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研究成果

  • 開發底泥毒性檢測法以評估底泥污染物之生態危害性。河域底泥為水生生物生長的重要棲地，卻也常是環境污染物的最終受體。底泥污染物可能經由地質化學反應與生物作用再次進入表面水體，因而影響水質，進而危害水域生態安全及人體健康。底泥污染監測於危害評估在國內屬於新興議題，我們先前研究著重在底泥有機污染物(如塑化劑鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯[di(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP])的生物有效性與毒性探討 (Yang et al., 2018)。我們成功開發適用於有機污染物(DEHP)之底泥毒性檢測法(青鱂魚苗之簡易流水式暴露)，並探討受DHEP污染底泥(以人造底泥為基質)之生物有效性 (江麗芬 et al., 2017)。目前將進一步最佳化底泥毒性檢測法(適用於青鱂魚胚胎及魚苗與環境濃度下之長時間流水式重金屬污染底泥暴露)，並結合離子交換樹脂法及化學檢測技術，探討重金屬污染底泥之生物有效性與毒性潛勢，計畫將以環境底泥為基質進行重金屬添加之實驗室模擬現地環境試驗，並將建立之方法於現地污染場址進行實測與驗證。初步成果已建立胚胎靜水式暴露，並瞭解鉛於底泥/水/生物體間的傳輸與生物有效性，以及底泥鉛與胚胎死亡率、致畸性及生物累積性的因果關係(Chen et al., 2020)。
  • 建立針對二苯甲酮類紫外線吸收劑(Benzophenone-type UV filters)之生物毒性或功能性檢測平台(包括一系列細胞及活體生物檢測法)以有效地篩選具有低生態毒性與潛在效益的BP UV filters。二苯甲酮類化合物(Benzophenones, BPs)為具有類似結構的化學性防曬劑，常用於美容保養品或個人防護用品中過濾或吸收紫外線，以達到保護皮膚的功效。近十年來隨著相關產業擴大而大量增加BPs使用量，因此在世界各地環境水體中常可偵測到數種常用BPs的流佈。本研究已成功建立針對BPs的活體生物檢測平台，包括青鱂魚與斑馬魚生物檢測法，系統性地檢測數種種常見BPs的急毒性(如死亡率)與環境濃度暴露下之非致死毒性效應(如發育、生殖與神經毒性等機制)，我們並進一步以斑馬魚與哺乳動物表皮黑色素瘤細胞株為模式生物，以瞭解上述7種BPs對人類細胞的毒性篩選與驗證其黑色素抑制潛力。本計畫希望透過哺乳動物細胞實驗循序漸進地了解不同結構的BPs對人類細胞可能造成的毒性與黑色素抑制(或美白)的潛力與機制，再結合前人對生態毒性的研究成果，此計畫研究成果可以系統性地篩選出同時兼具環境友善、人體健康安全、且外加的黑色素抑制(美白)潛力三項功能的BPs，以提供防曬相關產品製造業一個使用綠色化學的選擇，以及朝向永續環境發展的目標。
  • 評估新興污染元素(emerging contamination elements, RECs)在水稻田的生態毒性與健康風險。高科技產業放流水為台灣稻田中ECEs(如鎵、銦、鉈)污染之主要來源，土壤中累積之ECEs可能藉由乾濕交替之稻作方式再度被釋出，並流佈於農田、渠道與鄰近水體，進而危害稻田與水域生態。本計畫旨在(1)利用水稻田微型生態系試驗(rice paddy microcosm)與指標生物稻田魚，瞭解ECEs的毒物傳輸、生物毒性機制與生態危害性；(2)評估人類經由攝食污染稻米之ECEs暴露量與健康風險。
  • 以MOFs回收廢水中新興科技元素與環境監測應用。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.
  • 探討奈米毒理學(Nanotoxicology)相關議題。前期研究重點為探討環境污染整治技術常用的奈米零價鐵(nanoscale zerovalent iron, nZVI)及奈米氧化鐵的生物毒性效應、毒理機制及對水域生態危害衝擊評估，建議在使用奈米污染復育材料之前，應審慎評估其於環境中的流佈途徑、宿命及生物毒性，以避免對生態環境造成二次危害(Chen et al., 2011; Chen et al., 2012; Chen et al., 2013; Yang et al., 2016; Yang et al., 2019)。近期研究探討加氯消毒之自來水系統中新發現的鉛管或含鉛水龍頭腐蝕產物奈米二氧化鉛(nPbO2)的生物有效性與毒性。我們可藉由瞭解奈米金屬顆粒於水中的物化行為變化來預測nPbO2的生物有效性及對青鱂魚的毒性效應，且PbO2顆粒會在生物腸道還原溶解成鉛離子，並提高鉛的生物有效性與毒性 (Chiang et al., 2016; Ng et al., 2019)。此成果有助於瞭解nPbO2對人體健康及水域安全的衝擊，以加速各項規範水中鉛汙染政策的推動。
  • 探討台灣水域常見之新興污染物如管制(濫用)藥物[controlled (illicit) drugs]之污染現況對生物毒害之因果關係、毒理機制及生態衝擊等議題。藥物濫用一直是全球性的重要問題，在國內的情況也日益嚴重。我們發現青鱂魚於發育時期暴露甲基安非他命或K他命後皆會誘導魚體產生ROS，因而導致體內抗氧化酵素系統的失衡，並造成氧化壓力甚至氧化傷害等不可逆之毒性效應。環境相關濃度之短時間(24小時)或長時間(14日)的K他命暴露會干擾魚苗的神經訊息傳遞，造成神經毒性效應，並干擾泳動行為。此研究可提供相關單位針對管制藥物之污染監測與規範所需之生物指標檢測方法與生態毒理數據，具重要性與應用價值(Liao et al., 2015; Liao et al., 2017)。
  • 探討康唑類農藥(conazole fungicides)對非目標生物(如青鱂魚; Oryzias latipes)的毒理機制及生態衝擊。Conazoles為醫藥及農業上廣用之抗真菌劑，多種conazoles對哺乳動物具肝毒及生殖毒性，並會誘發老鼠肝腫瘤，然而此類農藥的致毒機制及對生態環境的衝擊尚未被徹底瞭解。我們已針對conazole建立系統性之青鱂魚毒性檢測方法，包括急毒性、生殖毒性、發育毒性及致癌效應等相關之生物指標試驗。此研究建立之方法與結果能應用於規範其他類似具致癌性或內分泌干擾作用之有毒農藥的使用，並可進一步應用於開發兼顧「有效性與安全性」之環境友善農藥或化學物質之篩選方法(Lin et al., 2014; Liao et al., 2014; Chu et al., 2016; Tu et al., 2016)。