国创申请书2015修订版.doc

同 济 大 学国家大学生创新训练计划项目申 请 书项目名称 上海城市水体鱼类体内重金属污染调查 申请单位（所属学院） 环境科学与工程学院 项目负责人 杨善卿 起止年限 2015年4月至2017年4月 国家大学生创新训练计划项目申请表环境科学与工程学院项目名称上海城市水体鱼类体内重金属污染调查申请经费10000元起止时间2015年4月至2017年4月申请人或申请团队姓名年级学号所在院系、专业联系电话E-mail杨善卿14级1451432环境科学类159005916972481650398徐焱平14级1451433环境科学类18621750502916541224周政14级1451434环境科学类15900896083909343258导 师姓名黄清辉职务/职称副教授电- 1、 申请理由（包括自身具备的知识条件：自己的特长、兴趣等，页面不足可加页）1、相关研究背景及意义上海天然水体众多，鱼的种类广泛，市民对鱼类的需求量自然而然地也很巨大。但由于近年来生态环境被破坏，许多河道的水质每况愈下，生活在其中的鱼类自然也就受到不同程度的污染。而上海作为人口数已超过2400万的国际性大都市，鱼的质量安全关乎到它的生存与发展，也影响着上海每位市民的身体健康城市河道鱼类生物并不是城市居民的主要消费的水产品，而只是某些特定的人群或宠物消费的重要水产品。所以用词上要注意。因此，调查研究上海市水体鱼类的污染程度势在必行。而重金属作为影响鱼类健康状况的主要因素，因此对鱼类体内重金属含量的测定就显得尤其重要。重金属是一类典型的环境污染物，主要是指汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、钴、镍、锡等。目前，最引人关注的是汞、镉、铅、铬以及类金属砷等有显著生物毒性的重金属，它们主要通过污染食品、饮用水及空气等途径最终被人类吸收。鱼类是人类摄取蛋白的主要来源之一，重金属可通过食物链在鱼体中富集进而威胁其食用者（人类或宠物）的健康，如汞中毒将引起神经系统受损，并可能引起肝炎、肾炎、尿毒症等; 镉中毒会损害肾脏，出现葡萄糖尿，高氨基酸尿和高磷酸尿，而且肺部会表现为慢性进行性阻塞性肺气肿，最终导致肺功能减退，其他还有食欲减退，恶心，体重减轻和高血压等症状；铅中毒将引起贫血、记忆力减退、失眠、休克、损害肠胃、肾脏和生殖系统；铬中毒将引起消化道溃疡消化功能紊乱神经衰弱轻度的肾脏损害，对铬过敏者可发生支气管哮喘； 砷中毒将影响人的消化系统，使人的呼吸，循环，肝，肾等功能衰竭及中枢神经病变并会伴有溶血现象。众所周知，近代日本发生的“痛痛病”、水俣病等震惊世界的环境污染事件就是由于食用富含镉和汞等重金属的大米和鱼类导致的，这些惨痛的教训必须引起我们的深思，确保上海水体鱼类重金属含量的最小化。所以，鱼类体内的重金属不仅是鱼类本身健康状况的反应，更是体现了相关水域的水质状况，同时也严重影响人类自身的健康。上海作为一个水体鱼类资源丰富的大城市，其水质的好坏影响着它的社会形象，更影响着城市居民的生活质量。但迄今为止，并没有人对上海城市河道鱼类生物体内的重金属进行过具体详细的研究。因此，本实验希望通过对上海城市河道鱼类生物体内重金属的污染调查，利用生物监测技术对上海城市河道进行细致地分析研究，做出合理的生态健康风险评价。同时通过对不同河道、不同时间、不同鱼类进行采样，研究鱼的重金属含量在空间、时间和鱼的种类之间的差异性，进而针对上海地区市民做出合理的健康食鱼指南。同上2、 团队特色及自身条件 我们团队由三个热爱环境并且对水的研究有着浓厚兴趣的本科生组成。我们均在大一上学期就加入长江环境样品库，对样品的预处理及其后续实验都有了比较全面的了解，实验动手能力都比较强。同时我们还在刚入学的时候就有幸结识了黄清辉教授，在平时的学习和生活中教授给予了我们很多相关知识的指导，开阔了我们的视野，让我们对该项目有了比较充分的准备。同时我们还在课余时间跟随研一的学长一起去采样（主要是鱼样），因此对采样工作也有了大致的了解。都是来自大一的我们对未知事物有着强烈的探知欲，没有被条条框框所羁绊，富有创新意识。而且我们都是室友，交流问题和想法十分方便，对队友的认识十分清楚，所以能够充分利用各自的优势，做出合理的分工。（1）杨善卿：从小热爱科学，环境专业是高考后的第一志愿，非常喜欢与环境有关的工作。中国正处于快速发展时期，经济的腾飞不能以牺牲环境作为代价，二者应以一种和谐的关系共同发展，我相信环境专业以后一定会成为一个阳光热门的专业。我为人严谨，做事习惯精益求精，对问题有着独特的看法，并且愿与朋友们同心同德，一起为更广范围的环境保护事业献上绵薄而全情之力。（2）徐焱平：我来自环境学院，是大一年级的本科生。我做事严谨认真，能吃苦耐劳，对环境保护很感兴趣。并且我是上海本地人，对上海的城市河道比较了解，对采样的地点能提供一些帮助。我希望通过本项目加深对环境领域的了解，对科学研究的方法有更深的认识。（3）周政：我来自山城重庆，因为家乡的环境每况愈下，所以对于环境保护有着极大的热情和兴趣。我喜欢实验，以前经常动手做一些小实验，高中时曾是重庆市雏鹰计划的成员，对于创新有着极大的兴趣和一定的经验。来自农村的我比较能吃苦，且勤于思考。希望能够在这个项目中锻炼自己的科学研究能力。我相信我们一定能够在这个项目中取得预期的成果。（4）黄清辉教授：从事河口海岸环境化学、生态与健康风险等方面研究。主持多项国家自然科学基金项目，以第一作者或通讯作者身份发表30多篇学术论文，现已培养2名博士和10名硕士，并指导过4组大学生科研创新训练项目，有良好的学术积累、研究经验和培养学生的经验。二、项目方案1、确定研究的城市水体、鱼和重金属的种类以及采样时间 城市水体：崇明岛附近（如崇明北横运河、崇明北湖等）、淀山湖、黄浦江，川杨河、 淀山湖、宝山码头、吴淞口码头、芦潮港、上海南港、苏州河、大冶河、淀 蒲河、蕴藻浜 鱼的种类：鲫鱼、鲤鱼、翘嘴红鲌、鲹条、麦穗鱼 重金属种类：汞、镉、铅、砷。 采样时间：5月、8月、11月2、 定时进行采样及预处理 （1）在选中水域采集鱼类样本（进行捕捞或由垂钓者处获得），用冰袋将鱼冷冻，并就时间（不同季度）、鱼的种类进行分类、编号、标记。 （2）鱼样带回后，将其洗净，用不锈钢剪刀进行解剖，只取肌肉食用部分。然后进行冷冻干燥和球磨。 （3）对鱼类进行预处理。传统的预处理方法主要包括湿法消解和干灰化法。湿法消解是在适量的鱼类样品中加入硝酸、高氯酸等氧化性强酸，结合加热破坏有机物。在消解过程中，该法易形成酸雾，且存在爆炸的危险;干灰化法是在高温灼烧下使有机物氧化分解，剩余的无机物供测定。此方法能够降低污染，但消化周期长、耗电多、被测成分易挥发损失; 坩埚有时对被测成分具有吸留作用，降低回收率。微波消解作为样品分析的新技术，具有消化样品能力强、速度快、消耗化学试剂少、金属元素不易挥发损失、污染小及空白值低等优势，一次样品处理后可同时测定几种元素。综上所述，我们决定使用微波消解法。3、 对重金属进行检测 电感藕合等离子体质谱法( ICP-MS) 是将电感藕合等离子体与质谱联用，利用电感藕合等离子体使样品汽化，将待测金属分离出来，从而进入质谱进行测定。痕量元素分析领域中最先进的方法4、 分析研究鱼类体内重金属含量，做出合理的生态健康风险评价和健康食鱼指南 分析鱼类的重金属含量，查阅相关资料和咨询导师，大致了解上海水体的污染状况，做出合理的生态健康风险评价以及市民的健康食鱼指南。1杨丽华. 重金属（镉、铜、锌和铬）对鲫鱼的生物毒性研究D,广州：华南师范大学2003.参考文献太少三、创新与特色不用讲前因后果，直接阐明新意和特色在哪里，高度概括些从两方面：通过鱼类生物监测反映自然水体污染；评估水体污染物通过食物链途径的健康风险1、 上海城市水体复杂且重要上海地区城市河流水道流经区域的污染源较多，污染情况较复杂。突发性环境污染事故如人们生产生活中的不当措施引起的水质突变（如前年黄浦江死猪事件），尤其是石油化工原料、产成品及有毒有害危险品的生产、储存和运输过程中发生的事故对环境水体所造成的污染持续时间较短，对周围环境和人体的长期累积影响不容易检测。最重要的是，城市河道水体时时刻刻都影响生活在上海的两千多万人的身体健康。调查城市水体的重金属含量分布对研究上海的水质和水污染有重要意义，既可以从这个方面检验环境保护和治理的成效，又可以掌握水体及周围环境的污染情况，初步了解其生态风险。通过研究城市水体中不同河段鱼类生物体内重金属含量，我们可以了解上海市城市水体中重金属含量在一定时间段内的整体水平和分布情况。放在背景中2、 效果较好的检测方法生物监测传统的采集水样检测只能反映当时当地的水域情况，对于城市河道这样水质比较容易在短期内变化的水体的检测用静态的采集水样检测受时间和空间的限制很大。鱼类对水质污染反应极其敏感。即使微小的环境变化,就可明显地影响鱼的生长发育及其生理活动。伴随着水体的污染，日积月累，重金属元素会在鱼类生物体内高度地积聚。在待监测水样中长期生活的鱼类生物，其体内重金属的富集程度则可以在较大的空间跨度和较长的时间跨度上表示该水域重金属含量的整体情况。上海城市河道流经区域较复杂，生物测试方法简单,不需要特殊仪器设备,又能综合反映上海城市水体重金属污染的状况。放在背景中3、 人体健康风险评估鱼类是人类摄取蛋白的主要来源之一，重金属可通过食物链在鱼体中富集从而导致鱼体重金属超标，最终严重威胁人类健康。而上海地处长江出海口，鱼类产量巨大，兼之市民多爱食鱼。因此，鱼体重金属的检测对于评价鱼类的食用安全性，评估对人体的健康风险至关重要。放在背景中四、预期成果 预期完成学术论文12篇，争取在A类核心学术期刊上发表1篇论文，并且制作上海地区健康食鱼指南如果是这个目标，可能还要考虑市售食用鱼否则限定在城市河道鱼类上更好。此外，争取参加国内重要学术会议，并展示相关研究成果，并力争参加“挑战杯”等全国性大学生课外科研竞赛。五、项目进程安排2015.5-2015.7 查阅资料，做好相关知识储备2015.8-2015.10 第一次采样XXX讲明采样片区或主要采样河道，样品预处理并低温保存2015.11-2016.3 第二次采样XXX，样品预处理并低温保存2016.4-2016.8 第三次采样XXX，样品