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研究成果
- 开发底泥毒性检测法以评估底泥污染物之生态危害性。河域底泥为水生生物生长的重要栖地，却也常是环境污染物的最终受体。底泥污染物可能经由地质化学反应与生物作用再次进入表面水体，因而影响水质，进而危害水域生态安全及人体健康。底泥污染监测于危害评估在国内属于新兴议题，我们先前研究着重在底泥有机污染物(如塑化剂邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯[di(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP])的生物有效性与毒性探讨 (Yang et al., 2018)。我们成功开发适用于有机污染物(DEHP)之底泥毒性检测法(青鳉鱼苗之简易流水式暴露)，并探讨受DHEP污染底泥(以人造底泥为基质)之生物有效性 (江丽芬 et al., 2017)。目前将进一步最佳化底泥毒性检测法(适用于青鳉鱼胚胎及鱼苗与环境浓度下之长时间流水式重金属污染底泥暴露)，并结合离子交换树脂法及化学检测技术，探讨重金属污染底泥之生物有效性与毒性潜势，计画将以环境底泥为基质进行重金属添加之实验室模拟现地环境试验，并将建立之方法于现地污染场址进行实测与验证。初步成果已建立胚胎静水式暴露，并了解铅于底泥/水/生物体间的传输与生物有效性，以及底泥铅与胚胎死亡率、致畸性及生物累积性的因果关系(Chen et al., 2020)。
- 建立针对二苯甲酮类紫外线吸收剂(Benzophenone-type UV filters)之生物毒性或功能性检测平台(包括一系列细胞及活体生物检测法)以有效地筛选具有低生态毒性与潜在效益的BP UV filters。二苯甲酮类化合物(Benzophenones, BPs)为具有类似结构的化学性防晒剂，常用于美容保养品或个人防护用品中过滤或吸收紫外线，以达到保护皮肤的功效。近十年来随着相关产业扩大而大量增加BPs使用量，因此在世界各地环境水体中常可侦测到数种常用BPs的流布。本研究已成功建立针对BPs的活体生物检测平台，包括青鳉鱼与斑马鱼生物检测法，系统性地检测数种种常见BPs的急毒性(如死亡率)与环境浓度暴露下之非致死毒性效应(如发育、生殖与神经毒性等机制)，我们并进一步以斑马鱼与哺乳动物表皮黑色素瘤细胞株为模式生物，以了解上述7种BPs对人类细胞的毒性筛选与验证其黑色素抑制潜力。本计画希望透过哺乳动物细胞实验循序渐进地了解不同结构的BPs对人类细胞可能造成的毒性与黑色素抑制(或美白)的潜力与机制，再结合前人对生态毒性的研究成果，此计画研究成果可以系统性地筛选出同时兼具环境友善、人体健康安全、且外加的黑色素抑制(美白)潜力三项功能的BPs，以提供防晒相关产品制造业一个使用绿色化学的选择，以及朝向永续环境发展的目标。
- 评估新兴污染元素(emerging contamination elements, RECs)在水稻田的生态毒性与健康风险。高科技产业放流水为台湾稻田中ECEs(如镓、铟、铊)污染之主要来源，土壤中累积之ECEs可能借由干湿交替之稻作方式再度被释出，并流布于农田、渠道与邻近水体，进而危害稻田与水域生态。本计画旨在(1)利用水稻田微型生态系试验(rice paddy microcosm)与指标生物稻田鱼，了解ECEs的毒物传输、生物毒性机制与生态危害性；(2)评估人类经由摄食污染稻米之ECEs暴露量与健康风险。
- 以MOFs回收废水中新兴科技元素与环境监测应用。Technology-critical elements (TCEs) include valuable rare earth metals increasingly being produced and used in high-technology industries, medical units and manufactures around the world. TCEs are also emerging pollutants that can enter into environments through human activities such as mining, smelting and burning of mines and wastewater discharge. This subproject aims to (1) synthesize a series of MOFs with specific ranges of pore sizes to systematically capture TCEs from contaminated wastewaters with expectation of >99% recovery; (2) assess toxicity of MOFs and treated waters to ensure removal of TCEs-induced toxicity; (3) establish MOF-derived devices to detect TCE-pollution in natural waters.
- 探讨奈米毒理学(Nanotoxicology)相关议题。前期研究重点为探讨环境污染整治技术常用的奈米零价铁(nanoscale zerovalent iron, nZVI)及奈米氧化铁的生物毒性效应、毒理机制及对水域生态危害冲击评估，建议在使用奈米污染复育材料之前，应审慎评估其于环境中的流布途径、宿命及生物毒性，以避免对生态环境造成二次危害(Chen et al., 2011; Chen et al., 2012; Chen et al., 2013; Yang et al., 2016; Yang et al., 2019)。近期研究探讨加氯消毒之自来水系统中新发现的铅管或含铅水龙头腐蚀产物奈米二氧化铅(nPbO2)的生物有效性与毒性。我们可借由了解奈米金属颗粒于水中的物化行为变化来预测nPbO2的生物有效性及对青鳉鱼的毒性效应，且PbO2颗粒会在生物肠道还原溶解成铅离子，并提高铅的生物有效性与毒性 (Chiang et al., 2016; Ng et al., 2019)。此成果有助于了解nPbO2对人体健康及水域安全的冲击，以加速各项规范水中铅污染政策的推动。
- 探讨台湾水域常见之新兴污染物如管制(滥用)药物[controlled (illicit) drugs]之污染现况对生物毒害之因果关系、毒理机制及生态冲击等议题。药物滥用一直是全球性的重要问题，在国内的情况也日益严重。我们发现青鳉鱼于发育时期暴露甲基安非他命或K他命后皆会诱导鱼体产生ROS，因而导致体内抗氧化酵素系统的失衡，并造成氧化压力甚至氧化伤害等不可逆之毒性效应。环境相关浓度之短时间(24小时)或长时间(14日)的K他命暴露会干扰鱼苗的神经讯息传递，造成神经毒性效应，并干扰泳动行为。此研究可提供相关单位针对管制药物之污染监测与规范所需之生物指标检测方法与生态毒理数据，具重要性与应用价值(Liao et al., 2015; Liao et al., 2017)。
- 探讨康唑类农药(conazole fungicides)对非目标生物(如青鳉鱼; Oryzias latipes)的毒理机制及生态冲击。Conazoles为医药及农业上广用之抗真菌剂，多种conazoles对哺乳动物具肝毒及生殖毒性，并会诱发老鼠肝肿瘤，然而此类农药的致毒机制及对生态环境的冲击尚未被彻底了解。我们已针对conazole建立系统性之青鳉鱼毒性检测方法，包括急毒性、生殖毒性、发育毒性及致癌效应等相关之生物指标试验。此研究建立之方法与结果能应用于规范其他类似具致癌性或内分泌干扰作用之有毒农药的使用，并可进一步应用于开发兼顾「有效性与安全性」之环境友善农药或化学物质之筛选方法(Lin et al., 2014; Liao et al., 2014; Chu et al., 2016; Tu et al., 2016)。
