment with combined passive dosing and in vivo toxicity testing. Environmental Science & Technology,2017, 51, 6414–6421
论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.7b00540
4.Pei Y.-Y., Li H.-Z., You J. Determining equilibrium partition coefficients between lipid/protein and polydimethylsiloxane for highly hydrophobic organic contaminants using preloaded disks, Science of the Total Environment,2017, 598, 385–392
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717309579
5.You J., Li H.-Z. Improving the accuracy of effect-directed analysis: The role of bioavailability, Environmental Science: Processes & Impacts,2017, 19, 1484–149
论文链接：http://pubs.rsc.org/en/content/ articlehtml/2017/EM/C7EM00377C