近日，上海市农业科学院生态环境保护研究所水环境治理团队利用斑马鱼作为水生生物模型，评估拟柱孢藻毒素（CYN）对水生生物毒性的影响。同时，利用构建的可见光光催化体系高效降解CYN，为应对水体中日益加剧的藻毒素污染提供科学依据和技术对策。相关研究成果先后发表在国际学术期刊Chemical Engineering Journal（一区TOP，IF=13.3）和Ecotoxicology and Environmental Safety（二区TOP，IF=6.2）上。

随着水体富营养化和气候变暖，湖库蓝藻水华的暴发规模和持续时间呈现加剧趋势，同时出现了新型入侵水华蓝藻。近年来备受关注的产毒水华蓝藻拟柱孢藻扩张迅速，在全球多个地区的饮用水水源地相继检出，拟柱孢藻水华不仅使水生态系统功能丧失，其释放到水体中的CYN还严重威胁水环境安全和人类健康。然而，目前对CYN的神经毒性及其分子机制的研究仍然有限。

为此，研究团队利用斑马鱼作为水生生物模型，开展CYN对斑马鱼神经毒性及其分子机制的研究，以评估CYN对水生生物早期发育毒性、行为毒性和神经毒性的影响。

本研究验证了CYN通过氧化应激、炎症和凋亡路径诱发斑马鱼幼鱼早期神经发育毒性的机制，而且证明了抗氧化剂NAC能够有效地缓解CYN引起的不良效应。这些发现为深入理解CYN对水生生物的影响提供了重要视角，并且对于制定CYN污染防控策略及其潜在治疗方法提供了科学依据，为未来CYN的风险评估和环境管理提供了坚实的理论基础。

图1 CYN对斑马鱼幼鱼的发育毒性

图2 CYN对斑马鱼幼鱼的神经毒性

另外，研究团队利用前期构建的可见光光催化体系高效降解CYN，探究该体系降解CYN的作用效果和影响因素，重点解析体系中活性氧化物种的种类、产生机理和作用贡献率，探索CYN的降解途径和毒性变化规律，揭示可见光响应的光催化体系降解CYN的作用机制。

本研究制备氧缺陷型Ag₃PO₄光催化剂降解CYN，与未改性Ag₃PO₄相比，氧缺陷型Ag₃PO₄在光催化降解CYN方面的性能提高3.6倍，表现出较高的光稳定性。缺陷修饰提供更多未占据轨道，有助于电荷激发和分离，改性样品可以激活分子氧活化过程和电子还原产生自由基物种。质谱实验和理论计算对降解中间产物的分析支持了自由基在降解过程中对脱硫、开环、氧化的主导作用。肝细胞毒性测定显示中间产物的毒性和生态风险较低。研究为实现光催化技术去除水体中的持久性有机物提供的理论基础。

该研究为实现光催化技术去除水体中的持久性有机物提供的理论基础，以及为应对水体中日益加剧的藻毒素污染提供科学依据和技术对策。

图3 CYN降解中间产物及毒性分析

图4 Ag3PO4降解CYN的反应机理

上海市农业科学院生态所张旭助理研究员为论文的第一作者，周丽副研究员为论文的通讯作者。南京环境科学研究所胡洁工程师（EES论文共一）和王荐副研究员（EES论文共同通讯）、质标所鄂恒超和赵志勇副研究员，同济大学张亚雷、周雪飞和褚华强教授等参与了研究工作。上述研究工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、市科委扬帆计划和上海市农业科学院卓越团队等项目的资助。