生态毒理学报


综述

  • 抗生素、重金属和杀生剂抗性共选择机制

    陈帅;邹海燕;高方舟;吴黛灵;张敏;何良英;应光国;

    细菌抗生素抗性已被世界卫生组织认定为对公众健康的重要威胁。细菌抗性除了受到抗生素的直接选择压力,也受到其他物质如重金属和杀生剂的共同影响。研究发现,细菌可以通过外排泵系统、细胞膜通透性改变、作用靶标点的改变、酶修饰或降解作用、应激反应改变生理特性、金属螯合和生物转化等抗性机制对这些选择压力产生抗性,或者通过协同抗性、交叉抗性和共调控抗性的机制产生多重抗性。本文综述了细菌对抗生素、重金属和杀生剂的单一抗性机制、多重抗性机制,以及重金属和杀生剂对细菌抗生素抗性的影响机制,并分析了目前研究的不足之处。

    2020年02期 v.15 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1297K]
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  • 水蚤分子生态毒理学研究进展

    巩宁;孟紫强;邵魁双;孙野青;

    水蚤是广泛分布于各类淡水水体中的浮游动物,在水生生态系统中具有重要地位,也是水生毒理学研究中常用的模式生物。近年来,分子毒理学的发展为水蚤生态毒理学研究提供了新的工具和研究思路。本文分别从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表观遗传组学方面,综述了不同环境污染物(重金属、农药和杀菌剂等有机污染物、环境激素类化合物、纳米材料和藻毒素等)对水蚤的生态毒理学效应及分子机制,为通过水蚤生态毒理学研究进行环境污染生物标志物筛选及生态风险评估提供参考。

    2020年02期 v.15 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K]
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  • 几类常见污染物对斑马鱼运动影响的研究进展

    何锦;薛永来;周磊;崔雯;高璐;杜道林;

    随着工农业的快速发展和人们生活水平的提高,排放到环境中的污染物种类及数量正在急剧上升,引发了日益严峻的环境问题。环境污染物对生物体内的各项生理活动也产生着深远的影响。为探究污染物对斑马鱼运动系统的影响,本文就斑马鱼运动发生的调控机理以及不同种类的环境污染物对斑马鱼运动行为系统干扰的研究进展进行了综合阐述,归纳了各类污染物对斑马鱼运动神经的损伤效应,在分子水平上探讨了其可能的作用机制,并且展望了环境污染物对斑马鱼运动神经毒性的未来研究方向。

    2020年02期 v.15 19-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1114K]
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专论

  • 雄激素1,4-雄烯二酮和雄烯二酮对斑马鱼胚胎昼夜节律和下丘脑-垂体-性腺轴通路中基因转录表达的影响

    马栋栋;蒋宇霞;杨雷;应光国;史文俊;

    雄激素1,4-雄烯二酮(androstadienedione, ADD)和雄烯二酮(androstenedione, AED)主要用于人类和牲畜疾病的预防和治疗。近年来,ADD和AED的大量使用导致其在河流中广泛检出,甚至在多种鱼类体内亦有检出,且浓度较高。ADD和AED已被证实对鱼类具有生殖毒性和发育毒性,但ADD和AED在转录水平上对鱼类的影响鲜有报道。为探究ADD和AED分子水平毒性,本研究考察了斑马鱼胚胎暴露于ADD(4.48、30.0和231 ng·L~(-1))和AED(3.64、21.7和230 ng·L~(-1))144 h后,对其昼夜节律和下丘脑-垂体-性腺轴(hypothalamic-pituitary-gonadal axis, HPG axis)通路中基因转录表达的影响。结果表明,所有浓度的ADD都显著上调了昼夜节律通路中生物钟基因(per1b)、核受体亚族1的D群基因(nr1d2b)、隐花色素基因(cry5)和si:ch211-132b12.7的转录水平,30.0和231 ng·L~(-1)的ADD下调了时钟节律调节因子基因(clocka)和芳香烃受体核转录蛋白样基因(arntl2)的转录水平。3.64 ng·L~(-1)AED显著增强了per1b和nr1d2b的转录表达。此外在HPG轴中,30.0 ng·L~(-1)ADD显著降低了促黄体生成素V亚基基因(lhb)的转录表达水平,而3.64 ng·L~(-1)AED显著上调了lhb的转录表达水平。值得注意的是,4.48ng·L~(-1)ADD和3.64 ng·L~(-1)AED均显著降低了细胞色素P450的11亚族基因(cyp11b)的转录表达水平。上述研究表明,ADD和AED对昼夜节律和HPG轴中相关基因的转录表达有显著性影响,对斑马鱼具有潜在的内分泌干扰风险。

    2020年02期 v.15 29-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1290K]
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  • 纳米银复合材料与抗生素的联合抗菌性能及相关机制研究

    王孟珍;孙昊宇;龙茜;林志芬;

    抗生素的滥用导致细菌耐药问题日益严重,人类迫切需要开发出新的抗菌药物以减少细菌耐药问题。基于纳米银制备而成的纳米银复合材料在兼顾纳米银抗菌性能的同时不仅能够克服单一纳米银释放速度快、不稳定等缺点,还能缓解细菌耐药的问题,因此被认为是一类具有广泛应用前景的新型抗菌剂。已有研究表明,单一纳米银与某些抗生素的联合使用可以达到协同抗菌效果,但目前尚缺乏对纳米银复合材料与抗生素的联合抗菌性能及机制的研究。本文首先制备出3种不同结构的纳米银复合材料,包括二氧化硅-聚多巴胺-纳米银复合材料(SiO_2-PD-AgNPs)、纳米银@二氧化硅复合材料(AgNPs@SiO_2)和纳米银@二氧化硅-聚多巴胺-纳米银复合材料(AgNPs@SiO_2-PD-AgNPs)。随后测定了纳米银复合材料对大肠杆菌(Escherichia coli, E. coli)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis, B. subtilis)的单一毒性效应。结果显示,AgNPs@SiO_2-PD-AgNPs复合材料对2种菌的单一毒性均大于其余2种纳米银复合材料。因此,笔者以AgNPs@SiO_2-PD-AgNPs作为代表,测定了纳米银复合材料与硫酸卡那霉素(kanamycin sulfate, KS)/盐酸土霉素(oxytetracycline hydrochloride, OH)的二元联合抗菌性能,发现AgNPs@SiO_2-PD-AgNPs与KS联合可以对E. coli产生协同效应。协同效应产生的主要原因可能是:AgNPs@SiO_2-PD-AgNPs释放出的纳米银会和KS发生键合反应生成KS-纳米银复合物,导致纳米银释放出大量的Ag+增加了细胞膜的通透性,从而使得进入细菌内的Ag~+和KS比单独作用时进入胞内的抗菌剂增多,产生更强的抗菌性能,从而表现出协同抗菌效应。本研究基于新型纳米银复合材料与抗生素的联合抗菌性能实验探究了纳米银复合材料与特定抗生素联合用药的最佳组合和相关机制,为今后开发新型抗菌材料提供了新思路并为相关联合用药提供参考。

    2020年02期 v.15 39-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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  • 环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯多代暴露对斑马鱼子代仔鱼的神经发育毒性

    丁希胜;马徐发;余丽琴;

    为探究环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCIPP)多代暴露对生物体的影响,选取斑马鱼为模型,研究了斑马鱼暴露于0、3、30和300 ng·L~(-1)TDCIPP至3代后,对每一代子代5 dpf仔鱼神经发育的毒性效应。研究结果表明,F0代暴露于300ng·L~(-1)TDCIPP 120 d后所产F1代仔鱼的孵化率显著性下降,存活率显著性降低;但对F2代和F3代仔鱼的这些终点指标均无显著性影响。运动行为结果表明,F0代暴露于3和300 ng·L~(-1)TDCIPP 120 d会导致F1代仔鱼在光暗周期刺激下的游泳速度受到抑制,并伴随着神经元发育基因(ngn1)以及轴突生长标志基因(α1-tubulin、netrin1b和zn5)的显著性上调,相关性分析表明,游泳速度的抑制与ngn1、α1-tubulin和zn5这3个基因的表达显著相关。但对F2代仔鱼,仅300 ng·L~(-1)TDCIPP导致其游泳速度在黑暗刺激下显著性下降,且导致神经发育和再生相关基因(elavl3、gap43、gfap和shha)表达量显著性下降,但游泳速度的下降与基因表达无显著相关性。继续暴露至F3代仔鱼时,TDCIPP暴露对运动行为不再有显著影响。研究表明,环境剂量TDCIPP多代暴露对子代仔鱼具有神经发育毒性,表现为运动行为受损和神经发育相关基因表达量的改变,但毒性效应随着暴露代数的增加而减弱。

    2020年02期 v.15 50-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
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  • 浮游动物DNA宏条形码标志基因比较研究

    高旭;杨江华;张效伟;

    DNA宏条形码技术作为一种新型生物监测方法,在未来生态环境监测中有巨大的应用潜力。目前,浮游动物DNA宏条形码监测仍在发展阶段,需要首先对其(采样方法、引物选择和数据分析等)进行标准化和调整,然后才能用于常规流域生态监测。其中,如何选择合适的PCR扩增引物是DNA宏条形码生物监测标准化的关键问题之一。本研究比较了COI、18SV9和16S通用引物在浮游动物DNA宏条形码监测中的差异,为初步建立规范化的浮游动物DNA宏条形码监测方法提供技术支撑。结果表明,16S引物对浮游动物具有更好的特异性,其产生的操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)有88.1%属于浮游动物。虽然18SV9引物具有更高的物种覆盖度,不仅能扩增出浮游动物,还能扩增出大量藻类和真菌,但其物种识别敏感性较差,不适合浮游动物物种水平多样性监测。COI引物的浮游动物物种特异性、物种覆盖度和物种识别敏感性都适中,检出的浮游动物物种数量高于18SV9引物和16S引物,更加适合浮游动物DNA宏条形码监测。

    2020年02期 v.15 61-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2811K]
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  • 全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫相关基因表达的影响

    汪笑宇;戴媛媛;贾磊;王群山;陈春秀;

    为了解全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate, PFOS)暴露对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫功能的影响,在实验室条件下,运用RT-PCR方法分析了PFOS暴露对半滑舌鳎热休克蛋白hsp70、hsp90、C型凝集素(c-type lectin)和细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase, cox)等4种免疫相关基因表达水平的影响。实验测定了上述4种基因在半滑舌鳎肝、鳃、肠及肌肉4种不同组织中随时间(0、24 h、48 h、96 h和7 d)的表达变化情况。结果表明,在4种组织中,hsp70基因的表达与对照相比为上调,其中,肝组织hsp70基因的表达量显著高于其他各组织,且表达高峰值的出现也早于其他各组织;hsp90基因在肝和鳃组织中表达量随时间不同而波动,在肠组织中表达上调,在肌肉中表达显著下调;c-type lectin基因表达量与对照组相比表达显著下调或无明显差异;cox基因在肝组织和肠组织中表达下调,在鳃和肌肉中表达上调。上述研究结果表明,PFOS能引起免疫相关基因的表达变化,对半滑舌鳎具有潜在的免疫毒性。肝组织中各免疫基因对PFOS胁迫的响应高于其他组织。本研究可为阐明全氟辛烷磺酸盐对半滑舌鳎的免疫毒性提供基础数据。

    2020年02期 v.15 71-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K]
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  • 城镇污水二级处理和再生水三级处理过程的雌激素活性变化

    赵静;刘亿鑫;邵征;张新;丁倩;刘薇;

    环境雌激素污染与野生动物性别比例和繁殖密切相关,是人体生殖功能紊乱、发育异常、心血管疾病和癌症发生等的重要因素之一。针对污水处理厂排水造成的环境雌激素污染,采用重组酵母菌方法研究大连、沈阳、哈尔滨和天津的5个典型城市污水厂和再生水厂水处理过程中雌激素活性的变化规律,分析二级处理和再生水厂三级处理对环境雌激素的削减效率。4个采用活性污泥法和紫外消毒工艺的污水厂出水的雌激素当量(EEQ)为0.5~1.5 ng·L~(-1)。再生水厂三级处理工艺的出水雌激素活性低于检测限(0.02 ng·L~(-1))。分级组分测试结果显示,污水雌激素活性主要由强极性组分和弱极性组分引起,紫外消毒后强极性组分雌激素活性升高。4个城市污水处理厂一级处理和活性污泥处理对环境雌激素的削减率为46%~81%,紫外消毒的削减率为5.2%~22%。某再生水厂混凝、微滤和反渗透对环境雌激素的削减率分别为63%、16%和98%。研究表明,活性污泥法二级处理排水回用仍造成一定程度环境雌激素污染,三级处理工艺可有效提高环境雌激素污染物削减率。

    2020年02期 v.15 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
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  • 磁铁矿纳米颗粒与Pb~(2+)复合物对大鼠肾细胞的毒性研究

    陈力可;郭昌胜;刘淼;李专;徐建;

    磁铁矿纳米颗粒(magnetite nanoparticles, MNPs)是一种环境友好型吸附剂,广泛应用于废水中Pb~(2+)的处理。目前,有不少关于MNPs毒性的研究,但对MNPs处理Pb~(2+)形成的复合物的毒性却鲜有报道,其复合毒性亟待深入研究。本文以大鼠肾细胞(NRK)作为细胞模型,系统研究不同Pb含量的MNPs-Pb复合物,以及相应浓度的MNPs和Pb~(2+),对大鼠肾细胞活性、细胞形态和密度的影响,考察细胞对纳米颗粒的摄取以及细胞凋亡的作用机制,评估MNPs-Pb的毒性效应。结果表明,在本实验浓度和暴露时间(12 h)条件下,Pb~(2+)能够显著抑制细胞活性,改变细胞形态,促进细胞凋亡,对细胞有显著的毒性效应,并且呈现剂量相关性;利用MNPs吸附水环境中Pb~(2+)形成的复合物MNPs-Pb对大鼠肾细胞没有显著的毒性作用(P<0.05),MNPs对Pb~(2+)的吸附可能是Pb~(2+)的细胞毒性降低的原因。

    2020年02期 v.15 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1349K]
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  • 苯并[a]芘和1-羟基芘诱导人胚胎干细胞分化心肌细胞ROS、CYP基因表达和DNA损伤

    吴彬彬;晏斌;胡梅;陈曦;梁岩;

    多环芳烃(PAHs)化合物中的苯并[a]芘和PAHs暴露检测标志物1-羟基芘与心脏功能障碍有关,但其生物学机制尚不清楚。为研究苯并[a]芘和1-羟基芘对心脏的毒性作用,基于人胚胎干细胞分化心肌细胞(hESC-CM)研究了苯并[a]芘和1-羟基芘对心肌细胞活性氧(ROS)生成、CYP基因表达和DNA损伤等的影响。结果表明,苯并[a]芘和1-羟基芘对h ESC-CM活性无影响,但能显著增强细胞ROS水平,诱导DNA损伤。此外,苯并[a]芘还能诱导细胞线粒体促凋亡基因的表达。研究表明,苯并[a]芘和1-羟基芘能通过诱导氧化应激和DNA损伤事件导致h ESC-CM损伤,在一定程度上解释了多环芳烃暴露导致心脏疾病的分子机制。

    2020年02期 v.15 96-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K]
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  • 交通空气污染对大鼠子代发育及社交行为的影响

    田宇;徐晨露;黄丹妮;冯钰东;陈佳峰;刘晨阳;金永堂;

    交通空气污染与儿童自闭症的关联时有报道,但其因果关系仍待进一步探索。为研究出生前后暴露于不同水平的交通空气污染环境对生长发育和自闭症相关社交行为的影响,将Wistar大鼠雌雄1∶1交配,受孕雌鼠根据子代接触交通污染的时间(出生后暴露或胚胎期暴露)及浓度(低、中和高3个水平)分为6组。在子代出生后21~27 d,测量子代的体重、身长及大脑脏器系数,并根据三箱实验评估社交行为,同时检测仔鼠脑组织组蛋白H3第4个赖氨酸(H3K4)的甲基化水平。结果显示,出生前后,尤其是胚胎发育阶段接触较高浓度的交通空气污染物可导致幼鼠体重及大脑湿重较低,身长较短、大脑脏器系数偏高等生长发育特征改变。同时,出生前后较高浓度的交通空气污染物暴露可导致幼鼠出现社交能力下降、社交记忆受损及社交新颖性减弱等典型自闭症样行为改变。虽然组蛋白H3K4甲基化水平与交通空气污染物浓度之间未见统计学关联,但出生后暴露组具有较高的H3K4甲基化水平,提示出生前后接触交通空气污染物可能与自闭症的发生发展有关,而不同暴露时期对脑组织H3K4甲基化水平的影响,为今后进一步探讨自闭症的表观遗传机制提供了线索。

    2020年02期 v.15 104-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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  • PVC塑料浸出液对3种海洋微藻光合作用及生长的影响

    王帅;王玥;梁英;郑立;孙承君;鞠鹏;

    海洋微塑料作为一类新型环境污染物已经成为全球性环境问题。运用水样叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了不同浓度软聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)和硬PVC浸出液(0、50、100和200 g·L~(-1))胁迫下球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和小球藻(Chlorella sp.)3种海洋微藻叶绿素荧光特性,包括PSⅡ最大量子产量(F_v/F_m)、PSⅡ实际量子产量(Yield)、光化学淬灭(qP)和PSⅡ最大相对电子传递速率(rETR_(max))的变化,同时检测微藻的生长状况。结果表明,球等鞭金藻(金藻门)和中肋骨条藻(硅藻门)的4项光合作用参数在软PVC浸出液胁迫的96 h内均显著下降,且随软PVC浸出液浓度增加,下降幅度增大,在实验后期(48~96 h)达到最小值,表现为抑制作用。96 h时,球等鞭金藻和中肋骨条藻的细胞密度均在软PVC浸出液200 g·L~(-1)处理组达到最小值,分别占对照组的3.20%和11.90%。硬PVC浸出液胁迫对球等鞭金藻和中肋骨条藻的4项光合作用参数具有显著影响(P<0.05),球等鞭金藻的4项参数均显著高于对照组。中肋骨条藻的相关光合作用参数均显著低于对照组。72 h时球等鞭金藻和中肋骨条藻的细胞密度分别在硬PVC浸出液100 g·L-1和200 g·L~(-1)处理组达到最小值,为对照组的67.90%和82.50%,表现为抑制作用。小球藻(绿藻门)的各光合作用参数和细胞密度在软PVC和硬PVC浸出液胁迫的96 h内未产生显著变化。该研究证实PVC浸出液对微藻光合系统具有干扰作用,对海洋生态系统具有潜在风险。

    2020年02期 v.15 113-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K]
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  • 基于权重敏感度分布研究太湖有机磷农药单一和复合风险

    刘帆;孔昊玥;刘红玲;

    基于实验室能得到的有限毒性数据的物种敏感度分布法(species sensitivity distribution, SSD)很难充分代表特定区域生态系统的物种分布,需要采用考虑生物区系特征进行赋予权重的物种敏感度分布法(weighted species sensitivity distribution,WSSD)。基于太湖物种组成构建WSSD,使用最大累积率(maximum cumulative ratio, MCR)(含风险商法(hazard quotient, HQ))和概率风险评价法(probabilistic risk assessment, PRA)对太湖地区单一和混合有机磷农药的风险进行研究。结果表明,相对于传统SSD方法,加权SSD方法计算的风险商大,且5%生物受影响的概率更大。单一风险评价中,敌敌畏和乐果5%生物受影响的概率超过40%,需要优先控制;最大累积率表明,敌敌畏是复合风险的主要贡献者,单一风险评价中风险较小的马拉硫磷和对硫磷也对复合风险贡献较大,复合暴露风险评价是必要的,混合物的风险商>1,5%生物受复合暴露影响的概率高达90%,有机磷农药复合生态风险不容忽视。

    2020年02期 v.15 130-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K]
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  • 双酚A替代品与双酚A对非洲爪蛙急性毒性及其应激响应的比较

    牛玥;朱敏;刘芃岩;秦占芬;

    双酚F(bisphenol F, BPF)和双酚AF(bisphenol AF, BPAF)作为双酚A(bisphenol A, BPA)的替代品已被投入生产和使用,然而目前有关BPA替代品毒性的数据还很缺乏。本文从急性毒性和应激响应2个方面比较了BPF、BPAF与BPA对非洲爪蛙蝌蚪的毒性。结果表明,48 h的半致死浓度(LC_(50))顺序为BPF(11.01 mg·L~(-1))>BPA(7.54 mg·L~(-1))>BPAF(2.87 mg·L~(-1));对氧化应激水平的影响BPAF强于BPA,BPF与BPA相近;BPA和BPAF对热休克蛋白基因表达水平有影响,BPF没有影响。本研究提示,BPAF作为BPA的替代品,其毒性强于BPA,而BPF与BPA类似。

    2020年02期 v.15 141-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1257K]
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  • 海河流域沉积物中典型重金属的生态风险评估及验证

    李宏伟;张彦峰;阳金希;祝凌燕;

    沉积物重金属污染及其生态风险评估日益受到关注,而沉积物质量基准是开展生态风险评估的有力工具。本研究通过物种敏感度分布法(species sensitivity distributions, SSD)和急慢性毒性比(acute to chronic ratios, ACR)推导了镍、铜、锌、镉和铅的沉积物质量基准(sediment quality guideline, SQG)。在获得合理的重金属沉积物慢性毒性数据的基础上,采用S-Logistic模型拟合镍、铜、镉和铅的慢性SSD曲线,采用S-Gompertz模型拟合锌的慢性SSD曲线。得到镍、铜、锌、镉和铅沉积物质量基准低值(sediment quality guideline low value, SQGlow)分别为18.6、69.9、107、1.26和38.4 mg·kg~(-1),应用ACRs,得到相应的沉积物质量基准高值(sediment quality guideline high value, SQGhigh)分别为167、226、556、10.1和384 mg·kg~(-1)。与加拿大和澳大利亚重金属沉积物基准值具有一定的可比性。选择花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)、伸展摇蚊(Chironomus tentans)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)3种底栖生物作为受试生物,验证基准值对海河流域沉积物重金属毒性的预测能力。结果表明,利用SQGs预测沉积物毒性的总准确率为76.2%,3种底栖生物验证准确率从高至低为:花翅摇蚊>伸展摇蚊>霍甫水丝蚓。

    2020年02期 v.15 149-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1312K]
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  • 青鳉鱼的行为特征提取研究

    刘翠棉;饶凯锋;李婧;唐亮;裴琨;谷金峰;刘勇;王伟;姜杰;马梅;王子健;

    采用生物行为传感器获取青鳉鱼的行为数据时,青鳉鱼个体差异会导致采集到的原始电信号在时空特性下完全不同。重要的行为特征往往被隐藏在原始信号中,传统的信号处理方法无法实时而有效地提取到这些特征。针对这个问题,观察并记录了暴露实验前后青鳉鱼的行为变化,提出了一种可以高效表征行为特征的直方图统计算法。实验结果表明,该方法能够准确对应人眼观测到的暴露实验前后鱼的行为变化趋势,同时也为后续异常行为识别提供一定的支持和参考。

    2020年02期 v.15 160-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1902K]
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  • 低剂量微囊藻毒素MC-LR诱导罗氏沼虾肝胰腺损伤及凋亡

    曹清晟;王丽萍;杨辉;魏文志;张莹莹;

    微囊藻毒素(microcystins, MCs)是由水华蓝藻释放出来的一种有生物活性的环庚肽化合物,具有较强的肝毒性,MC-LR是其分布最广的和毒性最强的一个亚型。罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)是我国比较重要的一个水产养殖品种,但由于养殖水体富营养化程度比较严重,常常爆发蓝藻水华,给其健康养殖带来较大的威胁,但是关于MCs对罗氏沼虾的毒性机制研究的报道较少。因此,使用环境相关浓度的MC-LR(0.5和5μg·L~(-1))处理罗氏沼虾1、2和3周,通过组织学观察、免疫组化定位、氧化应激指标测定以及荧光定量PCR技术探究养殖水体中常见浓度MCs对罗氏沼虾的毒害效应及潜在机制。研究结果表明,较高环境相关浓度(5μg·L~(-1))的MCs会在罗氏沼虾肝胰腺中显著富集,诱导氧化应激,破坏肝胰腺的形态和结构,并且破坏作用随暴露时间延长而加剧,并发生细胞凋亡。而较低浓度的MCs(0.5μg·L~(-1))对肝胰腺的影响相对较小,但是依然会诱导罗氏沼虾肝胰腺氧化应激,并且在长时间作用下也会给肝胰腺组织带来损伤。上述研究结果证明,环境相关浓度的MCs对罗氏沼虾也有一定的毒害作用,并且毒害作用呈剂量与时间依赖效应。

    2020年02期 v.15 171-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2237K]
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  • 玉米秸秆生物炭对沉积物中BDE-47生态毒性的影响

    向静;米盈;田斌;龚双姣;马陶武;

    生物炭对于污染沉积物的原位修复具有很大的潜力,但关于生物炭对沉积物中有机污染物生态毒性影响的研究则较少报道。为评价生物炭对沉积物中BDE-47生态毒性的影响,以底栖动物铜锈环棱螺为测试生物,采用28 d慢性沉积物生物测试研究了不同添加比例的玉米秸秆生物炭(CSB)与BDE-47联合作用对BDE-47生物积累、肝胰脏细胞DNA损伤以及氧化胁迫生物标志物的影响。结果表明,在慢性暴露情况下,CSB对铜锈环棱螺不具有毒性;CSB通过显著降低沉积物间隙水中BDE-47的浓度而降低其在铜锈环棱螺体内的生物积累。在实验浓度范围内(1%~7%),CSB添加比例越高,降低BDE-47生物积累的效果越显著。不同添加比例的CSB均可以显著降低BDE-47对铜锈环棱螺DNA损伤的毒性,较高比例(4%和7%)CSB的效果更为显著,但BDE-47的氧化胁迫毒性不随CSB添加比例的升高而下降。因此,从降低BDE-47生态毒性的角度考虑,沉积物中CSB的合适添加比例为4%左右。

    2020年02期 v.15 180-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
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  • 湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)对镉的富集特征及生理响应

    葛依立;陈心胜;黄道友;葛大兵;邓正苗;李峰;谢永宏;

    以人工湿地修复镉污染水体时,植物在镉离子的沉淀、吸收和积累等过程中起着关键作用,但当前报道的镉富集植物种类较少,湿地植物对镉胁迫的生长及生理响应缺乏系统研究,限制了湿地植物在镉污染水体修复中的应用。笔者以常见湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)为对象,设置了4个镉处理浓度(0、0.5、1和2 mg·L~(-1)),研究了水蓼对镉的富集特征以及生长和生理响应。水蓼根、茎和叶的镉含量(以干重计)随镉处理浓度的增加而升高,处理30 d时,在2 mg·L~(-1)处理下分别达到134、47和48 mg·kg~(-1)。处理30 d时,在1 mg·L~(-1)的镉处理下,水蓼的地上部及地下部富集系数和转运系数最高,地上部和地下部富集系数分别为45.6和111.7,转运系数为0.41。在处理15 d时,水蓼生物量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性在2 mg·L~(-1)处理下显著降低。在处理30 d时,水蓼的总生物量在不同镉浓度下无显著差异,但丙二醛(MDA)含量、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性在0.5~2 mg·L~(-1)镉处理下均显著升高,叶绿素含量下降。这些结果表明,水蓼可以通过提高抗氧化酶活性等机理抵抗镉胁迫产生的氧化伤害,并且水蓼对镉的富集和转运系数较高,具有在镉污染水体修复中应用的潜力。

    2020年02期 v.15 190-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1304K]
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  • 镉对大型溞肠道结构及消化酶活力的影响

    高菲;林威;王兰;王茜;

    镉(Cd~(2+))作为水环境中毒性较强的污染物之一,对水生动物各器官均造成了不良影响。为了了解镉对消化系统的毒性机理,研究了镉胁迫对大型溞(Daphnia magna)肠道组织及消化酶活力的影响。依据国家《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅴ类水质的镉浓度标准限值的1倍、5倍和9倍设置3个镉浓度组(0.01、0.05、0.09 mg·L~(-1))和1个对照组,分别处理24、48 h。结果表明,镉处理对大型溞肠道结构、淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶活力均产生了影响。首先,随着镉浓度的升高,显微结构显示,大型溞肠道上皮细胞排列松散、不整齐,并出现"空泡化";内侧纹状缘严重脱落。亚显微结构显示,肠道微绒毛出现断裂、溶解消失现象;线粒体发生肿胀、空泡化,嵴断裂或消失。其次,淀粉酶活力显著降低(P<0.01),与镉浓度之间存在剂量-效应关系;脂肪酶活力在镉浓度为0.01~0.05 mg·L~(-1)时升高,在0.09 mg·L~(-1)时活力被抑制;胰蛋白酶在镉处理24 h浓度为0.01 mg·L~(-1)时显著高于对照组(P<0.05),在镉处理48 h时,各浓度组均显著低于对照组(P<0.01)。镉对大型溞消化酶活力的最低可观察效应浓度(LOEC)为0.01 mg·L~(-1)。大型溞作为常用的毒理学监测动物,实验结果将为含镉废水排放标准的完善提供理论依据。

    2020年02期 v.15 201-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K]
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  • 地质封存CO_2泄漏对蚯蚓的毒性效应

    赵晨阳;马俊杰;薛璐;田园;刘丹;

    二氧化碳捕集与封存技术(CO_2 capture and storage, CCS)是当前国际上公认的CO_2减排的有效措施,但封存在地下的CO_2仍然因为各种不稳定因素存在泄漏风险,对土壤环境及土壤生态系统产生威胁。选择赤子爱胜蚓为研究对象,通过模拟高浓度CO_2对蚯蚓形态与生理变化的影响,探究CCS泄漏所产生的土壤高浓度CO_2对蚯蚓的毒性效应。研究表明,土壤高浓度CO_2使蚯蚓出现生殖环带肿大、尾部串珠以及断尾等外部形态变化,皮肤和刚毛受到损伤并且表皮发生褶皱等现象;随着CO_2浓度的增加以及暴露时间的延长,蚯蚓的死亡率不断增加,土壤高浓度CO_2对蚯蚓的7 d和14 d半致死浓度分别为26.39%和17.78%;蚯蚓体腔细胞溶酶体中性红保留时间(NRRT)减少。因此,蚯蚓有望作为监测CO_2泄漏的指示生物,NRRT可作为识别CO_2泄漏的敏感指标。

    2020年02期 v.15 210-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
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  • 长江流域重庆段水体和沉积物中农药分布特征及风险评价

    佘伟铎;石运刚;李洁;卓丽;胡凤琦;李文英;刘强;宋刚;

    以长江干流重庆段、乌江和嘉陵江支流段作为研究对象,系统分析该研究区域水体和沉积物中农药的种类分布及污染状况;并对水体和沉积物中农药污染开展生态风险评估。结果表明,水体中共检出13种农药,总浓度范围为18.02~167.18 ng·L~(-1),主要污染物为敌敌畏、多菌灵和阿特拉津;沉积物中共检出12种农药,总浓度范围为7.08~38.35 ng·g~(-1),主要污染物为敌敌畏和多菌灵;与国内其他地区的水体和沉积物中农药污染浓度相比,处于中等偏低的水平。水体中农药风险评估结果表明,敌敌畏和毒死蜱在大部分检测位点0.1≤RQ<1;在S7和S18监测位点中,敌敌畏、避蚊胺、阿特拉津和毒死蜱均0.1<RQ<1,表明其生态风险处于中等水平。

    2020年02期 v.15 220-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1345K]
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  • 武汉典型下垫面降雨径流PAHs污染特征研究

    钟振兴;张春杰;丁兴辉;王浩升;杨志;陆谢娟;章北平;

    以武汉城区7类典型下垫面降雨径流中16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)为主要研究对象,对径流中常规污染物、PAHs浓度、种类差异与来源等进行研究。结果表明,武汉市7类下垫面降雨径流中,在常规污染物方面,沥青路面和水泥路面的污染程度最高,瓦屋面污染程度最低;而在PAHs方面,沥青路面径流∑16PAHs初始浓度最高,2类油毡屋面(工业园和教工宿舍)次之,其他4类下垫面较低。油毡屋面径流PAHs主要由蒽(ANT)和菲(PHE)组成,而沥青路面、水泥路面等其他5类下垫面径流中主要含有PHE、芘(PYR)和荧蒽(FLA)等。油毡屋面(工业园和教工宿舍)、水泥屋面和瓦屋面等4类屋面径流中主要污染物是2~3环PAHs,而沥青路面和水泥路面径流中则以4~6环PAHs为主。

    2020年02期 v.15 231-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
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  • 滴水湖水系表层水体、沉积物和生物体内多环芳烃的污染特征及风险评价

    韩任琳云;饶若宸;董奕岑;刘宇超;王茜;李娟英;尹杰;

    利用固相微萃取、微波萃取与液相色谱联用方法,对滴水湖水系环境中的水样、沉积物和生物样品中16种美国环境保护局优控的多环芳烃(PAHs)进行检测。结果表明,滴水湖水系水体中16种PAHs总量(∑PAHs)为19~446 ng·L~(-1),沉积物中为90~1 410 ng·g~(-1)dw(干重),生物体内为73~426 ng·g~(-1)dw;水中PAHs以2~3环为主,沉积物和水生生物体内均以3~4环为主;与国内外其他水系相比,表层水体中PAHs的污染水平较低,沉积物整体处于低到中度污染水平,生物体处于中等污染水平;滴水湖水体中的贝类食用风险很低,食用过量鲻鱼可能存在潜在致癌风险。污染源分析表明,滴水湖水体环境中PAHs的来源复杂,且随着滴水湖旅游资源及自贸区的开发,游客和交通流量日益增加,游船石油泄漏以及交通石油和汽油的燃烧逐渐成为滴水湖水体环境中有机污染物的主要来源。

    2020年02期 v.15 240-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K]
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  • 4种蔬菜对土壤Mn转运累积特征及食用安全性研究

    陈小华;白玉杰;钱晓雍;沈根祥;郭春霞;胡双庆;顾海蓉;王振旗;付侃;赵庆杰;

    为探究土壤中锰(Mn)污染对蔬菜食用安全性的影响,以上海市常见的4种蔬菜(青椒,CA;黄瓜,CS;豇豆,VU;菠菜,SO)为试验材料,采用温室盆栽土培试验方法研究了不同土壤Mn含量梯度下的蔬菜生物量变化以及各部位Mn转运累积特征,并基于各蔬菜食用安全分析了土壤中Mn的安全阈值。研究结果表明,Mn对4种蔬菜的生长均表现出低含量促进、高含量抑制现象,SO和VU对Mn的耐受度强于CA和CS。Mn主要富集在SO的茎叶,以及CA、CS和VU的茎叶和根部,可食部分中Mn含量大小排序为SO>VU>CS>CA。SO可食部分Mn含量与土壤Mn含量呈显著对数相关(P<0.01),其他3种蔬菜的可食部分Mn含量与土壤Mn含量均呈显著指数相关(P<0.01)。依据新鲜蔬菜中Mn食用安全限量值,推导出各蔬菜对应的土壤Mn安全阈值预测区间为:SO 992.5~1 097.3 mg·kg~(-1),VU 2 607.5~2 910.0 mg·kg~(-1),CS 3 147.5~3 494.6 mg·kg~(-1),CA3 618.0~3 921.5 mg·kg~(-1)。Mn污染土壤的安全利用应优先选择种植CA、CS和VU等低累积品种。

    2020年02期 v.15 252-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K]
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  • 华东某铀矿区周边河流表层沉积物的天然放射性评价

    郑立莉;周仲魁;饶苗苗;孙占学;郑仁杰;肖泽稷;

    利用高纯锗γ能谱分析仪测量中国华东某铀矿区附近河流沉积物的放射性核素比活度,计算γ辐射吸收剂量率(D)、有效镭浓度(Ra_(eq))、外照射指数(H_(ex))、内照射指数(H_(in))、年有效剂量当量(AEDE(室内和室外))和年性腺剂量当量(AGDE)等放射性参数,并开展沉积物的放射性危害评估,最后通过Pearson线性系数确定放射性核素比活度之间的相关性。结果表明,河流沉积物中放射性核素~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th和40K的平均比活度分别为51.55、37.32、57.63和756.86 Bq·kg~(-1),除~(226)Ra外,其他放射性核素的比活度均高于中国平均值;距离污染区较远或存在河流稀释作用的区域,沉积物的天然放射性核素处于正常水平,作为建筑材料使用时比活度不存在超标;放射性核素~(238)U、~(226)Ra和~(232)Th之间存在显著相关性。

    2020年02期 v.15 260-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K]
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  • 华东地区鳜肌肉重金属含量现状与风险分析

    吴红岩;赵金良;唐首杰;郝月月;程亚美;

    为了解我国华东地区鳜肌肉重金属含量现状,采集华东地区(江西南昌,安徽池州、滁州,江苏南京、扬州,浙江建德等)10个采样点野生鳜和池塘主养、池塘套养鳜样本共60份,采用原子荧光光谱分析法(AFS)、石墨炉原子吸收法(GFAAS)测定鳜背部肌肉中铬(Cr)、镉(Cd)、无机砷(As)、汞(Hg)和铅(Pb)等5种重金属的含量,评估其食用安全性与健康风险。结果表明,肌肉中Cd、Cr、Pb、As和Hg的总检出率为98.67%,总超标率为11.67%;其中,Pb、Cd和As超标样,分别占总样本量的28.33%、15%和15%,超标浓度为(0.612±0.111)、(0.181±0.031)和(0.474±0.035) mg·kg~(-1),71.43%的超标样分布于野生鳜群体;Cr、Hg的检出含量均低于我国鱼类水产品重金属的最高限量标准(GB 2762—2017)。3种养殖方式的鳜肌肉中重金属含量分布具有相似的规律(Pb>As>Cr=Cd>Hg),野生鳜肌肉中重金属含量高于人工养殖鳜,池塘主养鳜与池塘套养鳜之间无明显差异。食用安全性评价结果显示,目前,华东地区鳜达到国家标准的限量要求,仅Pb、As含量稍高,分别占周可耐受摄入量(PTWI)的14.42%和21.54%。健康风险评价结果显示,所有鳜样均未超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受水平(5×10~(-5)a~(-1))。野生鳜食用安全性低于人工养殖鳜,健康风险高于人工养殖鳜。上述研究结果为鳜水产品安全性评价与健康养殖提供了基础数据。

    2020年02期 v.15 268-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K]
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