李永涛/杨行健团队揭示我国农田土壤类固醇激素分布规律及其微观机制

　　近日，我校资源环境学院李永涛教授和杨行健副教授团队经过调查发现，全国约99.3%的农区土壤样本中检出类固醇激素。团队针对类固醇激素极强的内分泌干扰效应和迁移能力，系统调查了我国农田土壤类固醇激素大尺度时空分布规律、吸附解吸机制和迁移-转化机制。成果在环境科学与生态学、土壤学等领域知名期刊Journal of Hazardous Materials（中科院一区，IF2021=14.224）、Geoderma（中科院一区，IF2021=7.422）、Science of the Total Environment（中科院二区，IF2021=10.754）、Ecotoxicology and Environmental Safety（中科院二区，IF2021=7.129）和Journal of Environmental Sciences（中科院二区，IF2021=6.796）等发表5篇论文。

　　在国际知名期刊Science of the Total Environment上发表的论文“Occurrence and distribution of natural and synthetic progestins, androgens, and estrogens in soils from agricultural production areas in China”（https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141766）表明，全国约99.3%的农区土壤中（n = 430）检出类固醇激素，平均浓度为4.72 ± 4.07 ng/g，雄激素含量占比最高（30.9 %-88.2%）。各省市家禽出栏量、生猪出栏量以及土壤有机质与类固醇激素的平均浓度显著正相关，说明这些因素是造成农田类固醇激素累积的重要原因。除传统的雌激素外，孕激素和雄激素也具有较高生态风险，需持续关注。

　　近年来，该团队系统研究了10余种合成孕激素在农田土壤中的吸附-解吸过程，揭示了以疏水性分配、氢键作用和π-π作用为主导的吸附机制，并预测了不同降雨场景下孕激素的解吸过程。相关论文“Sorption, desorption, and transformation of synthetic progestins in soil and sediment systems（https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114141）”和“Sorption and desorption of seven steroidal synthetic progestins in five agricultural soil-water systems（https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110586）”分别在国际知名期刊Geoderma和Ecotoxicology and Environmental Safety”上发表。

图1 孕激素吸附方程预测降雨条件下的迁移过程

　　该团队研究了合成孕激素在土壤多孔介质中的迁移和生物/非生物转化过程，揭示了同步转化对孕激素迁移能力和环境风险的影响机制。相关论文“Sorption, transport, and transformation of natural and synthetic progestins in soil-water systems（https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121482）”和“Abiotic transformation of synthetic progestins in representative soil mineral suspensions（https://doi.org/10.1016/j.jes.2022.06.007）”在国际知名期刊Journal of Hazardous Materials和Journal of Environmental Sciences上发表。

图2 合成孕激素在土壤中的同步迁移-转化示意图

　　上述论文第一/共同第一作者为资源环境学院2017级硕士生林航（2篇）、2018级硕士生戴雄（1篇）、2018级博士后何新星（1篇），李永涛教授和杨行健副教授为论文的通讯作者或第一作者。研究得到了国家自然科学基金项目（41877063, 41701345, U1901601）、国家重点研发计划（2019YFC1804400, 2016YFD0800201）等的资助。

文图/资源环境学院 杨行健