生态毒理学报


综述

  • 人体肠道耐药基因组的研究进展

    段宇婧;吴新颜;陈则友;陈颖;李林云;祝思源;毛大庆;罗义;

    人类肠道菌群是耐药基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的"储存库",且与人体健康密切相关。目前,抗生素的滥用严重,进一步加剧了耐药基因的传播和扩散。细菌耐药问题严重影响人体健康、食品安全和生态安全,携带耐药基因的致病菌对临床治疗造成巨大威胁。本文结合国内外研究进展,在总结人体肠道耐药基因组研究方法的基础上,探讨了肠道耐药基因的组成、来源、传播和进化,并对未来研究进行了展望,旨在促进公众对肠道耐药基因的认知,并为抗生素的合理使用提供理论支持。

    2020年04期 v.15 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
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  • 植物根际土壤酶对重金属污染的响应机制研究综述

    蒲生彦;王宇;陈文英;刘世宾;

    土壤酶是生态系统物质循环和能量流动过程中最活跃的生物活性物质,其活性是表征土壤质量好坏的一项重要生化指标。相比非根际土壤,根际土壤中的酶除来自微生物外,还可经由植物根部分泌。根际土壤酶活性更能体现整个土壤生态系统的物质循环过程。近年,重金属污染对植物根际土壤酶活性的影响引起了研究人员的广泛关注。在重金属的胁迫下,土壤酶活性会上升或下降,也可能无显著变化。低浓度的重金属能促进酶活性位点与底物的配合,使酶活性得以提升;通过结合酶分子上的基团或占据酶活性位点,重金属也能抑制酶的催化功能,从而降低酶的活性。本文通过大量文献调研,较系统地回顾和总结了根际土壤酶对重金属污染响应的研究现状和最新进展,探讨了重金属作用于根际土壤酶的主要影响途径,并对未来研究中应重点关注的方向进行了展望。

    2020年04期 v.15 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 3580K]
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  • 农用塑料薄膜使用现状与环境污染分析

    马兆嵘;刘有胜;张芊芊;应光国;

    农用塑料薄膜(农膜)作为设施农业中重要的生产资料,在促进农业增产和增收方面发挥了重要作用,为我国农业发展做出了重大贡献。我国农膜使用量巨大且逐年不断增加,20多年来年使用量已增长4.05倍,从1991年的64.2万t增长到2017年的252.8万t。农膜的长期大量使用和缺乏有效的回收处理已导致"白色污染"加剧。本文介绍了农膜种类、组成成分和使用状况,分析了农膜造成的环境污染及其生态效应。提出了农膜的生产标准制定、正确使用以及有效的回收处理与再利用是降低农膜环境污染的主要方法,对农膜环境污染防控和构建农业生态环境平衡具有重要意义。

    2020年04期 v.15 21-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 592K]
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  • 卤虫属在水生生态毒理学中的研究进展

    赵培强;董四君;

    在环境问题日益突出的今天,生态毒理学研究对于生态系统健康发展与生态系统服务功能的提升至关重要。水生生态毒理学作为生态毒理学研究重点领域之一,正逐渐成为科研人员的关注点。目前,水生生态毒理学主要研究环境中的有毒有害物质对水生生物的毒性效应及其对生态系统的影响。作为生态毒理学研究中常用的实验动物,卤虫属动物已被广泛应用于污染物暴露、环境因子干扰、食物链传递和生态风险评价等方面。虽然,卤虫在多个研究领域都有应用,但是,由于生态毒理学发展还不完善,特别是研究人员前期对环境毒理学与生态毒理学两者界定不清,目前尚无卤虫在水生生态毒理学研究中的综合论述。本文精准检索搜集了在生态毒理学领域中卤虫研究的相关文献,深入阅读,从物种特征、优缺点与应用范围;孵化饲养标准与质量控制;实验类型与暴露方式;主要关注指标与研究目的;存在问题与展望5个方面展开论述,对卤虫在水生生态毒理学中的研究进展进行了综合概括。

    2020年04期 v.15 33-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 猪粪堆肥过程中四环素类抗生素的生物转化及降解研究进展

    冯栋梁;封林玉;张倚剑;梁天柱;梁明振;

    四环素类抗生素(TCs)是畜禽养殖业中一类重要的兽药。随着畜禽养殖集约化,越来越多的抗生素经畜禽机体代谢进入环境,导致了对人类健康和生物安全等的危害。堆肥是无害化去除畜禽粪便中TCs的常见方法,能最大程度削减畜禽粪便中TCs的残留。笔者根据国内堆肥处理猪粪中抗生素残留的现状,结合国内外猪粪堆肥化技术的最新研究进展,从TCs生物转化、生物和非生物降解途径,阐述了猪粪堆肥过程中环境因子的调控、微生物群落结构与组成的变化和TCs的生物降解机制,旨在为未来畜禽粪便无害化、肥料资源化利用提供理论依据和技术参考。

    2020年04期 v.15 45-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
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  • 铜及氧化铜纳米颗粒对浮萍、藻类的毒性效应及机理研究进展

    何莹;楚梦玮;刘洋;刘若晴;段文焱;仇浩;

    由于大量的生产和使用,铜及氧化铜纳米颗粒不可避免地被排放到环境当中。水生植物属于生态系统的初级生产者,纳米颗粒对其造成的损伤及在其体内的积累很可能会通过食物链或食物网进行传递,从而威胁生态系统乃至人类健康。因此,本文就现有研究中铜及氧化铜纳米颗粒对2类重要水生植物(即浮萍、藻类)的毒性效应及致毒机理进行了总结。通过分析发现纳米颗粒的浓度、粒径以及暴露体系的pH值、溶解性有机质、温度和紫外线等环境因素均能影响铜及氧化铜纳米颗粒的毒性效应。据此提出今后相关研究中需更加关注水生植物对铜、氧化铜纳米颗粒及Cu~(2+)的吸收及积累情况,以及区分纳米颗粒本身及Cu~(2+)的毒性贡献的重要性,这有助于深入了解铜及氧化铜纳米颗粒对浮萍、藻类的致毒机理。

    2020年04期 v.15 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1982K]
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  • 纳米材料对底栖动物的毒性效应研究进展

    张盼红;庞成芳;赵斌;

    随着纳米技术的飞速发展,纳米材料被广泛应用于各个领域,在纳米材料生产运输、使用以及使用后的废弃过程中,纳米材料不可避免地会被释放到环境中。一旦纳米材料进入到水体,它们会经过一系列的迁移转化最终沉降在底泥中,并可能会对底栖动物产生潜在毒性效应。笔者重点总结和归纳了不同类型的常见人工纳米材料对底栖动物的毒性效应与其暴露环境和纳米材料自身物理化学特性的关系,发现在不同的毒性评价指标包括筑穴行为、生存率、发育繁殖、摄食率以及生物累积效应中,生物累积是底栖动物对纳米材料反应最为灵敏的评价指标。同时,底栖动物对纳米材料的生物累积不仅与纳米颗粒的大小和聚集程度有关,而且也与生物体内的消化微环境和和消化过程(pH、消化速率、同化效率和肠道的停留时间)相关。在归纳总结基础上,提出了完善纳米水生生物毒性效应研究的建议。

    2020年04期 v.15 66-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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  • 基于污水流行病学的毒情研判技术研究进展

    郑晓雨;袁明俊;王德高;赵彦彪;胡琨;钱振华;高利生;郑珲;

    毒情研判是区域性毒情形势的重要衡量方法,一直都是禁毒领域关注的热点和难点。利用污水流行病学建立了以污水样品采集、研究对象稳定性、前处理及分析、校正因子、人口数量和不确定度等为影响因素的数学模型对毒品区域流行趋势、滥用量、合成路线研判及新精神活性物质查缉管控等方面进行毒情研判,具有便捷、客观和实时监测等优势。结合当前研究中滥用量准确度、环境样本种类、范围有限和技术手段等方面存在的问题,指出数学模型的完善以及基于高分辨的非靶向和拟靶向分析技术的优化将成为污水流行病学在毒情研判领域的发展趋势。

    2020年04期 v.15 79-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K]
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  • 蛋白质组学在环境毒理学中的研究进展

    耿柠波;任晓倩;张海军;曹蓉;宋肖垚;罗云;张保琴;陈吉平;

    蛋白质组学是系统生物学的重要组成部分,它以整体、动态和定量的原则来研究各种蛋白质的功能,系统地分析生物体内蛋白质表达,蛋白-蛋白相互作用和翻译后修饰等特征,已成为后基因组时代不可或缺的分析工具。蛋白质组学技术具有高通量的特征,能实现对蛋白质的高效快捷的定量分析。将蛋白质组学技术应用于环境毒理学研究,可从蛋白水平上研究外源性化合物对机体的毒性作用机制,并从中筛选出具有较高特异型和高灵敏度的蛋白标志物,为污染物的健康风险评估提供新的技术手段。本文综述了蛋白质组学技术的主要研究方法、研究策略和在环境毒理学研究中的应用,重点讨论了蛋白质组学技术在重金属和有机化合物尤其是持久性有机污染物(POPs)毒性评估中的应用。

    2020年04期 v.15 88-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
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  • 环境污染物与肠道菌群互作关系的研究进展

    冯宇希;冯乃宪;陈昕;王一泽;郭静婕;莫测辉;

    随着城市化和工业化的快速发展,大量污染物进入到环境中,这些污染物在食物链中传递和放大,最终对人体健康产生危害。环境污染物通过摄食进入消化道,影响肠道微生物稳态,进而危害宿主健康。目前大部分研究主要集中在环境污染物对肠道微生物的丰富度和多样性的影响,而对环境污染物、肠道微生物和宿主健康互作关系的研究鲜有报道。本文综述了环境污染物包括重金属、持久性有机污染物、农药、微塑料、抗生素及其抗性基因等对肠道微生物菌群结构及其代谢活动的影响,阐明了环境污染物诱导肠道菌群失衡而致病的关键步骤,为肠道微生物毒理学评价提供新的研究思路。

    2020年04期 v.15 99-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K]
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  • 农村固体废弃物中抗生素及耐药基因的赋存及风险管理

    邵振鲁;李厚禹;李晓晨;徐艳;郑向群;

    全球范围内抗生素抗性的传播扩散严重威胁人类健康。固体废弃物中的生活垃圾、污泥和畜禽粪便是抗生素及耐药基因的重要储库。针对新型环境污染物抗生素和耐药基因,综述了农村固废中抗生素及耐药基因的赋存和传播扩散,阐述了农村固废中抗生素及细菌耐药的生态风险、控制管理和消除方法,并结合目前抗生素及耐药基因的污染状况,对今后研究重点进行了展望。

    2020年04期 v.15 112-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 749K]
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  • 环境内分泌干扰物暴露致心肌线粒体损伤的研究进展

    唐兰;俞捷;许洁;

    心脏疾病(冠心病、心肌炎及心肌梗死等)发病率持续增高,病因不明。线粒体是心脏进行生命活动时所需能量的供给场所,当受损时会引发心脏疾病。研究表明,环境内分泌干扰物(environmental endocrine disruptors,EEDs)暴露可导致心肌线粒体损伤,其机制包括呼吸链受损、呼吸酶活性降低、线粒体膜损害、Ca~(2+)稳态紊乱、氧化应激增加、抗氧化能力降低、线粒体能量代谢调控基因表达改变和线粒体融合与分裂改变等。本文综述了几种有代表性的EEDs(双酚A、壬基酚、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、磷化铝、马拉硫磷、镉和汞)及EEDs混合物对心肌线粒体的损伤及其机制。以期为线粒体作为治疗心脏疾病的靶点提供理论依据。

    2020年04期 v.15 123-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K]
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专论

  • 抗生素的胁迫与抗生素抗性基因产生与传播关系的研究

    卢文强;孙昊宇;王雅娟;林志芬;张饮江;

    抗生素的环境残留和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)污染日益增加,对全球公共卫生构成重大威胁。目前,关于环境中抗生素与ARGs产生与传播的关系的研究较多,但结果却不尽相同。为了确定抗生素的胁迫与ARGs产生与传播的关系,用磺胺类抗生素(SAs)对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)毒性作用表征SAs的胁迫作用,用突变和接合转移表征ARGs的产生与传播,测定了SAs对大肠杆菌的毒性、突变频率和结合转移频率的影响,根据剂量-效应曲线,计算了毒性参数(无观察效应浓度(NOEC)、抑制率为50%的化合物浓度(EC_(50))、抑制率为80%的化合物浓度(EC_(80))),突变效应参数(促进率为1%时最低可观测突变促进效应浓度(MC_(0-1))、促进率为50%时突变促进效应浓度(MC_(50))、促进率最大时突变促进效应浓度(MC_(max)))和接合转移效应参数(促进率为1%时最低可观测接合转移促进效应浓度(RC_(0-1))、促进率最大时接合转移促进效应浓度(RC_(max))和促进率为1%时最高可观测接合转移促进效应浓度(RC_(0-2))),利用线性回归分析的方法探究SAs的胁迫与大肠杆菌突变频率和结合转移频率之间的关系,并分析其可能的机制。结果表明,磺胺的高胁迫作用导致核苷酸碱基的大量减少,在DNA复制与转录时,碱基对错配的概率大大增加,从而开始促进突变频率。SAs的低胁迫作用可能引起大肠杆菌的SOS反应,SOS反应可以上调质粒编码的基因以及控制细胞膜的通透性基因,从而提高其接合转移频率。此外,真实环境中存在许多其他的因素也会影响ARGs的产生和传播,据此,本文建议在探索真实环境中ARGs的产生和传播时,应考虑真实环境中其他影响因素和抗生素胁迫的综合作用。上述研究为探索抗生素胁迫对ARGs产生与传播的影响提供了新的思路。

    2020年04期 v.15 129-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 5114K]
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  • 利用室内微宇宙系统研究三唑酮对淡水浮游动物群落的影响

    孙健;肖鹏飞;刘毅华;尹晓辉;朱国念;

    三唑酮广泛用于水稻田,常在水环境中残留。为研究三唑酮在环境暴露下的生态风险,通过室内标准微宇宙试验系统检验三唑酮对浮游动物的效应。结果表明,在试验初期,三唑酮对部分浮游动物种群表现出抑制作用:对枝角类生物有明显的抑制作用,对桡足类则展现出轻微的抑制作用。8种生物及桡足类无节幼虫对三唑酮的敏感性依次为:盘肠溞>平突船卵溞>隆线溞>萼花臂尾轮虫>低额溞≥锯缘真剑水蚤≥无节幼虫≥单趾轮虫≥中华薄壳介。在整个试验周期内,三唑酮对浮游动物群落的最大无作用剂量(NOEC_(community))>2 078.88μg·L~(-1)。在水稻种植季节,三唑酮在沟渠水最大残留浓度为12.00μg·L~(-1),低于本研究中三唑酮的NOEC_(community)。由此可以推测,三唑酮对浮游动物群落的风险很小。

    2020年04期 v.15 139-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 3094K]
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  • 全氟辛基碘烷的毒性效应及对长链非编码RNA MALAT-1的调节作用

    杨雪;宋飞;彭蕾;户业丽;程波;丁强;

    全氟辛基碘烷(PFOI)作为化工中间体,其衍生物的广泛应用使得其具有较高的商业价值。但其环境暴露的毒性效应研究甚少。以乳腺癌细胞(MCF-7)为离体模型研究PFOI暴露对细胞迁移能力的影响以及对长链非编码RNA MALAT-1的调节;以斑马鱼胚胎为活体模型来研究斑马鱼胚胎在受到PFOI急性暴露后的胚胎毒性效应,以及对MALAT-1的调节作用。结果表明,PFOI暴露后MCF-7细胞的迁移能力提高,且细胞中MALAT-1基因被诱导高表达;在活体实验中,PFOI (50μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1))暴露导致斑马鱼胚胎发育迟缓,胚胎自发运动因不受神经调节控制而更加活跃,500μmol·L~(-1)PFOI暴露组中孵化率在显著性下降,且在幼鱼脑部集中表达的MALAT-1基因被诱导上调。以上研究结果表明,MALAT-1参与了PFOI诱导癌细胞迁移和自发运动过度活跃等毒性效应的调节作用。

    2020年04期 v.15 149-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1896K]
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  • 斯里兰卡土壤和沉积物中草甘膦及降解产物的分析及污染特征

    田天琪;万祎;魏源送;胡建英;

    不明原因慢性肾病(CKDu)是斯里兰卡北部稻农高发的肾脏疾病,其中,除草剂草甘膦的接触暴露被认为是重要诱因之一。制备了草甘膦-钙络合物,分析了不同p H下络合物的性质和形态,发现酸性条件能够有效消除草甘膦-钙络合物对于草甘膦的提取和化学衍生的影响,在此基础上优化并建立了草甘膦及其降解产物在斯里兰卡土壤中的萃取和衍生前处理-GC-MS分析方法。利用该方法对斯里兰卡土壤及沉积物中草甘膦及其降解产物进行了测定。土壤中草甘膦及其降解产物的浓度分别为26~340μg·kg~(-1)和0~427μg·kg~(-1),沉积物中2种物质的浓度分别为45~152μg·kg~(-1)和ND。北部CKDu高发区的稻田未处于耕种季,但其土壤中草甘膦浓度却高于南部耕种季的土壤,这可能是因为北部井水的硬度高,草甘膦与水中钙离子的络合导致其部分失效,从而使北部稻田草甘膦的施用量增加,增大了当地农民的草甘膦暴露,这是当地稻农CKDu疾病高发的潜在环境因素之一。

    2020年04期 v.15 158-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K]
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  • 食蚊鱼P-糖蛋白基因克隆及三氯生对其mRNA表达的影响

    宋晓红;陆爱金;杜士林;陈双凤;陈旺光;梁延鹏;黄亮亮;曾鸿鹄;

    三氯生(TCS)是一种广谱高效抗菌剂,在水环境和生物体内均不同程度检出,对水生生物具有潜在风险。P-糖蛋白(Pgp)是生物体多型异源物质抗性防御系统中重要的"膜解毒蛋白",对水生生物体内的有毒物质和代谢产物具有重要的外排和转运作用。为探究P-gp在鱼类免疫中的作用,克隆了食蚊鱼(Gambusia affinis) P-gp基因的c DNA,检测了不同浓度(50、100和150μg·L~(-1)) TCS暴露12 h、1 d、3 d、5 d、7 d和9 d后,P-gpmRNA相对表达量的变化。实验获得的食蚊鱼P-gpcDNA共5 452bp,编码1 294个氨基酸,具有ABC转运蛋白家族典型的跨膜结构、功能区域和作用位点,与其他鳉形目的鱼类P-gp氨基酸序列同源性较高。TCS对P-gpmRNA表达的影响呈现倒"U"型的时间-剂量效应,50μg·L~(-1)和100μg·L~(-1)TCS胁迫后P-gp表达量先升高后下降,100μg·L~(-1)暴露组表达高峰在暴露1 d时,50μg·L~(-1)TCS暴露组表达高峰延迟至3 d,而150μg·L~(-1)暴露组Pgp表达无显著变化。结果表明,P-gp基因参与了TCS胁迫的解毒过程,有助于食蚊鱼抵抗外源污染物的毒性作用。

    2020年04期 v.15 167-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 10130K]
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  • 低浓度甲硫醇亚慢性暴露对大鼠肺组织的影响

    李珂娴;方晶晶;江璐;徐新宏;乔江波;

    本实验利用低浓度甲硫醇亚慢性暴露模型,研究甲硫醇低剂量慢性暴露的肺毒性效应,为该物质对健康损伤的评价及制订有效防治措施提供参考。大鼠在(1.0±0.2) mg·m~(-3)甲硫醇下暴露30 d、每天暴露6 h,考察了肺组织湿干重比、血清生化指标、肺组织病理及免疫组化指标,分析了暴露对肺组织水通道蛋白(AQP4)和基质金属蛋白酶(MMP-9)的表达影响。研究表明,低浓度甲硫醇亚慢性暴露对大鼠肺组织产生一定损害,湿干重比显著增加,组织损伤程度随暴露时间增加呈现加重趋势,暴露组的肺组织中AQP4表达下调,MMP-9表达上调,提示暴露可能造成肺气肿或者哮喘等呼吸道疾病。

    2020年04期 v.15 177-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2927K]
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  • 微塑料在日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)体内的摄入、排出及对其摄食行为的影响

    刘全斌;张明兴;丁光辉;李西山;张典;张微微;王莹;王菊英;

    微塑料的生态毒理学效应,是近年来国际环境领域的研究热点和前沿问题。然而,由于生物体内的微塑料定量分析存在难度,导致其毒动力学过程和生物影响等方面的研究受限。本研究以10μm荧光标记的聚苯乙烯(PS)为测试对象,考察了日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)对PS微粒的摄入及排出动力学,以及PS微粒对其摄食行为的影响。结果表明,日本虎斑猛水蚤暴露于表观浓度为1×10~3个·mL~(-1)的PS微粒溶液,其体内检出的PS微粒的量随着暴露时间增加呈现出逐渐增加的趋势,暴露24 h后达到最大值,为(7.00±2.44)个·只~(-1)(n=3),48 h后降至(3.20±1.93)个·只~(-1)(n=3)。将暴露于表观浓度为1×10~3个·mL~(-1)的PS微粒溶液中48 h后的日本虎斑猛水蚤转移至清洁海水中后,体内检出的PS微粒的量呈现下降趋势,24 h后可排出体内96.33%±1.18%(n=3)的PS微粒,48 h后生物体内无PS微粒检出。日本虎斑猛水蚤暴露于表观浓度为1×10~3个·mL~(-1)的PS微粒溶液中24 h和48 h后,其对微藻的摄食率与对照组相比无显著性差异(P>0.05)。研究结果为科学评估微塑料的生态风险提供依据。

    2020年04期 v.15 184-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
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  • 基于IBR模型研究BDE-47和BDE-153对半滑舌鳎的毒性效应

    迟潇;陈碧鹃;孙雪梅;朱琳;唐学玺;夏斌;曲克明;

    多溴联苯醚(PBDEs)是应用广泛的溴代阻燃剂。选择2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)和2,2’,4,4’,5,5’-六溴联苯醚(BDE-153)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Gunther)进行15 d的暴露实验,测定了不同暴露浓度下半滑舌鳎肝脏的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、7-乙氧基-3-异吩恶唑酮-脱乙基酶(7-ethoxyresorufin-o-deethylase,EROD)的活性、雌激素受体(estrogen receptor,ER)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,并运用综合生物标志物响应(integrated biomarker response,IBR)模型研究BDE-47和BDE-153对半滑舌鳎的毒性效应。结果表明,环境浓度BDE-47和BDE-153暴露下半滑舌鳎的抗氧化酶活性、ER含量和EROD活性无显著变化;中高浓度组(500 ng·L~(-1)和50 000 ng·L~(-1))与对照组基本上都有显著差异。运用IBR方法进行计算发现,BDE-47和BDE-153对半滑舌鳎的毒性效应呈现出显著的剂量效应。将2种污染物暴露组IBR值进行比较,发现BDE-47各浓度组的IBR值均大于BDE-153组,这表明BDE-47的毒性要高于BDE-153。IBR指数能够有效地对PBDEs的海洋环境风险进行科学评价。

    2020年04期 v.15 192-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 3935K]
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  • 背角无齿蚌过氧化氢酶基因的克隆及多溴联苯醚对其转录的影响

    刘庆春;华春秀;薛士鹏;管翠翠;夏西超;代红梅;王雯;张科;姚伦广;

    过氧化氢酶(catalase,CAT)是一种广泛存在于各种原核生物和真核生物体内的活性酶,可以将H2O2分解为H2O和O2。为了探讨多溴联苯醚PBDE-47和PBDE-209对背角无齿蚌的胁迫效应,克隆出AwCAT全基因序列,分析PBDE-47和PBDE-209对AwCAT表达的影响。背角无齿蚌AwCAT cDNA全长由1 784个核苷酸组成,开放阅读框包含1 536 bp核苷酸,编码512个氨基酸。AwCAT包含CAT家族高度保守催化位点序列(61FDRERIPERVVHAKGAGA77)和血红素配体信号序列(351RLFSYSDTH358) 2个特征性标签序列。与对照组相比,在6.25、12.5、25、50和100μg·L~(-1)的PBDE-47处理组中,AwCAT mRNA水平分别增加了66.66%(P<0.05)、1.35倍(P<0.05)、1.54倍(P<0.05)、1.97倍(P<0.01)和2.39倍(P<0.01)以上;在10、20、40、80和160μg·L~(-1)的PBDE-209处理组中,AwCAT mRNA水平分别增加了7.84%、35.38%、61.53%(P<0.05)、1.03倍(P<0.05)和1.09倍(P<0.05)以上。与对照组相比,PBDE-47处理后鳃中AwCAT mRNA水平显著升高; PBDE-209处理后鳃中AwCAT mRNA水平增加了85.71%(P<0.05)以上。以上结果表明,PBDE-47和PBDE-209处理对背角无齿蚌AwCAT表达具有明显的诱导作用,有助于提高机体对H_2O_2的清除能力和抗氧化能力。

    2020年04期 v.15 203-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 12531K]
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  • 土霉素对斜生栅藻的毒性效应研究

    武鹏鹏;王雅学;沈洪艳;

    土霉素被广泛应用于畜牧养殖业,但由于动物对土霉素的吸收效率较低,其不可避免地进入水环境,对水生生物造成影响。为探究土霉素对淡水藻的毒性作用,选择斜生栅藻为受试生物,通过室内暴露实验,研究不同浓度土霉素(0、1、2、5、10和20 mg·L~(-1))对斜生栅藻的生物毒性效应。研究结果表明,各浓度土霉素暴露组对斜生栅藻生长均有抑制作用,最高抑制率为44.4%,土霉素对斜生栅藻96 h的半数效应浓度(EC50)、无可见效应浓度(NOEC)和最低可观察效应浓度(LOEC)分别为21.3、2和5 mg·L~(-1);相同暴露条件下,叶绿素a含量与斜生栅藻生物量表现出同样的变化趋势,与对照组相比,20 mg·L~(-1)浓度组中叶绿素a含量在96 h降低了28.9%。暴露96 h,斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性整体呈现出下降趋势,20 mg·L~(-1)浓度组SOD活性受到显著性抑制(P<0.001),比对照组低38.8%;丙二醛(MDA)含量与活性氧(ROS)受到不同程度诱导,20 mg·L~(-1)浓度组MDA含量为对照组的3.2倍,ROS为对照组的1.2倍; 10 mg·L~(-1)和20 mg·L~(-1)土霉素对斜生栅藻造成了一定程度的氧化损伤。

    2020年04期 v.15 215-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 1580K]
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  • 纳米氧化锌对美国红鱼肝细胞的毒性效应及机制

    朱跃骅;张剑;钱云霞;

    纳米氧化锌(ZnO NPs)的广泛应用所引发的环境与健康风险备受关注。为探究ZnO NPs对水生生物的毒性影响,以美国红鱼的原代肝细胞为实验对象,通过MTT法和中性红摄取(NRU)法检测细胞存活率,以评估ZnO NPs的细胞毒性;美国红鱼肝细胞经ZnO NPs处理6 h后,检测肝细胞内丙二醛(MDA)含量,并用流式细胞仪检测细胞对ZnO NPs的吞噬、胞内活性氧(ROS)的释放以及细胞凋亡率的变化。结果表明,美国红鱼肝细胞暴露于37.5μg·mL~(-1)和50μg·mL~(-1)ZnO NPs 6h后,细胞存活率较对照组显著降低,且ZnO NPs的毒性具有浓度和时间依赖性。研究表明,ZnO NPs进入细胞后,细胞内ROS产量增加,引起氧化应激,诱导细胞凋亡。

    2020年04期 v.15 224-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 7335K]
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  • 锶暴露对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育的影响及其遗传毒性

    姚凯;牛晓娟;王徐;李彩云;

    为探究锶(Sr)对两栖动物的毒性效应,研究了不同浓度(0、0.2、2和20 mmol·L~(-1)) SrCl_2处理对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育及遗传毒性的影响。结果表明,0.2 mmol·L~(-1)Sr~(2+)对肝细胞谷胱甘肽S转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT)活性及金属硫蛋白(MT)含量没有显著影响。MT含量在2 mmol·L~(-1)处理组最高,在20 mmol·L~(-1)处理组低于对照组。这表明,Sr~(2+)处理能诱导机体合成MT量的增加,但长时间高浓度处理会导致机体合成MT能力的损害。GST和CAT活性随着Sr~(2+)暴露浓度上升而提高,表明环境中高浓度Sr~(2+)可引起蝌蚪的氧化应激反应。低浓度的Sr~(2+)处理对中华大蟾蜍蝌蚪不产生明显的遗传毒性,并且对生长发育有一定的促进作用;高浓度的Sr~(2+)处理下,蝌蚪红细胞DNA的损伤程度显著增加,蝌蚪的生长发育受到显著抑制。

    2020年04期 v.15 233-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K]
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  • 基于MLP-ANN和SVM方法的多氯代二苯并呋喃光解半衰期QSPR比较研究

    于海英;李美萍;郝俊生;

    多氯代二苯并呋喃(PCDFs)是全球性污染物之一,光化学降解是其主要的环境降解途径。基于分子二维拓扑结构提出的用于表征化合物结构参数的分子电性距离矢量描述子(MEDV),应用多层感知器神经网络(MLP-ANN)和支持向量机(SVM)对PCDFs在云杉针叶和飞灰表面的光解半衰期(t_(1/2))进行定量结构-性质相关(QSPR)分析,并用交互检验和外部样本对所建模型的稳定性进行了检验。旨在为PCDFs光解机理的QSPR研究提供新思路。结果表明,所建模型均具有良好的稳定性和预测能力,尤以MLP-ANN模型为佳,其建模相关系数(R_(cum))、留一法交互检验相关系数(Q_(LOO))以及外部样本检验相关系数(Q_(ext))分别为0.850、0.816、0.954(云杉针叶表面)和0.892、0.753、0.897(飞灰表面)。

    2020年04期 v.15 240-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K]
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  • 页岩气压裂返排液对小麦生长及品质的影响

    李炎;赖星;徐敏;罗伟;袁林;许瑶;田冬梅;伍钧;

    页岩气的商业化开采虽然可以缓解油气资源短缺问题,满足经济发展需求,但不能忽视页岩气开采可能带来的巨大环境问题。为了探究页岩气开采产生的压裂返排液对农作物生长的影响,以冬小麦为研究对象,采用盆栽试验,探究了小麦3个关键生育期(播种期、分蘖期和抽穗期)施入压裂返排液对小麦生长及品质的影响。结果表明,随着返排液浓度升高,小麦株高、生物量、产量及产量构成因子总体呈下降趋势,小麦籽粒粗蛋白及矿质元素含量呈增长趋势,播种期旗叶叶面积呈增长趋势,分蘖期及抽穗期无显著变化。播种期、分蘖期和抽穗期施入返排液浓度分别≥50、≥50和≥150 g·kg~(-1)时,小麦株高显著降低;返排液浓度分别≥200、≥150和≥100 g·kg~(-1)时,小麦产量及其构成因子明显降低;返排液浓度分别≥50、≥100和≥100g·kg~(-1)时,小麦籽粒品质显著升高。综上,在播种期、分蘖期和抽穗期返排液泄漏进入农田土壤的浓度分别<200、<150和<100g·kg~(-1)时,小麦生长发育不会受到明显抑制作用,相反的,小麦的营养品质有一定的提升;返排液泄漏浓度在3个时期分别≥350、≥300和≥200 g·kg~(-1)时,小麦无法正常生长最终死亡。

    2020年04期 v.15 248-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K]
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  • 沙颍河流域硝基苯水质基准推导及生态风险评估

    丁婷婷;杜士林;王宏亮;张亚辉;王一喆;何连生;

    沙颍河流域是淮河流域上游污染问题突出、污染贡献大的流域之一。针对沙颍河流域缺乏对硝基苯水生生物水质基准深入研究的问题,选择了硝基苯开展沙颍流域本土生物毒性试验,推导了沙颍河流域硝基苯的水质基准,并对沙颍河流域硝基苯实际暴露浓度进行了生态风险评估。结果表明,硝基苯对秀丽白虾、霍甫水丝蚓、黄颡鱼和河蚬96 h半数致死浓度(96h-LC50)分别为45.436、178.299、17.397和119.069 mg·L~(-1);秀丽白虾和黄颡鱼28 d无可观测效应浓度(NOEC)分别为2.858mg·L~(-1)和3.429 mg·L~(-1); 28 d最低可见效应浓度(LOEC)分别为5.144 mg·L~(-1)和6.173 mg·L~(-1);黄颡鱼28 d的20%效应浓度(EC20)为4.538 mg·L~(-1)。采用物种敏感度排序法(SSR)获得沙颍河流域硝基苯急性基准值(CMC)和慢性基准值(CCC)分别为0.007 mg·L~(-1)和0.002 mg·L~(-1)。使用层级风险评估方法(商值法、安全阈值法和联合概率曲线法)对沙颍河流域地表水的硝基苯进行了风险评估,3种方法风险评估结果一致,沙颍河水体中硝基苯对沙颍河水生生物基本没有风险。研究结果为构建沙颍河硝基苯的水质基准以及管理提供参考。

    2020年04期 v.15 256-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K]
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  • 淡水生物和海水生物从基因到种群水平指标对毒性物质的敏感性差异研究——以铜为例

    冯永亮;

    物种敏感度分布(SSD)是一种广泛用于生态风险评价和水质基准建立的统计分布模型,目前用于SSD分析的主要是生物个体水平的毒性数据。随着基因、生化、细胞、器官以及种群水平毒性数据的日渐丰富,这些不同层次毒理指标数据能否应用于水质基准制定和生态风险评价值得研究。本研究搜集了铜对淡水和海水生物基因、生化、细胞、器官、个体和种群水平的毒性数据,构建了相应的SSD曲线,采用双样本K-S检验和5%物种受影响的浓度(HC_5)差异法比较了不同指标间的差异,采用拐点分析法确定了构建稳定SSD所需的最小样本量。K-S检验结果表明,水生生物个体急性指标对铜的敏感性要显著低于其他指标,淡水生物的个体慢性指标的敏感性显著高于生化和种群指标。HC5差异法结果显示,海水生物不同指标对铜的敏感性顺序为:基因≥器官≥种群>个体慢性≥生化≥细胞>个体急性,淡水生物为:个体慢性>种群≥器官>生化≥基因≥细胞>个体急性。淡水和海水生物不同指标毒性数据构建稳定SSD所需最小样本量范围分别为5~22和5~17。由于毒性数据的质量和数量问题,水生生物不同层次指标对铜的敏感性并没有呈现出逐级响应的关系,基于现有数据尚难以大范围地支持其在水质基准制定和风险评价中的应用。本研究结果可为我国水质基准的后期修订和风险评价提供借鉴。

    2020年04期 v.15 268-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 6855K]
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  • 锑的淡水沉积物质量基准初探

    许志楠;杨再福;耿丽莎;王亚楠;张琪悦;

    我国未建立锑(Sb)的淡水沉积物质量基准(freshwater sediment quality criteria,SQC_(fw))。锑的沉积物毒理学数据有限,本文通过分配实验获得宏观分配系数K_m=165.22ρ_w~(-0.319),将锑在水中的浓度转化为锑在沉积物中的含量。在20个毒理学数据的基础上,采用物种敏感性分布法(species sensitivity distributions,SSD)并选取Logistic模型将其拟合,得到锑的SQC_(fw)为37.80 mg·kg~(-1)。本文同时为SQC的建立提供了基于生物毒性的方案。

    2020年04期 v.15 280-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 848K]
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  • 贵州无籽刺梨果实与种植基地土壤重金属污染评价

    杨荞安;张泽东;李朝婵;李婕羚;黄先飞;兰雪;潘延楠;

    探究无籽刺梨果实品质与种植基地土壤重金属污染状况的关系,以贵州省10个种植基地为研究对象,分析基地土壤与果实的重金属含量。基地土壤与背景值相比,Cu、Cd和Hg不同程度超出背景值,与国家二级标准比较,所有基地存在Cd污染,YZ基地存在Hg、Cu污染,基地污染程度为Cd强污染,Cu、Hg轻-中污染,As、Pb无污染。因受种植和管理模式不同,JC基地Pb污染,HF、YZ、SC、JC、LG和XY基地Cd污染。无籽刺梨果实对As有较强的富集性,果实中的As对成人健康存在一定潜在风险。

    2020年04期 v.15 288-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 2684K]
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  • 宝鸡市冬季PM_(2.5)中元素污染特征及健康风险评估

    周变红;王锦;曹夏;张容端;刘雅雯;许东东;

    为了研究宝鸡市冬季PM_(2.5)颗粒物中元素的污染特征、来源及其健康风险,于2018年11月15日至2019年1月31日进行PM_(2.5)样品采集,并利用能量色散X射线荧光分析仪(ED-XRF)对Ca、K、Fe、Al、Na、Mg、Zn、Ti、Mn、Pb、Cu、Ba、Cr、V、Sc、Ni、Se和Co等18种元素进行检测。结果表明,宝鸡市冬季PM_(2.5)平均质量浓度为95.5μg·m~(-3),陈仓区环境保护局、宝鸡文理学院和监测站平均质量浓度分别为107.0、86.5和93.0μg·m~(-3),均超过国家二级标准。运用富集因子法和聚类分析法探究各元素来源,富集因子显示Zn和Pb的富集因子>100,主要来自人为源;Ca、Fe、Na、Mg、Mn、Ba、V和Sc的富集因子<10,主要来源于自然源;Cu富集因子介于10~100,受人为源和自然源共同作用;聚类分析显示K主要来自于生物质燃烧;Al、Fe和Ca主要来自于扬尘源;Zn、Pb、Mn、Cu、Ti、Cr、Ni和Co主要来自于燃煤源、交通源和工业源。利用美国环境保护局的健康风险评价模型对元素进行健康风险评估,结果表明,致癌及非致癌风险在不同群体中均表现为儿童>成年男性>成年女性;Pb、V、Ba、Mn、Zn、Ni、Cr、Co和Cu的非致癌风险均<1,对人体非致癌风险较小;Cr的致癌风险在儿童群体中介于10~(-6)~10~(-4)之间,对儿童健康有潜在致癌风险。

    2020年04期 v.15 299-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 3077K]
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  • 芳烃类化合物结构与大型蚤急性毒性关系研究

    李建凤;廖立敏;

    通过将化合物中骨架非氢原子进行分类、参数化转换以及构建非氢原子间的关系而得到新的结构描述符,并且将其用于24个芳烃类化合物的结构参数化表征。通过偏最小二乘回归法(PLS)建立芳烃类化合物的分子结构与对大型蚤急性毒性(-lgEC_(50))之间的关系模型,模型的相关系数(r~2)为0.950,标准偏差(SD)为0.134。构建的模型可以用于芳烃类化合物对大型蚤急性毒性(-lgEC_(50))的预测,为环境中的有毒化合物的定量结构-毒性研究提供参考。

    2020年04期 v.15 312-317页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K]
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  • 速灭威在宁夏枸杞和土壤中的残留及消解动态研究

    郝凤霞;田梅;房俊卓;齐之锴;杨金会;

    速灭威是枸杞中常用的一种氨基甲酸酯类农药,在防治枸杞蚜虫的同时,残留在枸杞和土壤中的农药又会对生态环境造成危害。通过田间试验,研究了速灭威在枸杞和土壤中的残留与消解动态。结果表明,速灭威在枸杞和土壤中的半衰期分别为3.38 d和5.29 d。将25%速灭威可湿性粉剂以750 g·hm~(-2)和1 500 g·hm~(-2)剂量在枸杞上施药,喷施药2~3次,施药间隔期7 d,距最后一次施药21 d,速灭威在枸杞和土壤中的最大残留量分别为0.0485 mg·kg~(-1)和0.1596 mg·kg~(-1)。建议速灭威在枸杞上的最大允许残留限量为0.05 mg·kg~(-1),施药安全间隔期为21 d。

    2020年04期 v.15 318-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
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