生态毒理学报


主编推荐

  • 文献计量学揭示新路径方法学(NAMs)驱动环境风险评估的范式迁移:动态演进、区域协同与技术前沿

    杨雨寒;许宜平;马梅;王子健;

    传统环境风险评估依赖动物实验的伦理争议与效率瓶颈,催生了新路径方法学(New Approach Methodologies, NAMs)的兴起,其通过体外测试(in vitro)、计算机模拟(in silico)等技术提升评估效率与准确性并减少动物依赖。本研究基于文献计量学方法,运用DDA、VOSviewer与CiteSpace等工具,系统分析1990—2025年Web of Science(SCIE)数据库中NAMs在环境风险评估领域的1 991篇核心文献,揭示多维度演化规律。研究发现,NAMs研究历经早期探索(1990—2007年)、过渡发展(2008—2021年)后,于2022年进入爆发增长阶段(该阶段发文占比55%),人工智能(Artificial Intelligence,AI)成为核心驱动力。主题演化分析显示,毒理学与药理学构成核心知识基础,而有害结局路径(Adverse Outcome Pathways,AOPs)框架、下一代风险评估(Next Generation Risk Assessment,NGRA)范式及组学技术(omics)、AI技术应用成为近年热点,内分泌干扰物(endocrine-disrupting chemicals,EDCs)、微/纳米塑料(micro and nanoplastics,MNPLs)风险评估同步激增。区域格局呈现显著分化:欧美国家以56%发文量主导研究,形成以美国为核心的北美亚洲、欧洲德英、欧洲意西三大合作网络,引领框架创新;中国虽发文量居全球第2位,但国际合作率显著低于欧美,且集中于AI与组学技术应用,框架贡献薄弱。政府机构与企业取代高校院所成为研发主力,凸显监管需求与产业合规的双重驱动。NAMs研究呈现出深度学科交叉态势,其知识基础高度依赖毒理学与环境科学,并通过计算机科学等关键节点的渗透,推动了人工智能与风险评估的深度融合。同时,知识扩散呈现路径分化,环境科学聚焦污染物应用,毒理学深耕机制框架。但领域仍面临外推不确定性、数据共享壁垒及标准割裂等挑战。本研究为环境风险评估领域政策制定、跨学科协作与资源优化提供实证支撑,并指明预测毒理学与AI融合、复杂污染物评估与国际监管协同三大未来方向。

    2025年05期 v.20 1-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 4434K]
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“土壤环境中新污染物的赋存特征及其生态毒理效应”专栏

  • 全氟和多氟烷基物质在全球生物体内的分布特征和污染来源研究进展

    刘浩然;任文杰;马文亭;滕应;

    全氟和多氟烷基物质(per-and polyfluoroalkyl substances, PFAS)因其持久性、生物累积性和潜在毒性,已成为全球环境污染和公共健康关注的重点污染物。本研究基于102篇文献的401个动植物体内PFAS分布样本,系统分析了PFAS在全球动植物体内的分布特征、积累模式及主要污染来源。结果表明,PFAS在生物体内的分布极不均匀,极地生物体内的高浓度污染尤为突出。植物主要积累短链PFAS,并可通过根系向果实迁移,而水生动物、鸟类和陆生动物则分别以中链、长链和中长链PFAS为主。动物体内的PFAS主要富集于肝脏和肌肉,且鸟类表现出显著的跨代传递效应。尽管部分国家的管控措施已在一定程度上降低了典型PFAS的生物累积水平,但消防泡沫、氟化工业园区和污水处理厂等污染来源仍导致其持续积累。鉴于此,本研究建议构建完善的全球监测网络,深化PFAS的积累与代谢机制研究,并强化政策法规和国际合作,以为PFAS污染的监测、治理和长期管理提供科学支撑。

    2025年05期 v.20 22-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2045K]
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“河湖水生态环境监测和健康评估”专栏

  • 江苏南部典型湖泊沉积物中重金属的空间分布、生态风险及污染来源分析

    温韬;陈德翼;刁开盛;于雯;蔡莎;岳坤;黄玮;郑彤;

    研究针对江苏南部4个典型湖泊沉积物中的重金属污染特征及其生态风险进行了系统分析。通过测定沉积物中Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As等8种重金属元素的浓度,结合生态风险指数(E_r)、综合潜在生态风险指数(RI)、相关性分析、主成分分析(PCA)、正定矩阵因子分析(PMF)和绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)等方法,探讨了重金属的空间分布、污染来源及其生态风险。结果表明,江苏南部湖泊沉积物中,Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的平均含量分别为45.98、668.52、35.48、26.89、109.93、7.26、0.17和21.75 mg·kg~(-1),其中Cd、Zn、Cu和Ni呈现显著富集,其含量分别达到区域背景值的2.00倍、1.70倍、1.15倍和1.08倍。污染等级评价表明,Zn和Cd已达到轻度污染水平,成为关键污染因子。4个湖泊的重金属空间分布存在显著差异,Cr、Zn、As、Cd和Pb的高值区域与沿岸工业生产及人类活动密切相关。富集因子(EF)分析表明:太湖与淀山湖中Cd和Zn呈现中度至显著富集(EF>2),而阳澄湖与滆湖多数元素EF值低于1.5,处于无富集或轻微富集水平,印证人类活动强度主导重金属的空间分异。生态风险分析显示Cd为关键风险因子,在太湖和淀山湖形成中等生态风险区,其他重金属主要处于轻微风险范围内,而滆湖整体维持轻微风险水平。PCA、PMF及APCS-MLR分析进一步揭示,Cr、Mn、Ni、Cu、Zn和Pb的污染来源相似,推测主要与成土母质的风化释放等自然过程相关,而Cd和As则主要来源于农业活动和工业排放,尤其是化肥、农药使用以及冶炼和电镀等工业过程。该研究为江苏南部典型湖泊重金属污染防治提供了重要的数据支持,并强调了对Cd和As污染控制的必要性。

    2025年05期 v.20 39-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1868K]
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  • 贵阳红枫湖浮游植物色素的时空变化及环境因子相关性分析

    刘树文;

    蓝藻和绿藻是贵阳红枫湖的主要浮游植物类群。水体中色素含量与比例是水体中藻类的种群丰度、种群结构及生理特征的综合表现。为了探究红枫湖蓝藻和绿藻的6种光合色素含量的时空变化规律并分析其与环境因子的相关性,于2023年在贵阳红枫湖进行不同季节和地点的采样分析。研究结果表明,夏季较高的水温(WT)、氨氮(NH_3-N)、硝氮(NO_3~--N)、总氮(TN)、总铁(TFe)导致红枫湖水体中蓝藻和绿藻生物量的升高,因此叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、藻蓝蛋白(PC)、别藻蓝蛋白(APC)、藻红蛋白(PE)等5种光合色素含量均为夏季最高(Tukey’s HSD,P<0.05)。夏季绿藻竞争优势升高,因此夏季Chlb及Chlb/Chla最高。秋季Chla、Chlb含量高于春季,但PC、APC、PE含量接近,因此秋季Chla含量的升高主要是由绿藻等不含PC、APC、PE的真核藻类生物量升高引起的。秋季较高的温度、光照以及营养盐含量降低,且藻细胞处于衰亡期,导致藻细胞内类胡萝卜素(Car)含量及Car/Chla升高。春季PC/Chla和PE/Chla最高,表明蓝藻中的湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)在春季的竞争优势较大。冬季APC/Chla、APC/PC、APC/PE高于其他季节,可能与冬季湖丝藻(Limnothrix redekei)、拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)等不含PE的蓝藻优势度升高以及冬季的低温、低光及营养盐缺乏等环境因子对蓝藻细胞的胁迫有关。本研究PC/Chla、PE/Chla、PE/PC分别为2.11~2.96、1.39~2.38、0.67~0.81,表明红枫湖水体的浮游植物种群结构以湖泊假鱼腥藻为绝对优势种。RDA分析结果显示,环境因子分别解释了色素含量和比例变化的89.17%、70.87%,但PC/Chla、PE/Chla与各环境因子均无显著相关性。表明红枫湖水体以湖泊假鱼腥为主要优势种的藻类种群结构受环境因子变化的影响较小。pH值(pH)、溶解氧(DO)、盐度(Sal)、电导率(EC)、总固体悬浮物(TDS)、透明度(SD)、浊度(Turb)等理化因子是浮游藻类生长的被动影响因子。pH值夏季略高于春秋季,冬季最低。夏、秋季浮游藻类光合放氧量高于春季,但夏、秋季DO低于春季。夏、秋季较高的WT导致水体中氧气的溶解度降低、浮游生物呼吸耗氧量升高、有机物的分解耗氧量增加。夏、秋季较高的浮游藻类生物量对水体中无机盐的吸收量较高,因此Sal、EC、TDS相对较低。夏秋季红枫湖水体Turb升高、SD降低主要由浮游藻类生物量升高引起的。将军湾NH_3-N、NO_3~--N、TFe含量最高,后午TP含量最高、TN/TP最低。因此将军湾Chla含量最高,后午Chlb、PC、APC、PE含量最高。大坝Chla含量最低,但非生物颗粒物增多会引起Turb升高、SD降低。研究结果将为蓝藻水华的监测预警及防控治理提供参考。

    2025年05期 v.20 52-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1784K]
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“第十届全国生态毒理学大会”专栏

  • 人工甜味剂污染影响土壤抗生素抗性基因传播的机制研究

    蔡兴达;马丽娟;许佳扬;林达;王璐;王一飞;朱冬;

    抗生素耐药性已成为当今全球公共健康的重大威胁,农田土壤被证实是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的关键储存库。除抗生素直接选择压力外,非抗生素类新污染物通过共选择效应对ARGs的驱动作用日益凸显。人工甜味剂作为一种典型新污染物,可通过污水灌溉、粪肥施用等途径进入农田土壤,然而其对土壤ARGs的驱动机制与生态风险尚未系统阐明。本文综述了人工甜味剂在土壤中的来源、分布特征与污染现状,系统梳理了人工甜味剂促进ARGs传播的关键机制,包括细菌氧化应激反应激活、细胞膜通透性增加及群落结构扰动变化等。同时,结合土壤动物肠道,探讨人工甜味剂在土壤-动物系统导致ARGs扩散的潜在作用。研究表明,人工甜味剂具有促进抗生素耐药性传播并干扰微生物稳态的潜在农业生态风险。未来应加强对其在典型农田环境中的迁移规律、生态效应及暴露风险的系统评估,为农田抗生素耐药性污染防控与健康土壤管理提供科学依据。

    2025年05期 v.20 66-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2225K]
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  • 商品氨基修饰聚苯乙烯微球及其中的杂质对日本虎斑猛水蚤的毒性差异及机制研究

    倪浩东;崔修鑫;李昭川;曹硕;张明兴;王莹;

    官能团修饰聚苯乙烯微球能够对水生生物产生一系列生物学效应。然而,现有毒理学研究中缺乏添加剂组分等杂质对官能团修饰聚苯乙烯微球毒性干扰的考量。本研究以海洋桡足类日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)为受试生物,通过透析法对1 μm的氨基修饰聚苯乙烯(amino-modified polystyrene,PS-NH_2)微球溶液进行纯化,探究了环境相关浓度(5.5 μg·L~(-1)和550 μg·L~(-1))下透析前后的PS-NH_2及其滤液(含杂质)对猛水蚤的慢性毒性效应差异及潜在的分子机制。结果表明,透析后的PS-NH_2能够显著导致猛水蚤的发育繁殖时间延长、体长缩短和子代数量减少(P<0.05)。与550 μg·L~(-1)未透析的PS-NH_2相比,猛水蚤暴露于透析后的PS-NH_2 24 d后,其成体体长显著增加[(804.7±0.1)μmvs.(803.0±0.8)μm],产卵时间[(15.6±0.7)dvs.(16.6±0.7)d]和孵化时间[(17.8±0.6)dvs.(18.5±0.9)d]提前(P<0.05),但10 d内的孵化幼体数量降低[(41.7±5.1)只vs.(51.1±18.3)只](P<0.05)。PS-NH_2滤液能够增强PS-NH_2微球对猛水蚤繁殖时间的延迟作用,但减弱了对猛水蚤的子代数量的影响,表明滤液中的杂质与PS-NH_2微球之间可能存在复杂的相互作用。与对照组相比,透析后的PS-NH_2下调了多个与蜕皮甾体激素合成通路、蜕皮激素信号通路、几丁质代谢通路和卵黄蛋白原相关基因的相对表达量,进而显著提高了猛水蚤成体体内蜕皮激素含量[(14.7±1.0)nmol·L~(-1)],并降低了几丁质酶活性[(1.1±0.0)U·mg~(-1)],最终在个体水平上对猛水蚤生长发育和繁殖产生不利影响。总体而言,杂质能够显著干扰对微纳米塑料的毒性判断,相关研究结果强调了在毒理学研究中采用透析等纯化手段避免杂质干扰的必要性,为揭示微纳米塑料的真实海洋生态风险提供科学依据。

    2025年05期 v.20 77-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2391K]
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  • 有机微污染物在辽东湾海洋生物中的赋存及传递

    王学梅;杨晨;朱永乐;董璐;褚莹倩;张晓林;李雪花;

    有机微污染物(OMPs)在海洋环境中广泛存在,可通过生物富集进入海洋生物并沿食物链传递到高营养级的生物,并对海洋生物的健康构成潜在威胁。当前研究多聚焦单一类别OMPs在海洋食物链中的赋存特征与传递规律,而同时分析多类别OMPs的复合暴露特征及传递的研究较少。因此优化了一种同步提取和净化多环芳烃、邻苯二甲酸酯、多溴联苯醚、多氯联苯、硝基苯类、农药、氯苯类和酚类8类156种OMPs的生物样品前处理方法,并构建了气相色谱-质谱定量分析方法。通过评估156种OMPs的回收率、基质效应和相对标准偏差,验证了方法的准确性和精密度。在不同加标水平(20、50和100 ng)下,分别有83%、90%和90%的目标OMPs的平均回收率介于60%~140%之间,均有93%以上的目标OMPs回收率的相对标准偏差小于30%,说明该方法具有较好的稳定性。其中,97.5%的OMPs呈现为中等或弱基质效应。80%和98%的目标OMPs的方法检出限分别小于10 ng·g~(-1)和20 ng·g~(-1);80%和94%的目标OMPs的方法定量限分别小于20 ng·g~(-1)和100 ng·g~(-1)。基于该方法,对辽东湾近海7类17种海洋生物(营养级范围为1~3.32)体内OMPs进行分析,探究了OMPs在海洋生物体内的赋存特征,并结合氮稳定同位素比值分析营养级,解析了其在食物链中的传递规律。结果表明,在辽东湾海洋生物体内共检出42种OMPs,总浓度范围为0.02~4.99μg·g~(-1)(以干质量计),平均值为1.39μg·g~(-1)。其中,农药、邻苯二甲酸酯和硝基苯类是海洋生物体内的特征污染物,总浓度均值分别为0.72、0.54和0.11μg·g~(-1)。辽东湾7类海洋生物中,双壳类生物体内OMPs的总浓度均值最高,其次是软甲类、头足类、海星类、鱼类、腹足类和褐藻类。此外,部分OMPs(芴、荧蒽、邻苯二甲酸二正己酯和甲基异柳磷)在海洋生物体内的赋存与生物的脂质含量相关。针对检出率大于30%的12种OMPs计算其营养级放大因子(TMF),发现3种OMPs(苊、甲基异柳磷及苯氰菊酯)的TMF值均大于1,呈现生物放大趋势。通过建立适用于同步定量8类156种OMPs的生物样品分析方法,解析了辽东湾海洋生物体内OMPs的赋存特征,并识别出具有生物放大效应的OMPs,为海洋生态风险评估提供了科学依据。

    2025年05期 v.20 91-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1566K]
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  • 聚苯乙烯纳米塑料呼吸暴露加重小鼠哮喘的毒理学机制研究

    曾鑫;李纪桐;朱宇嘉;贺楚豪;张胜;安锋涛;鲁素蕊;杨旭;马萍;

    构建小鼠过敏性哮喘模型,以阐明聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)通过磷脂酶A2 (PLA2)/瞬时感受器电位香草素受体1(TRPV1)信号通路加重过敏性哮喘的分子机制,将105只Balb/c小鼠,随机分为7组。20 nm聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)滴鼻暴露28 d,结合卵清蛋白(OVA)腹腔致敏与雾化激发建立哮喘模型并用辣椒平阻断TRPV1通路进行补救实验。检测气道高反应性(AHR)、肺组织病理(HE/PAS/Masson染色)、血清免疫球蛋白(IgE、OVA-IgE等)、肺细胞因子(IL-4、IL-5等)及氧化应激标志物,免疫组化检测PLA2和TRPV1表达。结果表明,PS-NPs联合OVA暴露导致AHR升高、肺顺应性降低,肺组织出现炎性浸润、杯状细胞增生及胶原沉积;该暴露显著上调Th2型细胞因子、氧化应激标志物、促炎因子、血清免疫球蛋白及神经肽水平,下调IFN-γ,且PLA2和TRPV1表达水平增强,TRPV1阻断剂可部分逆转上述变化。这证明了20 nm PS-NPs通过激活PLA2/TRPV1通路,加剧炎症反应与氧化应激,从而加重小鼠过敏性哮喘的病理进程。

    2025年05期 v.20 101-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 5690K]
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  • 环境源产ESBLs大肠杆菌耐药监测方法的探索、优化与应用

    田彤彤;王娜;刘畅;倪妮;金志刚;郭欣妍;

    抗生素耐药性(antimicrobial resistance, AMR)已成为全球公共卫生领域最严重的威胁之一。世界卫生组织(World Health Organization, WHO)在“全球三轮车监测计划”中选取具有全球耐药规模和趋势代表性、感染病亡率高的产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌(extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli,ESBL-Ec)的耐药率作为关键监测指标以评估区域耐药性水平。研究优化并验证了针对环境样本的ESBL-Ec耐药率检测方法体系,将其应用于长江下游养猪业受纳水环境监测。结果显示,在分离鉴定的115株ESBL-Ec中长江支流河网上游中ESBL-Ec的耐药率(中位数1.7%)低于下游(中位数8.0%),养殖业废水排放是流域抗生素耐药菌的重要来源。分离的ESBL-Ec对氨苄西林的耐药率最高(89.7%),其次是甲氧苄啶-磺胺甲噁唑(62.4%)和庆大霉素(41.0%),其中82.6%的菌株呈现多重耐药性(multidrug resistance,MDR)。此外,通过宏基因组学手段识别了ESBL-Ec菌株的抗生素耐药基因(antibiotic resistance genes,ARGs)携带情况,结果显示ESBL-Ec的MDR与外排泵基因(19.2%)密切相关,下游组R4点位菌株携带的ARGs(123种)与可移动遗传元件(106种)数量均居首位,其毒力因子数量也处于较高水平,表明该点位ESBL-Ec具有更高的抗生素耐药性风险。与国外流域跨区域对比发现,ESBL-Ec耐药率呈现印度Kshipra河>印度尼西亚Jakarta海湾区>中国长江南通段>加纳Accra、Kasoa城市流域>美国East Fork流域的趋势。研究凸显了我国完善环境AMR监控体系的紧迫需求,为国家层面响应“全球三轮车监测计划”,推动环境源耐药监测工作提供支持。

    2025年05期 v.20 113-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1857K]
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  • 西北太平洋公海3种鱼类肌肉中重金属赋存特征及健康风险评估

    冷甜甜;刘必林;谢婧倩;

    人类活动导致西北太平洋环境污染日益严重,海产品安全引起消费者的广泛关注。为研究西北太平洋远东拟沙丁鱼(Sardinops sagax)、灯笼鱼(Myctophidae)和日本鲭(Scomber japonicus)体内重金属污染状况,对鱼体内的Sr、As、Ba、Cd、V、Sb、Pb和Sn重金属含量进行测定,并采用单因子污染指数法(single factor index,SFI)、金属污染指数法(metal pollution index,MPI)、每周可耐受摄入法以及目标危险系数法对重金属污染程度和食用风险进行评价。结果表明:(1)远东拟沙丁鱼和日本鲭体内的重金属含量都遵循Sr>As>Ba>V>Cd>Sb>Pb>Sn的规律,灯笼鱼体内重金属平均含量顺序从大到小依次分别为Sr>As>Ba>V>Cd>Sb>Pb>Sn,远东拟沙丁鱼体内V、Cd和Pb的含量在不同站点中有较大的差异,日本鲭体内Sr和Sb也存在较大的空间差异;(2)远东拟沙丁鱼和灯笼鱼体内的重金属之间的相关性主要表现为正相关关系,日本鲭体内的8种重金属没有表现出显著的相关关系;结合金属间相关性和主成分分析,发现鱼类体内Ba和V的主要来源可能是海洋环境,Sb可能来源于食物,Sn、Sr、As、Cd和Pb来源于海洋环境和食物;(3)西北太平洋远东拟沙丁鱼体内存在Cd重污染状况,As轻污染情况,未受Pb影响;灯笼鱼处于中度Cd污染水平,未受到As和Pb污染。日本鲭体内的As处于轻污染水平,Cd平均处于中度污染水平,未受Pb污染;鱼类体内8种重金属的复合污染未达到污染水平;(4)每日可耐受摄入量和目标危险系数初级评价方法结果显示,消费者在食用西北太平洋鱼类时摄入这些重金属对健康的影响较小,日常暴露水平不会产生慢性全身效应。同样,所有鱼种的危害指数(hazard index,HI)均小于1,表明消费者食用西北太平洋鱼类体内多种重金属带来的复合风险较小。

    2025年05期 v.20 125-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2197K]
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  • 基于抗生素抗性基因人体暴露剂量的畜禽养殖量预测模型研究

    楚天舒;杨宇辰;朱克白;冯若妤;贺雪妮;陈晨晨;汤树生;

    抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)沿着“畜禽→畜禽粪肥→粮田土壤→人体”系统间传播,对动物健康、土壤健康和人体健康带来严重威胁。本研究选取14个省/自治区粮田为研究对象,根据人体健康风险评估方法,计算粮田途径ARGs人体暴露剂量;采用情景分析法设置ARGs人体暴露剂量阈值,运用风险评估模型与土壤静态环境容量模型,估算出14个省/自治区粮田适宜的畜禽粪肥施用量与畜禽养殖量。结果表明,黑龙江等14个省/自治区的人体ARGs暴露剂量为20 913~230 330 copies·kg~(-1)·d~(-1)。粮田可承载的生猪、肉牛、奶牛、肉鸡、蛋鸡和羊的养殖量分别为34~105头·hm~(-2)、82~376头·hm~(-2)、49~136头·hm~(-2)、9 755~37 423羽·hm~(-2)、1 814~5 492羽·hm~(-2)和3 510~10 649头·hm~(-2)。相比基于作物氮养分需求的畜禽粪便粮田承载力,黑龙江、内蒙古、云南、江苏、湖北、广东、海南、山西、河南和山东的承载力估算结果偏低,这说明其土壤ARGs将限制粪肥施用与畜禽养殖。若将畜禽粪便和农田土壤中ARGs丰度降低50%时,畜禽粪便粮田承载力可提升218%。因此,建议加强针对ARGs的畜禽粪便无害化处理技术和土壤修复技术的研发与推广应用,降低土壤ARGs的输入、积累和传播,保障粪肥安全还田。

    2025年05期 v.20 137-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
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  • 藻毒素冈田酸致肝毒性及通过微小RNA调控转录的分子机制

    罗志强;章笑甜;孙皓迪;林伟;郭若凡;李婧铭;崔悦;于国华;

    冈田酸是一种常见于贝类中的强效藻类毒素,已被证实可诱发肝脏损伤。然而,关于其肝毒性作用的具体分子机制目前尚未完全阐明。本研究首先采用细胞自动计数法、Ki67和EdU染色实验评估冈田酸对正常人肝细胞系L02的毒性作用,随后提取细胞样本miRNA进行测序分析,最后,通过RT-qPCR实验检测关键miRNA的表达。结果表明,经0.5μmol·L~(-1)和1μmol·L~(-1)冈田酸处理24 h后,L02细胞数量较对照组显著减少。Ki67和EdU染色实验表明冈田酸能通过抑制L02细胞增殖而发挥肝毒性的作用。通过miRNA测序分析,鉴定出96个差异表达的miRNA。通路富集分析结果表明,MAPK信号通路在这些miRNA调控的靶基因中高度富集。这些差异表达的miRNA主要通过调控关键基因,如MAP3K14、MAP2K3和MAP3K8等,影响MAPK信号通路的活性,进而诱发肝毒性反应。RT-qPCR结果显示,L02细胞中这些差异miRNA的表达趋势与miRNA测序结果一致,证明了测序结果的可靠性。综上所述,本研究评估了冈田酸的肝毒性作用,并构建了冈田酸对肝细胞作用的miRNA表达谱,揭示了冈田酸可通过调控miRNA表达干预MAPK通路,进而抑制细胞增殖,诱导肝毒性。

    2025年05期 v.20 149-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2155K]
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  • 面向环境损害鉴定的土壤与地下水未定标污染物生态与健康风险评估研究

    程宽;崔亚飞;李兵;张骏彧;董如茵;郭雪艳;马栋;

    明确修复目标是环境损害案(事)件中划定环境责任与实现生态恢复的核心。针对因标准缺失导致的修复目标“量化难”问题,通过可接受风险水平确定修复目标成为关键。以废液倾倒导致的农用地环境损害区域为对象,聚焦2种未定标特征污染物3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBOH)和2-乙基己醇(2-EH),通过表征其空间分布与迁移规律,结合加权生态风险模型与人体健康风险评估模型,系统量化了其生态风险与健康风险,分析人群暴露特征。生态风险评估结果表明,土壤和地下水中的MBOH和2-EH均呈现显著的空间异质性。土壤中MBOH和2-EH以及地下水中MBOH和2-EH超过生态风险阈值点位分别为70%、70%、40%和50%。人体健康风险评估结果表明,土壤中MBOH和2-EH以及地下水中MBOH和2-EH不可接受危害效应点位比例依次为30%、30%、40%和70%。土壤中MBOH的健康风险主要由食用农作物主导的膳食暴露所驱动,而2-EH的健康风险则更多依赖于挥发引起的吸入暴露。对于地下水中MBOH与2-EH,饮用地下水途径是主要的健康风险暴露途径。

    2025年05期 v.20 158-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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  • 土壤铅生物可给性预测模型构建及关键影响因素研究

    曹江浩;桑义敏;熊杰;张超艳;赵莹;郭晓欣;周友亚;王赫名;

    生物可给性已被应用于土壤铅(Pb)的精细化风险评估。相较于现场采样测试存在时间和经济成本高的问题,模型预测可作为一种高效的辅助方法。本研究整合我国2000—2024年间的24篇文献中土壤特性和Pb生物可给性数据,通过相关性分析和主成分分析(PCA)识别关键影响因素,采用逐步回归和随机森林方法构建胃肠阶段Pb生物可给量预测模型,并利用河南、山东等6个工业地块的异质性数据验证模型性能。结果表明,Pb总量是影响胃肠阶段生物可给量的主要因素(相关系数分别为r=0.82和r=0.70),其次为土壤粒径分布(砂粒Sand呈正向,黏粒Clay呈负向)、铁含量(Fe,负向)和阳离子交换量(CEC,负向);相比逐步回归(决定系数R~2=0.714~0.852),随机森林模型的预测精度更高(R~2=0.834~0.883),且其特征重要性分析结果与相关性分析一致。随机森林预测模型对案例地块的预测效果较好,胃肠阶段R~2分别为0.98和0.97。本研究可为实际地块重金属Pb生物可给性预测和应用提供技术支持。

    2025年05期 v.20 170-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 2621K]
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  • 土壤暴露于模拟大气沉降聚苯乙烯纳米塑料对水稻(Oryza sativaL.)生长、籽粒产量和营养品质的影响

    陈子奇;王妃平;汪虎;李敏;刘海龙;王小治;

    大气中的微纳塑料(micro-and nanoplastics, MNPs)能够通过干湿沉降进入农田生态系统,这部分MNPs输入农田生态系统后对粮食作物安全生产的潜在威胁尚未明确。本研究选用聚苯乙烯纳米塑料(polystyrene nanoplastics, PS-NPs, 200 nm)来模拟大气中MNPs,采用室内受控土壤暴露实验,考察了大气沉降进入农田土壤中的PS-NPs对水稻(Oryza sativaL.)生长、生理生化、籽粒产量与营养品质的影响。研究发现,当土壤暴露于模拟大气沉降PS-NPs后,水稻株高(7.78%~11.09%)、根干质量(15.58%~36.27%)及籽粒产量(30.05%~59.53%)呈现剂量依赖性下降。与此同时,高剂量暴露可能延迟水稻成熟期,导致水稻籽粒含水率提升18.43%(P<0.05)。另外,土壤暴露也使水稻叶片中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD, 26.83%~38.84%),过氧化氢酶(catalase,CAT, 37.19%~65.87%)和谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST, 9.57%~21.81%)活性降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA, 10.43%~17.39%)含量显著上升(P<0.05);水稻籽粒中SOD(49.22%~56.49%)、CAT(55.29%)和GST(50.00%~57.14%)活性降低,MDA(12.67%~41.63%)含量显著上升(P<0.05),表明大气中的PS-NPs通过沉降输入土壤后,对水稻叶片和籽粒造成了氧化胁迫。水稻籽粒中矿质元素含量的结果表明,相比对照组,土壤中模拟大气沉降的PS-NPs显著降低籽粒中钙(calcium,Ca, 20.79%~30.51%)、锰(manganese,Mn, 6.60%~27.39%)、锌(zinc,Zn, 23.30%~29.97%)、铁(iron,Fe, 16.26%~34.32%)和铜(copper,Cu, 15.13%~21.16%)的含量,但显著增加了镁(magnesium,Mg, 9.31%~12.25%)的含量(P<0.05),这可能与PS-NPs对水稻根系吸收矿质元素能力、水稻体内矿质元素特异性转运蛋白表达以及水稻籽粒对矿质元素积累能力的影响有关。此外,土壤中大气高沉降PS-NPs的暴露也导致了水稻籽粒中硝态氮(13.99%)含量的显著下降,硝酸还原酶(nitrate reductase,NR, 21.59%)活性、粗蛋白(11.39%)和酸水解氨基酸(4.71%~21.88%)含量的显著上升(P<0.05),说明PS-NPs可能通过激活NR活性,促使水稻籽粒中酸水解氨基酸与粗蛋白的富集。本研究系统性阐明了植物生育期土壤中大气沉降源PS-NPs的暴露能够通过氧化损伤-矿物质元素失衡-促进有机氮积累等多种途径影响水稻产量与品质,为MNPs农田生态风险评估提供理论支撑。

    2025年05期 v.20 183-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K]
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  • 6种新烟碱杀虫剂替代品农田水溢出的水生生态风险评估

    刘佩佩;于硕;邢永泽;陈旭阳;张少峰;

    农田施用的杀虫剂会进入周围水环境,危害水生生态系统。新烟碱杀虫剂引起的广泛有害影响致使大量替代品涌入市场,而替代品对水生态系统的风险还不得而知。为了探究新涌现的新烟碱替代杀虫剂如纳米吡虫啉、氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、氟吡呋喃酮、氟苯虫酰胺、氟啶虫胺腈对水生态环境的替代安全性,对比研究了新烟碱杀虫剂及其替代品对水生生物的致死毒性大小,替代品的亚致死毒性效应,并结合TOP-Rice和China-Psem模型模拟田间施用后地表水浓度,评估其潜在的水生态风险。相较于吡虫啉,这几种替代品在藻类、水生无脊椎动物和脊椎动物引起的致死毒性效应强弱不同。和新烟碱杀虫剂相似,替代杀虫剂对无脊椎动物毒性较强,在分子和生化水平上广泛引起水生生物的氧化应激损伤,造成生理代谢和生物能量方面的改变。在个体水平上造成摄食、筑巢、运动等行为改变,甚至影响生物生长、发育、繁殖并对种群造成危害。急性风险商的结果显示,对藻类仅有2.7%样点的氯虫苯甲酰胺具有中等风险,其他替代品都为低风险或无风险;对无脊椎动物仅有氟啶虫胺腈的高风险比例稍低,其他替代品接近100%的样点具有高风险;对脊椎动物仅有溴氰虫酰胺存在高风险,其他替代品在大部分样点为低风险或无风险。对无脊椎动物的慢性风险商结果表明替代杀虫剂均会对无脊椎动物产生慢性高风险。总的来说,非靶标无脊椎动物对6种新烟碱替代杀虫剂及其敏感,农田施用新烟碱杀虫剂替代品会对周边的水生无脊椎动物造成急性和慢性高风险,而对藻类和脊椎动物风险较低。这些替代杀虫剂对水生生物的慢性毒性风险值得长期关注,对替代品的安全使用具有重要的指导意义。

    2025年05期 v.20 196-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K]
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  • 双酚A对3种绿藻的生理毒性效应及其生物降解特性

    周涛;李捷;张威振;曾艳艺;高原;杨婉玲;麦永湛;刘乾甫;胡采芹;王超;李海燕;

    以小球藻、斜生四链藻、四尾栅藻3种绿藻门微藻为对象,通过16 d暴露实验,探究其在不同浓度双酚A(bisphenol A, BPA; 0~40 mg·L~(-1))胁迫下的生理响应及生物降解特性,旨在为藻类修复技术提供理论支撑。结果表明,BPA对3种藻类生物量呈现典型“低浓度促进-高浓度抑制”的剂量效应:≤5 mg·L~(-1)低浓度促进生长,≥20 mg·L~(-1)高浓度抑制生长(四尾栅藻、斜生四链藻在20~40 mg·L~(-1)暴露下死亡,小球藻在20~40 mg·L~(-1)显著被抑制生长)。光合色素(叶绿素a、b及类胡萝卜素)含量变化与生物量趋势一致,其中0.5~5 mg·L~(-1)时四尾栅藻光合色素合成显著促进。7 d与16 d暴露周期中,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)水平总体下降,通过自我保护机制重建活性氧(ROS)氧化平衡;种间抗氧化机制差异显著:小球藻和四尾栅藻在≥10 mg·L~(-1)时SOD、CAT活性被显著抑制,斜生四链藻通过酶活性调节维持氧化代谢平衡。BPA降解效率呈浓度依赖性差异:20~40 mg·L~(-1)时小球藻16 d降解率77.4%(优势显著);10 mg·L~(-1)时斜生四链藻降解率80%(更优);≤5 mg·L~(-1)时四尾栅藻降解率88.4%(最佳)。因此针对不同浓度BPA污染,需针对性选择藻种,高浓度污染水体优选小球藻,低浓度污染条件下四尾栅藻修复潜力更优。

    2025年05期 v.20 211-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 3039K]
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综述

  • 青藏高原汞的关键生物地球化学过程分析

    郭自瑞;高家晖;陈路锋;曹梦西;王璞;傅建捷;梁勇;布多;江桂斌;

    汞(Hg)具有毒性强、环境持久及可长距离迁移的特性,Hg污染已成为全球性环境问题。青藏高原素有“世界屋脊”之称,独特的地理位置和环境条件使其有着丰富生态多样性的同时环境承载力极低。此外,青藏高原作为亚洲众多河流的发源地,具有极高的生态环境价值。随着青藏高原及周边地区社会经济的快速发展,该地区面临着严峻且复杂的Hg污染问题。由于青藏高原生态系统的脆弱性和敏感性,Hg的持续累积会对该地区的生态系统及当地居民健康造成严重威胁。因此,有关青藏高原地区多介质Hg赋存及风险的深入研究对于理解Hg在特殊环境中的生物地球化学循环具有重要意义。本文系统分析了青藏高原Hg的生物地球化学过程,发现主要来自周边地区及当地人为活动排放的Hg可突破地理阻隔,实现从低海拔向青藏高原的迁移,并赋存于多种环境介质中对当地的生态系统造成严重威胁;全球气温变暖、生物质燃烧、传统藏药使用等人为活动显著影响了青藏高原大气、水环境、陆地环境Hg的生物地球化学过程。鉴于青藏高原特殊的地理位置、气候条件及生存环境,未来有关青藏高原Hg生物地球化学过程的研究应集中在主要来源解析、关键迁移转化过程、气候变化条件下的长期生态风险及其对高原人群的健康风险机制等方面。

    2025年05期 v.20 223-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K]
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  • 土壤重金属污染源解析技术研究进展与展望

    姜肃;吴丹萍;万值传;柳静;曾沛艺;李浩;常兆峰;张鹏;杜伟;

    土壤重金属污染对生态环境和人类健康构成威胁,准确识别污染源是有效治理的关键。土壤中重金属的污染源复杂,涵盖自然来源和人为活动。然而,目前现有的源解析方法在应对复杂污染源和多重污染来源时仍存在局限。本文综述了当前土壤重金属污染源解析技术的研究进展,按方法类型分为三大类:(1)多元统计分析与机器学习方法,包括主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)等,具备良好的数据降维、分类和预测能力,在多源异构数据处理中显示出巨大潜力;(2)典型受体模型,如正定矩阵因子分解法(PMF)、主成分多元线性回归(APCS-MLR)、UNMIX和化学质量平衡模型(CMB),在源识别与定量溯源中具有广泛应用基础,但受限于源谱依赖、因子数确定等因素;(3)同位素比值法,利用金属稳定同位素识别不同源的特征信号,可实现高精度溯源,但受制于成本高和信号重叠问题。研究发现,单一方法往往难以应对复杂污染场景,未来应加强多方法联合应用,推动机器学习与传统解析方法的结合,并进一步探索同位素技术的应用。此外,结合GIS、空间统计与健康风险评估模型,可进一步提升污染源解析的空间分辨率和量化不同污染源对人体健康的潜在影响。通过技术的不断创新与融合,为土壤重金属污染治理提供更加科学和精准的决策支持。

    2025年05期 v.20 237-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K]
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  • 铅对土壤无脊椎动物毒性效应研究进展

    孙翔坤;郭飞;朱维;徐康宁;林祥龙;

    铅可以通过尾矿堆积、污水排放和大气沉降等途径进入土壤环境,对土壤生态系统构成潜在威胁。作为土壤生态系统的重要组成部分,无脊椎动物因对环境变化敏感且易于实验室培养,成为评估土壤铅生态毒性的理想指示生物。本文综述了铅对土壤无脊椎动物毒性效应的研究进展,重点探讨了无脊椎动物对铅形态与生物有效性的影响、铅在无脊椎动物体内的积累与分布特征,归纳了铅对无脊椎动物的毒性测试指标及其影响因素,以及铅对无脊椎动物毒性的作用机制。最后,本文对未来重点研究方向进行展望,以期为土壤铅污染的生态风险评估和防控策略提供科学依据。

    2025年05期 v.20 251-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K]
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  • 地下水环境中抗生素及抗性基因污染研究进展

    王海潮;黄怡;史丽;李珊;郑晓伟;刘清扬;王宝成;杨艳;

    地下水作为全球饮用水和农业灌溉的重要水源,正面临抗生素及抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)污染的严峻挑战。本文系统综述了抗生素及ARGs在地下水环境中的污染来源、分布特征、迁移转化机制及治理技术。研究表明,医疗废水、畜牧养殖渗透、农业面源污染及垃圾填埋场泄漏是主要污染源,其中畜牧养殖区和城市周边地下水污染尤为显著。磺胺类、喹诺酮类等抗生素及多重耐药基因(如mcr家族)在全球多地地下水中的检出频率高,其丰度受季节变化、水文地质条件及环境因素显著影响。抗生素残留通过长期选择压力诱导ARGs产生,而水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)机制加速了ARGs在微生物间的传播,污染源类型与ARGs组成呈现显著关联(如医疗废水区以β-内酰胺类ARGs为主,养殖区则以四环素和磺胺类ARGs为主)。物理化学修复技术(活性炭吸附、高级氧化)和生物降解技术虽能有效去除污染物,但需警惕二次污染风险。针对ARGs的协同技术和源头-过程-末端多维治理框架的提出,为地下水污染防控提供了新思路。未来研究需聚焦多源污染贡献率解析、复合污染协同效应、跨介质迁移规律及高通量检测技术研发,以构建地下水抗性污染的精准防控体系。研究结果为评估地下水生态风险、制定区域化治理策略及保障公共卫生安全提供了重要科学依据。

    2025年05期 v.20 267-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K]
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  • 环境抗生素耐药基因的人体暴露及健康风险等级评估研究进展

    汪庆;何娇;孙岩;罗婷莉;孙少静;李旭力;顾卫敏;刘艺冉;王洁;

    抗生素在畜禽养殖、农业生产、医疗领域的过度使用,导致抗生素耐药基因(antibiotic resistance genes, ARGs)在多环境介质中广泛传播,对全球公共卫生和人类健康构成重要潜在威胁。ARGs的健康风险评估体系不断完善,从简单的暴露模型发展到对ARGs、移动遗传元件、耐药菌和毒力因子的共现性研究。本文在总结ARGs暴露途径的基础上,重点阐述了基于暴露、可移动性以及风险等级对ARGs进行健康风险评估的方法,并对健康风险评估的研究进行了展望,以期为不同环境中ARGs的风险评估优化和污染防治提供理论基础支撑。

    2025年05期 v.20 281-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K]
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  • 碳青霉烯耐药菌在多环境介质中的流行现状、传播机制及影响因素

    吴佳俊;

    碳青霉烯类抗生素作为治疗多重耐药菌感染的最后手段,近年来在养殖业中的滥用导致耐药性问题日益严重。因此,本文旨在对碳青霉烯耐药菌的流行情况、耐药机制及传播机制进行深入分析。碳青霉烯耐药基因(如bla_(NDM))在畜禽养殖环境中的广泛传播,且耐药菌株在猪、牛、鸡等主要养殖动物中的广泛存在,影响动物健康且可能危害公共健康。细菌对碳青霉烯类抗生素的耐药机制主要包括外膜孔蛋白修饰、外排泵机制、靶点突变及碳青霉烯酶的产生等。其传播机制主要是由质粒介导的水平转移造成,而该机制受到抗生素残留、消毒剂和重金属污染等因素的影响。基于以上分析,本综述指出碳青霉烯耐药基因在畜禽养殖环境中的传播对公共卫生的潜在威胁,强调了减少抗生素滥用和加强环境监管的重要性。

    2025年05期 v.20 291-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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研究论文

  • 基于生物信息学和计算毒理学的敌敌畏致肝脏损伤潜在机制研究

    辛燕花;常庆红;胡志军;李进;李怡铮;秦爱钰;史晓晶;宿婧;梁彬;

    敌敌畏作为高效有机磷农药广泛应用于农业生产,但其高毒性对人体健康构成严重威胁。在智慧农业转型背景下,解析敌敌畏肝毒性机制对制定科学使用策略至关重要。本研究综合运用网络毒理学、机器学习及公共单细胞转录组数据分析技术,系统探究敌敌畏诱导肝损伤的分子机制。通过网络毒理学分析,筛选出敌敌畏导致肝损伤的潜在靶点为65个,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络并识别出19个hub基因。运用Lasso回归、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)算法交叉验证,最终确定CASP9、NFKB1、CASP8和PDGFRB为核心毒性基因。富集分析显示,这些基因显著参与细胞凋亡调控、细胞质与线粒体功能及蛋白结合等生物学过程;通过调控PI3K-Akt信号通路的异常激活,最终导致肝细胞损伤。单细胞分析进一步证实,肝损伤主要发生于间充质干细胞、神经细胞和上皮细胞亚群,且4个核心基因在间充质干细胞和上皮细胞中呈现高表达特征,表明敌敌畏可同时影响间充质干细胞和上皮细胞中相关基因表达,诱发肝损伤。分子对接实验表明,4个核心靶点与敌敌畏具有较强的结合活性,验证了其作为毒性作用位点的可靠性。本研究揭示敌敌畏致肝损伤是多靶点、多通路协同作用的结果,核心靶点通过激活线粒体凋亡途径、诱导氧化应激-炎症级联反应介导肝损伤,本研究为生信分析与实验验证结合提供了理论依据,筛选的靶点可为敌敌畏肝毒性机制研究及解毒药物开发提供新方向。

    2025年05期 v.20 301-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 3116K]
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  • 不同碳链长度咪唑氯盐离子液体的生态毒性与生态风险评价

    陈晓雯;杨锐;朱晓辉;温韬;刘有胜;党垚;陈德翼;

    离子液体作为“绿色溶剂”,因其稳定性被广泛应用于有机合成、药物研发和能源等领域。目前研究发现离子液体具有潜在的生物毒性和环境风险。本研究以不同烷基链长度的咪唑氯盐离子液体为研究对象,通过整合文献毒性数据(斑马鱼、大型蚤及绿藻的LC_(50)),利用种间关系估计模型(interspecies correlation estimation, ICE)结合物种敏感性分布模型(species sensitivity distributions, SSD)法推导其生态风险阈值,并利用NORMAN数据库中报道的实际环境浓度开展风险评价。结果表明:(1)利用ICE-SSD模型,得到短链离子液体(IMI-2、IMI-4和IMI-6)的PNEC值大于100μg·L~(-1),长链离子液体(IMI-12、IMI-14和IMI-16)的PNEC值小于0.1μg·L~(-1);(2)烷基链长度是影响咪唑氯盐离子液体毒性和风险的关键因素,HC_5和PNEC值随烷基链长度增加呈现指数下降趋势;(3)短链离子液体的环境浓度在ng·L~(-1)到10μg·L~(-1)水平,目前尚处于低风险水平(RQ<0.1)。上述研究结果为离子液体的生态风险提供了科学依据。

    2025年05期 v.20 314-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
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  • DEHP加重过敏性鼻炎小鼠免疫毒性效应研究

    徐肖倩;刘志茹;曹晓东;晏宁;迟宝峰;苏晓丽;高志祥;

    为探讨环境污染物邻苯二甲酸二(2-乙基己基)脂(DEHP)对过敏性鼻炎(AR)的影响,37只Balb/c雄性小鼠随机分为5组,空白组、模型组和DEHP低(3 mg·kg~(-1))、中(30 mg·kg~(-1))、高(300 mg·kg~(-1))剂量组。实验结束时,评估各组小鼠过敏症状积分并计算脾脏指数,HE染色观察鼻黏膜组织病理学变化,并通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清中免疫球蛋白E(IgE)、特异性免疫球蛋白E(sIgE)和细胞因子的水平。结果显示,末次滴鼻激发后15 min内模型组和DEHP各剂量组小鼠打喷嚏、抓鼻子和流涕情况均增多,过敏症状累计积分均>5分,与空白组比较各组小鼠症状积分的升高均有统计学意义(P<0.05);并且小鼠过敏症状积分随DEHP染毒剂量的增加而升高,但差异无统计学意义(P>0.05)。与空白组比较,各组血清中sIgE和IgE水平均升高(P<0.05),但除空白组外其余各组间sIgE水平的差异均无统计学意义(P>0.05),而DEHP高剂量组的IgE水平与其余各组比较均显著升高(P<0.01)。鼻黏膜组织病理学检查结果显示,除空白组外其余各组小鼠鼻黏膜上皮细胞排列紊乱,细胞间隙增大,纤毛倒伏、脱落、缺失,部分血管扩张和充血,并有大量嗜酸性分泌物。此外,各组小鼠脾脏指数较空白组升高(P<0.05),并且各组血清中白细胞介素-4(IL-4)、IL-5、IL-17、转化生长因子-β(TGF-β)浓度均升高(P<0.05),而干扰素-γ(IFN-γ)浓度下降(P<0.001)。与模型组比较,DEHP高剂量组的IL-4、IL-5、IL-17、TGF-β浓度和IFN-γ浓度下降均有统计学意义(P<0.05),而其余组间差异无统计学意义(P>0.05)。以上结果表明,环境污染物DEHP通过影响Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子水平加重AR症状和病理改变,尤其是高剂量300 mg·kg~(-1)的DEHP最为明显,但即使在一般暴露水平30 mg·kg~(-1)和较低剂量3 mg·kg~(-1)也能观察到DEHP对AR的促进作用。

    2025年05期 v.20 323-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 2135K]
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  • 纳米氧化铜胁迫水稻幼苗及外源褪黑素调控抗氧化系统的机制研究

    李世彪;黄益宗;邵婷婷;赵冉;景睿;杨瑛斌;樊芳玲;黄晶心;田丽燕;李曦同;官会林;

    纳米氧化铜(CuO-NPs)因其独特的光电催化性能,已被广泛应用于工农业及生物医药领域,然而,其大规模环境释放可能通过诱导活性氧爆发与细胞膜系统损伤,对农作物造成不可逆生理损伤,严重威胁粮食安全。因此,深入解析其毒性作用机制并开发高效生理缓解策略,对于推动农业可持续发展和保障粮食安全具有重要意义。为此以“会粳25号”水稻为材料,采用水培法施加不同浓度CuO-NPs(50、100和300 mg·L~(-1))进行胁迫,并外源添加褪黑素(100、500μmol·L~(-1)),系统分析CuO-NPs胁迫对水稻幼苗生长、根系形态及抗氧化能力的抑制效应,并探究褪黑素(MT)的缓解作用及其调控抗氧化系统的机制。结果显示,与对照相比,CuO-NPs处理会显著抑制水稻幼芽生长并诱导氧化损伤;CuO-NPs浓度为300 mg·L~(-1)时,使芽长下降31.89%、根长下降98.08%;过氧化氢酶(CAT)活性显著下降69.47%,丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)含量及超氧阴离子(·O_2~-))生成速率分别增加330.94%、99.27%和159.92%;而外源添加MT可有效缓解CuO-NPs胁迫的负面影响,促进幼苗生长,其中添加500μmol·L~(-1) MT缓解CuO-NPs胁迫效果最好,与300 mg·L~(-1) CuO-NPs胁迫相比,500μmol·L~(-1) MT处理使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别提升17.51%、34.54%和137.33%;同时降低氧化损伤指标,MDA含量下降38.04%,H_2O_2含量减少48.71%,·O_2~-)生成速率降低25.23%;此外,组织中Cu积累量减少11.84%。研究表明,CuO-NPs对水稻幼苗的毒性呈浓度依赖性,而MT可以通过调控抗氧化途径和抑制重金属积累,减缓CuO-NPs的毒性,这为纳米污染物胁迫的农业调控提供理论依据。

    2025年05期 v.20 332-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K]
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  • 网状原角藻毒素对海洋浮游动物毒性的预测模型研究

    张豪樊;石修远;梁叶;

    网状原角藻(Protoceratium reticulatum)作为产毒赤潮甲藻,其释放的虾夷扇贝毒素(yessotoxins,YTXs)对海洋生态系统及水产养殖业具有显著威胁。本研究提出一种结合深度学习与生态建模的浮游生物动态检测与毒性效应预测方法,以量化毒素胁迫效应。浮游生物动态检测方面,构建AlgaeSTYOLO检测模型,用于赤潮藻类和浮游动物的分类识别与动态追踪,在测试集上属间识别准确率达到91%,属内识别准确率达到83%。毒性响应建模方面,将急性暴露实验数据输入Logistic生长方程,并结合毒性算子网络物理信息神经网络,实现对毒性强度(T)、无毒素胁迫下的环境承载力(b)、毒素累积速率(α)、毒素显著作用时间(t_0)以及种群增长率(r)等参数的动态拟合,验证集上指标为RMSE=0.12、MAPE=0.09、R~2=0.89。结果揭示homo-YTX主导型株TIO863对桡足类及轮虫的毒性抑制效应显著高于YTX主导型株TIO519(T比值为3.75),毒素累积速率(α)与毒性强度(T)呈正相关,显著作用时间(t_0)以及种群增长率(r)与毒性强度(T)呈负相关,为赤潮毒性评估及生态响应预测提供了可复制的分析范式。

    2025年05期 v.20 347-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K]
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  • 福建近岸半褶织纹螺体内河豚毒素的浓度、蓄积及影响因素分析

    陈小红;许贻斌;沈晓娜;朱雨晨;杨芳;王雪玲;许翠娅;

    半褶织纹螺(Nassarius sinurum)是一种季节性有毒腹足类动物,其毒性源于河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)及其类似物。为揭示福建近岸海域半褶织纹螺体内TTX的浓度特征、蓄积规律及影响因素,于2024年4—8月在莆田下房、太湖村、鳌山和汀江村4个海域采集65批次样本,通过线粒体细胞色素氧化酶亚基I(cytochrome c oxidase subunit I,COI)基因鉴定物种,并采用液相色谱-串联质谱技术检测TTX及其6种类似物(deoxyTTX、dideoxyTTX、trideoxyTTX、norTTX、anhydroTTX、oxoTTX)。结果显示,样本TTX浓度范围为未检出(<LOD)~(3 373±157)μg·kg~(-1),21.5%的样本超过欧洲食品安全局设定的安全限值(44 μg·kg~(-1))。下房海域污染最显著(检出率65.0%),夏季TTX浓度(515 μg·kg~(-1))为春季(138 μg·kg~(-1))的3.7倍;太湖村(检出率56.2%)次之,鳌山与汀江村未检出。类似物组成分析表明,trideoxyTTX为主要类似物(22.9%~100%),与TTX浓度呈负相关(r=-0.762,P<0.05);oxoTTX(r=0.808,P<0.05)和anhydroTTX(r=0.633,P<0.05)与TTX浓度呈正相关。影响因素分析显示,TTX浓度与体质量呈显著正相关(r=0.377,P<0.05),其中内脏团的TTX蓄积水平高于肌肉组织。研究表明,福建近岸半褶织纹螺存在较高的TTX污染风险,其TTX蓄积呈现显著的地域性和季节性差异,且体质量可作为TTX富集风险评估的关键参数。研究结果为织纹螺质量安全风险评估及区域性预警体系建设提供理论依据。

    2025年05期 v.20 357-366页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K]
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  • 管式燃烧法测定海产品中放射性碳-14的测量不确定度评定分析

    褚莹倩;郭萌;梁健健;李林朋;李雪花;曹文军;陈溪;黄大亮;

    海洋放射性污染会给水域生态健康和海产品安全带来隐患,为了掌握海产品中碳-14活度浓度水平,以鱼、虾、蟹等海产品为研究对象,样品在(105±5)℃下进行过烘干处理,烘干的样品经管式燃烧装置处理后生成二氧化碳,二氧化碳通过氢氧化钠溶液进行吸收,后与氯化钙溶液反应,制成碳酸钙沉淀,采用悬浮法与闪烁液混匀,通过液体闪烁计数器测定碳-14的活度浓度。根据方法原理分析测量过程中不确定度的来源,包括样品称量、氧化燃烧装置回收率、探测效率、样品计数等因素,通过数学模型评定海产品中碳-14活度浓度的不确定度。结果表明,本试验测得海带、鱿鱼、虾、梭子蟹、牡蛎、鲳鱼、安康鱼样品中碳-14活度浓度分别为(7.54±0.82) Bq·kg~(-1)(鲜)、(20.8±2.20) Bq·kg~(-1)(鲜)、(4.31±0.54) Bq·kg~(-1)(鲜)、(6.56±0.92) Bq·kg~(-1)(鲜)、(7.59±0.86) Bq·kg~(-1)(鲜)、(12.80±1.69) Bq·kg~(-1)(鲜)和(1.59±0.56) Bq·kg~(-1)(鲜),比较各不确定度分量的贡献度,样品计数和探测效率引入的不确定度为碳-14活度浓度测量不确定度的主要来源,为海产品中放射性核素碳-14的食品安全监管和测量不确定度评定提供技术支持。

    2025年05期 v.20 367-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 1353K]
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  • 水环境突发污染中甲基叔丁基醚(MTBE)对中国本土淡水生物的应急水质基准值研究

    张焱天;沈忱;赵盛;郑璐;王曰杰;于安峰;

    甲基叔丁基醚(MTBE)在我国汽油生产中的广泛应用,使其在运输、储存过程中可能因各种因素导致泄漏,产生突发水环境污染,进而对水生生物产生生态风险。本研究旨在探究在突发水环境污染条件下,MTBE对我国本土物种的急性毒性效应及水质基准值。通过急性毒性实验,探究了MTBE对我国本土非常规模式生物的急性毒性,并使用物种敏感度分布法(SSD)和物种敏感度排序法(SSR)评估了MTBE的水质基准值。结果表明,MTBE对鲤鱼、泥鳅、河蚬、稀有鮈鲫的96 h-LC_(50)分别为1 680、1 520、782和1 250 mg·L~(-1),以活动抑制为毒性终点测得MTBE对花翅摇蚊的48 h-EC_(50)为339 mg·L~(-1),整体相较于常用模式生物的耐受性更强。4种SSD法模型中,正态分布模型对我国本土水生生物毒性数据拟合度最优(RMSE=0.066,P(A-D)>0.05),计算得到5%物种危害浓度(HC_5)为260.38 mg·L~(-1),淡水水生生物短期水质基准(SWQC)为86.79 mg·L~(-1),相较于使用非我国本土物种计算得到的SWQC较高。SSR法计算得到的SWQC值为92.75 mg·L~(-1),证明了SSD法所用模式生物对MTBE较为敏感。本研究使用我国本土模式生物构建的MTBE急性毒性数据库及计算得到的SWQC,可为我国在MTBE突发水环境污染事件中的风险评估、处理处置、决策建议提供参考依据。

    2025年05期 v.20 376-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K]
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  • 聚苯乙烯微塑料对雄性小鼠血睾屏障损伤的作用机制

    刘浩然;田慧;阿地拉·阿迪力;韩晓芳;

    聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)作为一种广泛存在的环境污染物,其对男性生殖健康的潜在危害尚未完全阐明。通过建立雄性ICR小鼠模型,系统探究了PS-MPs对血睾屏障(BTB)的损伤机制及其生殖毒性效应。实验将小鼠分为对照组、低剂量组(500μg·L~(-1))、中剂量组(5 mg·L~(-1))和高剂量组(50 mg·L~(-1)),每组18只,于暴露第1周、第3周、第5周结束时分批处死取材。通过生物素示踪实验发现,PS-MPs暴露显著增加BTB通透性,且荧光信号强度随暴露时间和剂量增加而增强。苏木精-伊红(HE)染色显示,PS-MPs导致生精细胞排列松散、间隙扩大,生精细胞和支持细胞脱落,高剂量组尤为显著。免疫荧光和蛋白免疫印迹(WB)分析表明,PS-MPs显著降低BTB关键蛋白Connexin43、Occludin和ZO-1的表达水平。其中,Connexin43在第1周、第3周、第5周时对照组与高剂量组差异显著;Occludin在各时间点对照组及低剂量组均显著高于高剂量组;ZO-1在第5周时对照、低及中剂量组均显著高于高剂量组。首次从分子、组织及功能层面证实,PS-MPs通过破坏BTB结构完整性及功能蛋白表达,引发雄性小鼠生殖损伤,且毒性效应呈剂量和时间依赖性。这一发现为环境微塑料暴露下的男性生殖风险评估提供了重要实验依据。

    2025年05期 v.20 385-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 3086K]
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  • 澜沧江下游水体和土著鱼类重金属污染水平分析及评价

    岳喜凯;夏永波;余丽琴;

    澜沧江是重要的国际河流之一,澜沧江下游因复杂的地质背景和人为活动引发的重金属污染问题受到关注。研究采用电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma emission spectrometry, ICP-OES)分别检测丰水期和枯水期水体以及土著鱼体内铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)的浓度分布,全面评估澜沧江下游重金属污染情况。结果表明,澜沧江水质整体优良,枯水期马台乡和关累港达到国家地表水(GB 3838—2002)Ⅱ类水质标准,其余区域达到Ⅰ类水质标准。此外,澜沧江水体重金属浓度呈现显著季节性变化,夏季重金属浓度较秋季显著降低24%~84%。但是空间差异不明显,除重金属As外,其余采样点间无差异。相关性分析和主成分分析表明,水体中As、Cr和Cd主要受自然输入影响,Cu、Zn和Pb受自然和人为输入的共同影响。鱼体肌肉重金属检测显示,Cr、Zn含量超过食品安全标准,单因素污染指数表明不同鱼类各重金属污染程度不同,Cr在鱼类肌肉组织中污染最严重。内梅罗综合污染指数显示,月斑长臀鲃肌肉组织中重金属为轻度污染,中华刀鲇、云南吻孔鲃和马口鱼为中度污染。4种土著鱼类的综合污染指数大小顺序为马口鱼(Opsariichthys bidens)>云南吻孔鲃(Poropuntius huangchuchieni)>中华刀鲇(Platytropius sinensisHuang)>月斑长臀鲃(Mystacoleucus marginatus)。综上,澜沧江水质清洁,但Cd和Cr在土著鱼类中有较高富集,应重点关注Cr在土著鱼类富集的潜在风险。实验结果可为澜沧江重金属污染治理与渔业资源可持续管理提供数据支撑。

    2025年05期 v.20 395-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 2117K]
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  • 全氟壬烯氧基苯磺酸钠对雌性后代的内分泌毒性效应

    王彩云;闫嘉琪;李妍妍;李建忠;

    全氟壬烯氧基苯磺酸钠(sodium ρ-perfluorous nonenoxybenzene sulfonate,OBS),作为一类长链全氟/多氟化合物(PFASs)的新型替代品,其生物毒性和对人体健康的影响备受关注。在健康小鼠的妊娠期和哺乳期(F_0)饮用水中添加OBS,其浓度分别为0.0 mg·L~(-1)(CON)、0.5 mg·L~(-1)(OBS-L)和5.0 mg·L~(-1)(OBS-H),对其子一代雌性小鼠(F_1)血清胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平以及性激素水平进行测定分析,采用逆转录定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)法测定F_1代雌性小鼠性激素受体、胆固醇运输和类固醇生成相关基因的信使核糖核酸(mRNA)表达水平。结果显示,母源性OBS暴露后,雌性F_1代小鼠体质量和卵巢质量无显著变化,血清胆固醇水平显著上调,低密度脂蛋白胆固醇水平显著改变;子一代8周龄雌性小鼠(F_1-8 w)小鼠血清中雌激素水平上调,子一代24周龄雌性小鼠(F_1-24 w)小鼠血清中雄激素水平上调和雌激素水平下调;与对照组相比,F_1-8 w小鼠卵巢内雌激素受体(ERα)、17β羟基类固醇脱氢酶(17β-HSD)和细胞色素P450 17α-羟基类固醇脱氢酶(P450 17α)的mRNA表达水平在OBS-H组显著增加,3羟甲基戊二酰辅酶A合酶(HMG-CoA合酶)和B类清道夫受体(SR-B1)的mRNA表达水平在OBS暴露组显著降低;F_1-24 w小鼠卵巢内雄激素受体(AR)、雌激素受体(ERβ)、HMG-CoA合酶、3羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA还原酶)、低密度脂蛋白受体(LDL-R)、SR-B1、类固醇生成急性调节蛋白(STAR)、外周苯二氮体(PBR)、3β羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD)、17β羟基类固醇脱氢酶(17β-HSD)和细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶(P450SCC)的mRNA表达水平在OBS-H组显著增加。相关性分析显示,小鼠血清中胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇与雌、雄激素水平呈现一定的相关性,其中F_1-8 w体内血清胆固醇水平与血清雄激素水平呈现正相关,F_1-24 w小鼠体内血清胆固醇水平与血清雄激素水平呈负相关,且差异均有统计学意义;F_1-8 w小鼠体内血清低密度脂蛋白胆固醇水平与体内血清雄、雌激素水平呈正相关,差异有统计学意义;此外,小鼠血清胆固醇水平、高密度脂蛋白胆固醇水平和低密度脂蛋白胆固醇水平与卵巢中内分泌相关基因(AR、ERα、ERβ、HMG-CoA合酶、HMG-CoA还原酶、LDL-R、SR-B1、STAR、PBR、3β-HSD、17β-HSD、P450SCC和P450 17α)的mRNA表达也有一定的相关性。提示母源性OBS暴露可能通过改变血清胆固醇水平和低密度脂蛋白胆固醇水平的同时引起子代雌性小鼠激素水平失衡进而导致机体内分泌代谢紊乱。本研究以前期母源性OBS暴露造成子代生命早期的暴露为基础,结合血清胆固醇水平和低密度脂蛋白胆固醇水平变化,探究小鼠血清中激素水平变化,卵巢中参与固醇激素代谢、睾酮和雌二醇合成的基因表达,结果显示母源性OBS暴露会破坏F_1代雌性小鼠的内分泌稳态,第一可能通过干扰由胆固醇出发的激素合成路径破坏内分泌稳态,第二可能通过阻断雄激素向雌激素的转化导致体内内分泌稳态失衡,但是其干扰内分泌稳态的具体作用机制还有待进一步研究。由此可见,母源性接触OBS对后代的潜在健康风险在未来的研究中应该受到更多的关注。

    2025年05期 v.20 407-417页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K]
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  • SO2暴露介导的唾液酸化过程及其对成釉细胞的损伤效应

    张江慧;田景秀;杨莉;杨娜;涂成龙;

    二氧化硫(sulphur dioxide,SO_2)污染不仅危害呼吸系统,还可对口腔健康和牙齿生长发育造成显著的负面影响。唾液的高含水量特性为SO_2的溶解转化提供了关键的液相环境。为探究SO_2诱导口腔唾液酸化及其对LS8细胞的影响,研究基于SO_2的液相化学反应机理构建人工唾液酸化模型,测定其p H、SO_2、SO_3~(2-)和SO_4~(2-)的动态变化,并系统评估了其对LS8细胞的损伤效应。结果表明,在H_2O、含黏蛋白人工唾液(S1)和不含黏蛋白人工唾液(S2)3种吸收体系中,SO_2注入显著降低了吸收液p H值(H_2O>S2>S1,P<0.05)。随着静置时间的延长,水中p H回升并伴随SO_2和SO_3~(2-)的浓度下降(P<0.05),S1和S2中SO_3~(2-)和SO_4~(2-)浓度保持稳定。复合金属离子(Cu~(2+)/Fe~(3+)/Mn~(2+)/Zn~(2+))可显著加速S1体系中SO_2氧化为SO_4~(2-),加快p H的下降(P<0.05)。SO_2暴露介导的唾液酸化可引起LS8细胞增殖抑制,当SO_2浓度达到2 mmol·L~(-1)时,对细胞增殖的抑制率大于50%(P<0.01)。以0、0.5、1及2 mmol·L~(-1)作用于细胞24 h后,引起SOD、GSH和GSH-Px逐渐降低;MDA和ROS逐渐升高;胞内p H降低(P<0.05)。综上,SO_2显著降低吸收液p H,不同吸收体系对SO_2吸收溶解及转化过程存在差异。金属离子可导致吸收液p H值进一步降低并增加SO_4~(2-)离子浓度,复合离子体系较单一离子而言具有更强的催化的作用。SO_2暴露介导的唾液微环境变化可引起LS8细胞发生增殖抑制和氧化应激等损伤效应;并通过降低胞内p H引起成釉环境酸碱失衡。该发现揭示了在环境SO_2口腔暴露中,唾液的参与过程,为阐释SO_2污染造成的牙齿酸蚀和燃煤地区氟-硫联合暴露诱导的釉质发育不全提供了新视角。

    2025年05期 v.20 418-427页 [查看摘要][在线阅读][下载 2958K]
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  • 聚苯乙烯微纳米塑料诱发的小鼠结肠损伤:不同剂量下的粒径相关性

    石刘婷;巫长银;王誉烨;王琳琳;田培郡;商可欣;赵建新;王刚;

    探讨不同粒径的聚苯乙烯微纳米塑料(polystyrene micro-and nanoplastics, PS-MNPs)在不同剂量下对雄性C57BL/6J小鼠毒害的影响。灌胃小鼠50、500和5 000 nm(0.5、5和50 mg·kg~(-1))的PS-MNPs,处理28 d后,对小鼠结肠和粪便中PS含量进行测定,同时测定结肠中的相关生理生化指标以及对小鼠粪便中的肠道菌群及短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)含量进行测定。结果显示,PS在结肠中积聚,低中浓度暴露下,PS-MNPs在一定程度上以粒径相关的方式诱发结肠损伤。同时,5 000 nm的颗粒在诱导结肠损伤方面更为有效,这可能是由于肠道微生物群和SCFAs受到破坏所致。虽然高浓度时结肠损伤与粒径大小无关,但5 000 nm颗粒会引起更严重的肠道微生物群和SCFAs失调。研究结果表明,PS-MNPs暴露诱导的粒径相关性毒害与其暴露剂量有关,这对于深入理解PS-MNPs的生物效应及安全性评估具有重要意义。

    2025年05期 v.20 428-437页 [查看摘要][在线阅读][下载 1908K]
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  • 利用蚯蚓表征和评价韶关典型区域土壤汞污染的暴露风险

    陈嘉浩;王翔宇;徐明;

    土壤重金属污染是我国面临的重大环境问题之一,对生态环境和人群健康构成了严重威胁。然而,目前重金属污染的风险评价方法仍主要依赖于重金属的总量分析,存在一定局限性,无法全面地反映真实场景下重金属的生物可利用度、个体差异及暴露特征。本研究针对韶关土壤重金属污染示范区的工业区、矿区和自然保护区,探究了利用蚯蚓作为生物指示物评价区域土壤汞污染的可行性。研究结果表明,当地工业区和矿区采集蚯蚓样本的汞内暴露浓度分别达到(0.69±0.91) mg·kg~(-1)和(0.37±0.51) mg·kg~(-1),比自然保护区高4.06倍和2.18倍。工业区和矿区蚯蚓对土壤汞的生物累积因子(BAF)分别为30.01±24.45和2.40±2.13。主成分分析(PCA)结果显示,通过蚯蚓的汞内暴露浓度及土壤理化性质可有效地区分3个区域的土壤汞暴露特征及相关性。然而,潜在生态风险指数(PERI)分析结果显示矿区的土壤汞污染风险最高,与蚯蚓的汞内暴露浓度呈相反趋势,说明该模型在评价真实场景土壤汞污染的暴露风险时误差较大,也证实蚯蚓作为土壤重金属污染生物指示物的优势。综上,本研究可为精确评价区域土壤重金属污染提供参考。

    2025年05期 v.20 438-446页 [查看摘要][在线阅读][下载 2879K]
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  • 基于p53通路探讨双酚A对人甲状腺系Nthy-ori-3-1细胞凋亡的影响

    龙馨月;李鑫玉;骆润都;邹伟;

    为探究双酚A(bisphenol A, BPA)对人甲状腺系Nthy-ori-3-1细胞凋亡的影响及其作用的分子机制,以甲状腺系Nthy-ori-3-1细胞为研究对象,采用CCK-8(cell counting kit-8)法检测细胞活力,非线性拟合计算出BPA的半数抑制浓度(IC_(50))。对20μg·mL~(-1) BPA染毒48 h的细胞进行蛋白质组学分析,进一步对差异蛋白进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)信号通路富集分析,筛选p53通路相关差异蛋白,进行层级聚类分析。通过凋亡及坏死染色实验观察BPA染毒48 h的细胞凋亡及坏死的情况,用蛋白免疫印迹(Western Blot, WB)实验检测p53、B淋巴细胞瘤2(B-cell lymphoma 2, Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein, Bax)和半胱氨酸蛋白酶3(Caspase3)蛋白表达水平。研究表明,BPA的IC_(50)为41.95μg·mL~(-1);蛋白质组学筛选出1 666个差异表达蛋白,BPA染毒组中上调蛋白617个,下调蛋白1 049个;KEGG结果显示差异蛋白主要富集于补体与凝血、核糖体、内源性大麻素逆行传导、p53等信号通路;细胞凋亡与坏死染色实验结果显示BPA显著抑制细胞活力,诱导Nthy-ori-3-1细胞凋亡;WB实验结果表明,与对照组相比,BPA可下调Bcl-2和pro Caspase3蛋白表达水平,上调p53、Bax和cleaved Caspase3蛋白表达水平。BPA染毒会诱导Nthy-ori-3细胞凋亡,其机制是增强p53信号通路,从而激活Bax抑制Bcl-2,促进cleaved Caspase3的形成,使细胞发生凋亡。

    2025年05期 v.20 447-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 2147K]
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  • 镉铅锌在青葙幼苗中的转运及亚细胞分布

    黄展桂;刘杰;蒋旭升;赵婧姝;杨霖;林梦婷;

    为探究超富集植物青葙(Celosia argenteaL.)在镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)复合污染下的耐受和富集特征,设置梯度浓度的水培实验(Cd:1、2、5、10 μmol·L~(-1);Pb:40、80、200、400 μmol·L~(-1);Zn:50、100、250、500 μmol·L~(-1)),结合差速离心法和连续提取法分析了根、茎、叶的重金属积累特征,亚细胞组分及化学形态。结果表明,青葙在Cd-Pb-Zn复合污染处理下,青葙根系对Pb的固定能力显著,最高含量可达到8 540.0 mg·kg~(-1),叶片中Cd、Zn含量为189.4 mg·kg~(-1)、1 508.0 mg·kg~(-1)。青葙对Cd、Zn转运系数为4.1和2.5,表明了青葙对Cd、Zn的地上部转运能力较强。亚细胞分布分析显示,Cd和Pb在青葙根、茎中主要分布于细胞壁组分(48.0%~62.0%),在叶片中主要分布于细胞质和液泡组分(50.0%~68.0%)。Zn在各器官中均以细胞质和液泡组分为主(根37.0%~42.0%,茎32.0%~43.0%,叶55.0%~60.0%)。这表明液泡区隔化是青葙解毒的重要策略。化学形态分析表明,Cd、Pb、Zn在青葙体内主要以低活性形态存在(62.0%~87.0%),其中Cd以氯化钠提取态(28.0%~71.0%)和醋酸提取态(19.0%~35.0%)为主,Pb以盐酸提取态(47.0%~55.0%)为主,Zn则以醋酸提取态(25.0%~48.0%)为主。低活性形态有效地降低了重金属的生物毒性。综上,青葙通过细胞壁固定、液泡区室化以及重金属低活性形态转化,有效地缓解了Cd、Pb、Zn的毒性效应。

    2025年05期 v.20 456-466页 [查看摘要][在线阅读][下载 2352K]
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  • 利用蚕豆和土壤酶活性评价十溴二苯乙烷污染的植物修复效果

    谢慧;刘瑞源;于世亮;李旭龙;

    十溴二苯乙烷(DBDPE)是溴代阻燃剂十溴二苯醚的替代品,使用生物测试结合化学分析的终点评估对于评估修复后污染物的残留毒性非常重要。采用蚕豆的微核试验和单细胞凝胶电泳试验,评价了利用高羊茅(植物修复)和柠檬酸(生物刺激)修复DBDPE污染土壤120 d的残留毒性。研究结果表明,柠檬酸能够协同高羊茅去除土壤中的DBDPE,D1(十溴二苯乙烷)、C1(十溴二苯乙烷+5 mmol·kg~(-1)柠檬酸)、C2(十溴二苯乙烷+10 mmol·kg~(-1)柠檬酸)、ZD1(十溴二苯乙烷+高羊茅)、ZC1(十溴二苯乙烷+5 mmol·kg~(-1)柠檬酸+高羊茅)和ZC2(十溴二苯乙烷+10 mmol·kg~(-1)柠檬酸+高羊茅)处理下,土壤中DBDPE的降解速率分别为20.39%、27.85%、31.89%、45.12%、49.62%和55.19%,DBDPE在土壤中的降解半衰期从363.83 d缩短至122.32 d。与D1处理相比,高羊茅和柠檬酸修复的土壤残留毒性显著降低(P<0.05),ZD1、ZC1、ZC2处理组的微核率分别显著降低61.24%、46.24%和39.59%,已不具有致突变性;与D1处理相比,ZD1、ZC1和ZC2处理组的尾距(OTM)分别降低了9.47%、17.98%和55.17%(P<0.05),减少了对蚕豆幼苗叶片细胞的DNA损伤,土壤残留毒性显著降低。土壤中残留的DBDPE,抑制了土壤酶活性,而采用柠檬酸和高羊茅修复污染土壤后,土壤酶活性被显著激活,土壤脱氢酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性分别显著增加了97.30%、44.19%和61.99%,高羊茅和柠檬酸联合修复显著降低了土壤中的残留毒性。采用的生物测试方法弥补了植物修复土壤中DBDPE的化学分析方面的不足,利用蚕豆的生物测试和土壤酶活性,能有效评估十溴二苯乙烷污染场地的修复效果,为评估土壤原位修复提供技术指标。

    2025年05期 v.20 467-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 2637K]
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  • 厦门东西溪流域沉积物重金属污染状况评价与来源解析

    邵明飞;

    近年来,厦门东西溪流域主要以水环境监测为核心开展生态环境质量状况评价,开展流域沉积物监测不仅可填补沉积物质量监测资料空白,还可摸清沉积物质量状况,解析污染来源,为流域源头治理、靶向治理、综合治理提供新的视角。本研究采集了厦门东西溪流域21个点位的沉积物样品,经过检测分析,沉积物重金属含量范围分别为:Cu(3.2~25.5 mg·kg~(-1))、Pb(28.6~112.5 mg·kg~(-1))、Zn(49.6~181.2 mg·kg~(-1))、Cd(0.125~0.553 mg·kg~(-1))、Cr(3.0L~31.6 mg·kg~(-1);3.0L表示低于方法检出限3.0 mg·kg~(-1))、Hg(0.016~0.174 mg·kg~(-1))、As(2.0L~13.3 mg·kg~(-1);2.0L表示低于方法检出限2.0 mg·kg~(-1))、Co(1.6L~11.2 mg·kg~(-1);1.6L表示低于方法检出限1.6 mg·kg~(-1))、Ni(3.6~9.6 mg·kg~(-1))、V(7.8~52.6 mg·kg~(-1))。利用不同方法对重金属进行污染状况评价,结果表明,东西溪流域表层沉积物整体处于轻度污染和低生态风险水平,Cd是影响东西溪流域表层沉积物质量的首要污染物,影响范围较广。不同评价方法的相关性研究结果显示,综合潜在生态风险指数与内梅罗综合污染指数高度相关,综合潜在生态风险指数法指出存在中生态风险的5个点位同样也是内梅罗综合污染指数法指出存在重污染、中度污染的点位。根据Pearson相关性分析和聚类分析结果,10种重金属大致聚类为V-Co、As-Pb-Cd、Cr-Cu-Ni-Zn-Hg这3类,且每个类别内的重金属间互相呈显著正相关(P<0.01)关系。通过绝对主成分分析-多元线性回归(APCS-MLR)解析出已知源1、已知源2、未知源对各重金属元素的贡献率,结合单因子污染指数法评价结果、点位所在流域位置及区域土地利用情况,分析得出对Cr-Cu-Ni-Zn-Hg贡献率高的已知源1是自然源,对As-Pb-Cd贡献率高的已知源2是农村生活污染源与农业种植污染源的混合源。正定矩阵因子分解模型(PMF)源解析给出了各因子对重金属元素的贡献率,与绝对主成分分析-多元线性回归分析结果基本一致。

    2025年05期 v.20 478-490页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
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  • 巯基坡缕石和羟基磷灰石对蔬菜镉生物可给性及矿质元素累积的影响

    王童玉;许华强;王林;孙约兵;梁学峰;

    钝化修复影响蔬菜可食部位镉(Cd)含量及生物可给性。阐明不同钝化剂对蔬菜Cd生物可给性的调控效应及作用机制,可为发展以人体健康为导向的新型钝化修复方法提供依据。本文采集酸性Cd污染土壤,开展盆栽实验,采用体外消化模型,研究添加巯基坡缕石(MP)和羟基磷灰石(HAP)对菠菜和芹菜地上部生物量、Cd含量、Cd生物可给性、人体健康风险以及矿质元素含量的影响,分析Cd生物可给性与矿质元素含量的关系。结果显示,添加MP显著降低芹菜地上部鲜质量,添加HAP显著提高菠菜地上部鲜质量。施用MP和HAP降低供试蔬菜地上部Cd含量,最大降低率分别为7.96%和63.20%,HAP的降低效果优于MP。MP和HAP处理显著降低2种蔬菜生物可给态Cd含量,降幅范围分别为8.90%~24.03%以及7.85%~57.78%;添加MP显著降低菠菜胃相Cd生物可给性比例,而施用HAP显著降低芹菜胃相Cd可给性比例,最大降幅分别为17.41%和23.55%。施用HAP显著降低人体食用供试蔬菜摄入Cd的量,最大降幅达到57.28%。MP处理显著提高2种蔬菜Mn含量以及菠菜的Ca含量,而施用HAP显著降低2种蔬菜Mn含量,同时提高芹菜的Ca含量。统计分析结果表明,供试蔬菜地上部Cd和Ca含量是影响其胃相Cd生物可给性的关键元素。综上所述,在酸性Cd污染土壤中,HAP的钝化效果优于MP,可有效降低蔬菜因Cd污染带来的健康风险。

    2025年05期 v.20 491-501页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K]
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“新污染物筛查与评估”专栏

  • 对氯间二甲苯酚的水生急性毒性效应及生态风险评价

    路英华;王彬;康昊武;黄煜;王志远;邵天一;栗笑迎;巩宁;

    对氯间二甲苯酚(p-chloro-m-xylenol, PCMX)是一种广泛应用的抗菌防腐剂,通过污水排放进入自然水体,并已在多种水环境中被检出。研究表明,PCMX具有生物毒性,可能对水生生态系统造成潜在危害。然而,目前关于PCMX对水生生物的环境风险尚不明确。为了评估PCMX的水生态风险,选取淡水食物链中相邻营养级的小球藻、大型溞和斑马鱼为受试生物,通过国际经济合作与发展组织(OECD)毒理学测试方法获得急性毒性数据,并结合文献调研,利用物种敏感度分布法(SSD)和危害商值法(HQ),对PCMX的水生态风险进行评价。研究结果表明,PCMX对小球藻的半数效应浓度(EC_(50))为10.31 mg·L~(-1),对大型溞和斑马鱼的半数致死浓度(LC_(50))分别为3.59 mg·L~(-1)和3.09 mg·L~(-1),对高营养级生物毒性偏高。基于18种淡水生物急性毒性数据及逻辑斯蒂模型,推导出5%物种危害浓度(HC_5)和水生生物短期水质基准(SWQC),分别为0.61 mg·L~(-1)和0.30 mg·L~(-1)。在已检出PCMX的8个淡水水域中,多数水域的PCMX浓度介于1.78×10~(-2)~10.60μg·L~(-1)之间,HQ为5.88×10~(-5)~3.50×10~(-2),生态风险极低;在排污量大或污水处理效率低的水域,如英国南威尔士的Taff河与Ely河中,PCMX的赋存浓度达到了0.03~0.36 mg·L~(-1),HQ最高可达1.18,存在中等生态风险。研究表明,PCMX对高营养级水生生物毒性偏高,多数水域生态风险极低,但部分水域存在中等生态风险。研究结果可为PCMX毒性效应研究提供数据支撑与理论依据,对指导PCMX相关产品的使用和管理以及区域性生态风险评估具有一定的参考价值。

    2025年05期 v.20 502-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 2121K]
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