污染是世界上所有国家面临着的重大环境问题，尤其是工农业大力振兴、城市化如火如荼的地区，污染如影随形。20世纪70年代以来，淮河污染日益突显，淮河水污染事故更是频繁发生，淮河流域已成为我国水污染范围最大且程度最严重的地区之一。在本研究中，我们以环境遗传毒性物质暴露的致突风险评估为核心内容，以河南省周口市扶沟县为主要研究现场，探讨了淮河流域癌症高发区水样的细胞和遗传毒性，并且研究了淮河流域水体的新型污染物全氟辛烷磺酸盐（perfluorooctane sulfonate，PFOS）的毒性效应。　　研究结果显示，无论是丰水期或枯水期，SM-1贾鲁河河水样品富集物的细胞毒性最大，离河＜1 Km的SM-2地下水样品富集物的细胞毒性次之，离河约20 Km的SN-1、SN-2和SN-3地下水样品富集物的细胞毒性最低。CD59基因突变结果表明，SM-1贾鲁河河水样品富集物在低浓度和短时间处理的情况下，未显现遗传毒性（高浓度和长时间处理由于细胞毒性过大，无法检测遗传毒性）。相比而言，离河较近的SM-2地下水的遗传毒性较之离河较远的SN-1、SN-2和SN-3地下水更加显著。例如，丰水期和枯水期50ml/ml SM-2水样富集物处理AL细胞24小时后，每1×105个存活细胞中突变细胞由对照组的46±7个/108±13个分别显著增加到188±39个/240±20个。丰水期50ml/ml SN-1水样富集物处理AL细胞16天后，每1×105个存活细胞中突变细胞由对照组的91±7个显著增加到222±44个。对具有遗传毒性水样进一步验证表明，丰水期和枯水期50ml/ml SM-2水样富集物处理AL细胞24小时后，以及丰水期50 ml/ml SN-1水样富集物处理AL细胞16天后微核试验的阳性结果确证了CD59基因突变的结果。研究还发现，具有显著性细胞和遗传毒性的枯水期SM-2水样富集物处理AL细胞24小时后，10ml/ml剂量组的细胞的凋亡率从本底的10.35±1.43％显著上升到32.51±3.03％;50ml/ml剂量组的细胞的凋亡率显著上升到26.91±4.11％。这说明了凋亡的发生是水样富集物导致的AL细胞毒性的重要防御机制。　　此外，对比丰水期和枯水期水样富集物的细胞毒性结果，发现与枯水期相比，丰水期的SM-1贾鲁河河水和离河较近的SM-2地下水样品富集物的细胞毒性更大。然而，SN-1、SN-2和SN-3地下水样品富集物的细胞毒性结果显示，枯水期水样富集物的细胞毒性较之丰水期更大。　　基于上述细胞克隆形成和CD59基因突变实验结果，我们利用人工神经网络技术构建了贾鲁河河水及其邻近20公里内浅层地下水的细胞毒性和致突性的传播模型。该模型图表明，无论在丰水期或枯水期，AL细胞的存活率随着地下水与贾鲁河之间距离的增加而呈现上升的趋势。当染毒AL细胞的提取物是富集于距离贾鲁河10Km内的地下水时，对比枯水期的水样提取物，丰水期的水样提取物的细胞毒性更大。然而，当染毒AL细胞使用的提取物是富集于距离贾鲁河10Km外的地下水时，枯水期的水样提取物比丰水期的水样提取物的细胞毒性更大。此外，贾鲁河流域地下水的致突风险随着与贾鲁河距离的增加而呈现抛物线的趋势，距离贾鲁河10Km处的地区面临着最大的致突风险。　　我们进一步研究了淮河流域水体中的新型污染物PFOS的细胞和遗传毒性，发现暴露于1～200μM PFOS1，4，8，或16天后，AL细胞活力呈现剂量和时间依赖性的降低，但CD59基因突变率与对照组相比，并没有显著性的变化。应用线粒体缺失型的ρ0 AL细胞，我们进一步从细胞凋亡的角度，探讨了其降低细胞活性的机制。研究结果发现，将1～200μM PFOS和AL细胞共同孵育1天和4天后，与对照组相比，200μM暴露组caspase-3/7和caspase-9的活性均明显增加，但ρ0 AL细胞的caspase-3/7和caspase-9活性并未增加。同时，我们也发现当AL细胞暴露于100μM和200μM PFOS1天后，线粒体膜电位显著下降。此外，暴露于100μM和200μM PFOS1天和4天后能够导致AL细胞内ROS、O2·-以及NO的释放都明显上调，但是ρ0 AL细胞内的ROS、O2·-以及NO的水平却不受影响。并且，ROS/O2·-清除剂，以及NOS抑制剂都可以显著地抑制caspase-3/7的活性。上述结果表明，PFOS可能通过诱导线粒体的自由基生成，进而激活caspase依赖的凋亡信号通路，而细胞凋亡的发生可能是细胞避免发生突变的原因之一。