还未进入冬天的全面供暖季，11月14日，北京就迎来了今年第一个空气重污染天气。人们肉眼可见的是，原本高楼林立的京城瞬间变成深雾锁城的“雾都”，“立霾”一词也立刻成为社交媒体上热议的焦点。

　　空气污染自然与民众的生活息息相关，但在眼睛看不见的地方，二恶英、多氯联苯、DDT、多氯萘、溴代阻燃剂、短链氯化石蜡、全氟化合物……这些普通人并不熟悉的持久性有毒化学污染物，也正在悄无声息地影响着人类的健康。

　　早在20世纪70年代起，我国就开始推动有毒化学污染物环境化学行为的研究工作。作为该领域的重要研究机构之一，中国科学院生态环境研究中心的环境化学与生态毒理学国家重点实验室近年来取得了一系列重要成果，对推动我国环境化学与毒理学学科的发展、支撑国家履行关于持久性有机污染物的《斯德哥尔摩公约》等方面发挥了不可替代的作用。

　　硕果累累

　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室起源于中国科学院生态环境研究中心的无机分析和有机分析等多个实验室。2002年，中国科学院批准成立了环境化学与生态毒理学院重点实验室；2004年，环境化学与生态毒理学国家重点实验室通过科技部论证，2005年开始建设，2007年正式通过验收，2010年和2015年分别被评为优秀国家重点实验室，现任学术委员会主任为陈宜瑜院士，实验室主任为江桂斌院士。2013年，与实验室密切合作的香港浸会大学“环境与生物分析国家重点实验室伙伴实验室”获得批准。

　　实验室现有固定人员106人，包括中国科学院院士1人，中国工程院院士1人，美国工程院院士1人，研究员37人（含外籍专家3名），“973项目”首席科学家5人，国家杰出青年科学基金获得者11人，优秀青年科学基金获得者11人，“千人计划”获得者4人，中国科学院“百人计划”获得者11人，中组部青年拔尖人才3人。另有博士后和研究生约200余人。

　　目前，实验室的主要研究方向是持久性有毒化学污染物（PTS）的分析方法、环境化学行为、毒理与健康效应。

　　实验室在国内率先开展了PTS的相关研究和环境监测标准方法体系建设，在环境分析方法与仪器设备研制、污染分布与演化趋势、污染物形态与环境化学行为以及生态毒理效应等方面开展了大量基础性的系统研究，形成了鲜明的研究特色，在国内外学术界产生了重要影响。相关研究成果先后获得国家自然科学二等奖5项、中国科学院杰出科技成就奖1项、中国分析测试学会（CAIA）特等奖3项以及长江学者成就奖等。

　　2010~2016年期间，实验室共承担各类科研项目318项，其中作为项目依托单位和负责人主持国家科技支撑计划1项、国家重点研发计划1项、973项目5项、863重点项目1项、中国科学院战略性先导科技专项B类1项，基金委国家重大科学仪器1项，基金委创新研究群体2项、基金委重大基金项目1项、基金委重点基金7项、973课题14项和863课题11项等。期间共发表论文1177篇，其中SCI收录期刊936篇，其中IF>5的论文196篇，IF>10的论文18篇，包括Cell,Nature Nanotech.,NatureComm.,PNAS,Chem.Rev.等。

　　同时，实验室在国内外相关领域的研究也具有重要影响，有38人次在本领域国际著名杂志担任主编、副主编或编委。国际环境科学领域权威期刊ES&T Asian Office挂靠实验室，江桂斌任副主编；郑明辉研究员当选为联合国环境规划署亚太区域POPs监测组委会主席和联合国环境规划署化学品处POPs项目专家。自2004年开始，由实验室创办的“International Symposium on Persistent Toxic Substances(ISPTS)”已连续召开了15届，成为了该领域高水平、国内外同行积极承办的有影响的国际会议。

　　PTS研究是重中之重

　　众所周知，PTS已经对人类社会的生产与生活带来了严重的影响。PTS不仅具有很强的毒性，在环境中难以被降解，而且还能远距离传输，并随着食物链在人体与动物体中被不断累积与放大。

　　PTS的研究一直是环境化学与生态毒理学国家重点实验室的重中之重。在PTS的分析方法方面，实验室针对《斯德哥尔摩公约》新增和高关注的污染物，如短链氯化石蜡（SCCPs）、多氯萘（PCNs）、得克隆、六氯丁二烯（HCBD）及毒杀芬等，建立了多环境介质中灵敏可靠的分析方法和样品前处理技术，填补了这些污染物在分析方法上的空白。

　　实验室率先在国内建立了符合国际标准的同时测定二恶英、PCBs和PBDEs的方法体系，系统研究了从环境样品的前处理、分离纯化到检测的新原理、新技术和新方法，为国家环境监测技术进步提供技术保障。

　　记者从实验室了解到，团队还负责编制了国家检测标准“饲料中二恶英类及多氯联苯同位素稀释—高分辨气相色谱/高分辨质谱法(GB/T28643-2012)”、“土壤/沉积物毒杀芬的测定（2014-49）”，研制出“底泥中有机氯农药成分分析标准物质（GBW(E)082042）”和“砂海螂中丁基锡标准物质（GBW08574）”两个国家标准物质。

　　实验室建立的二恶英实验室在历次国际考核中也均取得了优异成绩，并被联合国环境规划署命名为‘Pilot Laboratory’，为国内若干个二恶英实验室的建设提供了技术支撑、操作训练和人才培养，推动了我国POPs测定能力进入国际先进行列。不仅如此，该二恶英实验室还在亚太区域POPs监测中发挥了主导作用，负责制订了《全球POPs监测技术导则》。

　　与此同时，实验室在PTS环境化学行为方面，也开辟了在我国环境中发现新型污染物的学术方向，首次在环境介质中发现了包括四溴双酚A类副产物、氟调聚醇类化合物、UV稳定剂、SPA抗氧化剂类化合物及疏水烷基取代季铵盐类化合物在内的60余种具有潜在POPs特性的污染物，初步证明了这些污染物对我国环境与居民健康具有潜在的危害。

　　实验室发现了汞的化学甲基化新途径；并且基于同步辐射大科学装置，开创性地在多种金属氧化物表面原位确定了地下水中砷邻近配位原子的种类、距离、配位数；率先在地球的‘三极’（南极、北极和珠峰）建立了POPs长距离迁移的联合观测站，并通过大气被动和大流量采样，获得野外长期监测数据，为深入认识POPs迁移转化机制提供了重要的第一手资料。

　　实验室研究人员在国际上率先发现了铸铁、炼焦、有色金属冶炼、铁矿石烧结、镀锌钢和电弧炉炼钢等新型POPs排放源，并详细阐明了其排放特征，提出了冶金等工业过程POPs的排放因子，为估算POPs排放量提供了必要的数据支持。以二恶英等POPs减排为目标，实验室团队还发明了一系列二恶英阻滞技术，并得到推广应用。

　　作为联合国环境规划署技术专家，实验室科研人员参加编写了《全球环境展望5》，《联合国环境规划署年鉴2013》和《二恶英等POPs的污染源识别量化指南（2013版）等技术报告，组织编写了首次和第二次《履约成效评估亚太区域POPs监测报告》，为我国履行《斯德哥尔摩公约》发挥了不可替代作用。

　　在PTS毒理与健康效应方面，实验室以卤代苯酚、多氯联苯、多溴联苯醚、全氟烷基羧酸等代表性卤代有机化合物为研究对象，从分子、细胞、活体、理论计算等多个层面，系统地研究了卤代有机污染物致癌与发育毒性的分子机制。

　　如在DNA氧化损伤机制研究中，他们首次获得醌碳自由基加合物的确凿证据，为卤代苯酚的致癌毒性提供了一个全新的分子毒理机制。他们的研究还发现该机制适用于其他通过体内代谢或化学脱卤转化成卤代醌的许多卤代有机污染物，是一个具有普适性的致癌新机制，得到国际同行的高度关注。

　　此外，实验室还发现卤代苯醌的暴露导致细胞内作为TET酶辅助因子的可利用铁含量显著增加，提高了TET酶的催化活性，从而诱导5hmC的形成；发现多氯联苯通过不依赖于雌激素受体的信号通路诱导活性氧自由基（ROS）的产生，ROS活化ROCK信号通路，增强肌动蛋白纤维和肌球蛋白纤维间的相互滑行，促进细胞运动，同时增强细胞骨架的稳定性，为肿瘤的生长、浸润和转移提供便利。该系列研究在卤代苯酚致DNA氧化损伤、卤代苯醌对表观遗传修饰改变等方面提出了具有普适性的致癌毒理新机制，在多氯联苯促进肿瘤恶化、全氟烷基酸发育毒性等方面明确揭示了活体效应的分子机制。

　　研制便携快速检测砷的光谱仪器

　　当前，地下水砷污染问题一直是国际研究的热点与难点。虽然科研界对此已经开展了近20年的研究，但目前全世界仍有超过1亿人在饮用高砷地下水。

　　来自环境化学与生态毒理学国家重点实验室的研究团队在我国典型砷污染地区的调查发现，农村居民的尿液、头发、指甲中均能检出超高浓度的砷。

　　目前一些实验室的仪器分析方法能够定量分析砷，但其价格昂贵，测定耗时耗力，同时三价砷极易在样品保存、运输及前处理过程中氧化为五价砷，可能会低估地下水中砷的毒性。因此，现场快速准确测定砷的浓度及价态成为研究砷环境过程的基础。

　　针对此种情况，实验室的景传勇研究团队采用同步辐射技术筛选了特异性吸附三价砷与五价砷的磁性纳米探针，基于便携拉曼仪器建立了表面增强拉曼光谱原位测定三价砷与五价砷浓度及价态的方法。

　　该方法的检出限为10μg/L，测试时间仅需5秒，满足我国饮用水的限值标准，可用于野外样品中砷的准确快速筛查，极大提高了现场研究的效率和精度，这一砷的便携快速检测方法还被纳入了国家重大仪器研发专项项目。

　　积极推动环境分析仪器产业化

　　实验室一直重视环境分析仪器的研制及产业化，目前已经研发了毛细管电泳单分子偏振成像检测仪、全自动化学发光免疫分析仪、中空纤维流场流分离装置、便携式痕量挥发性有机物快速检测仪、高灵敏度表面增强拉曼检测装置、POPs被动采样器、样品全自动净化设备等新仪器和新装置，部分仪器已经推广应用。这些具有自主知识产权的仪器设备在POPs分析与毒性研究中发挥了重要的作用。

　　自上个世纪五十年代日本发生水俣病以来，人们对汞的形态分析方法开展了大量的研究，但是一直缺乏标准的形态分析方法及商品化的联用仪器。对此，实验室在国内较早开展了气相色谱、液相色谱与原子荧光的联用研究，并成功应用于汞、砷等的形态分析研究，相关研究成果先后获得北京市科学技术二等奖、中国分析测试学会（CAIA）特等奖等。

　　自2006年开始，实验室与北京海光仪器公司合作开发了多款商品化的HPLC-AFS在线联用仪，已被广泛用于食品、环境等领域汞的形态分析，获得了良好的社会效应。

　　近期实验室正在与北京普立泰科仪器公司合作开发商品化的气相色谱与原子荧光联用技术用于环境、食品及生物样品中甲基汞的测定。

　　此外，实验室还承担了“高通量多功能成组毒理学分析系统”国家重大科研仪器研制项目。该项目提出化学物质高通量分离分析与成组毒理检测相结合的新思路，拟重点解决污染物低剂量复合暴露情况下的高通量筛选与未知污染物快速分离、定性和定量等关键科学问题，研制高通量多功能成组毒理学分析系统，从而显著提高污染物识别及毒性评价的可靠性及效率，为未知毒物的筛选及复合效应等研究提供一个新的技术手段和通用平台。该仪器研制完成后能够在环保、食品等突发事件鉴定中做出迅速应答，在最短时间内确定污染物的化学特性、含量与毒性效应等问题。

　　未来实验室仍将继续围绕PTS的分析方法、环境化学行为、毒理与健康效应深入开展工作，重点加强新型POPs、大气细颗粒物、人工纳米材料等的环境与健康效应研究，发展成组学毒理分析系统、水体中重金属在线监测系统、3D打印技术在环境化学与毒性研究中的应用及相关新技术、新仪器。

　　在产业化方面，实验室今后将加强已经相对成熟的研制仪器，如水体中重金属在线监测系统、中空纤维流场流分离装置、高灵敏度表面增强拉曼检测装置等仪器的产业化。