生态毒理学报


综述

  • 同步辐射技术在环境纳米金属组学研究中的应用

    史雪倩;李红;白旭;张晨曦;李玉锋;赵甲亭;高愈希;

    随着我国工业的发展,在工业产值不断提升的同时,向环境中释放出的各类污染物也逐渐增加,其中包括多种金属纳米颗粒物。这些金属纳米颗粒物进入大气、水源及土壤中,累积到一定程度引起环境安全问题;进一步可被动植物所吸收,经过食物链富集和传递,造成直接或间接人体暴露,危害人体健康。环境纳米金属组学,研究的范畴主要涉及自然或人为因素产生的金属纳米颗粒在环境介质和生物有机体中的生物/化学行为、转化归趋,并且据此评价金属纳米颗粒物的环境安全性及其生物健康效应。随着对金属纳米颗粒环境效应研究的不断深入,对传统的研究方法提出了更多的挑战。同步辐射具有高亮度、高准直和宽频谱等特性,在金属元素分析方面具有无可比拟的优势。本文主要介绍了同步辐射技术,如同步辐射X射线荧光分析技术(SR-XRF)和同步辐射X射线吸收光谱技术(SR-XAS)等,在金属纳米颗粒物的环境行为及其生物健康效应研究中的应用;结合本实验室及国内外的一些研究工作,阐述了同步辐射技术应用于环境纳米金属组学研究领域所取得的一些新进展,以期为拓展同步辐射技术在环境金属纳米颗粒物分析的应用研究提供参考价值。

    2019年02期 v.14 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 991K]
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  • 碳纳米管生殖毒性及其毒作用机制研究进展

    甘俊英;苏雪荣;薛玉英;李强;唐萌;

    随着碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)在各个领域应用的增加,人们接触到CNTs的几率也随之增加,越来越多的人开始关注CNTs对于人体是否具有毒性及其毒性的大小,近些年的体内和体外研究显示,CNTs可对生物体(如小鼠、斑马鱼、赤子爱胜蚓等)生殖系统产生毒性并遗传给后代,影响后代生长发育。本综述主要从CNTs种类、官能化和CNTs悬浮液中团聚体尺寸及所含杂质3个方面探讨CNTs的生殖毒性及毒作用机制,以及影响其毒性及毒作用机制的因素,从而为CNTs更加安全有效的应用提供依据。

    2019年02期 v.14 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 1985年以来我国重大水体突发污染事件及在线生物监测的必要性分析

    任宗明;彭晓静;樊玉琪;贾瑞宝;

    通过查阅和检索公开报道的期刊、报纸和网络,统计分析我国1985以来水体突发污染事件。1985—2015年间,我国水体突发污染事件年均发生数量总体变化呈现先动态增长后逐渐下降的趋势,其中2006年为水体突发性污染事件发生频次的转折点。导致水体突发性污染的主要原因包括企业违规排放、企业事故性泄漏、交通事故、自然因素和人为投毒等,污染方式多样。水体突发性污染的污染物种类包括化学品、污水(工业废水和生活污水)、油类、农药、重金属、生物污染物和其他不明污染物。鉴于水体突发性污染事件污染方式的多样性和污染物的复杂性,采用在线生物监测技术可实现对水体突发性污染事件在线监测与分析预警,已成为当前监测和评价水体突发污染事件有效手段。

    2019年02期 v.14 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 157K]
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  • 水体突发污染事件的在线生物监测技术研究进展

    任宗明;赵瑞彬;樊玉琪;杨美怡;贾瑞宝;彭晓静;

    水体突发性污染事件的污染方式具有多样性,污染物种类具有复杂性。水体突发污染事件的特征决定在线生物监测的难度。结合受试生物种类和生物生理生态指标的不同,综合分析了已经报道的水体污染在线生物监测技术。根据统计分析结果,已经报道的水体突发性污染在线生物监测技术主要分为:基于生物行为变化的在线生物监测技术、基于生物生理变化的在线生物监测技术和基于综合生物指标的在线生物监测技术3类。在不同生物种类和生理生态指标分析基础上,对不同在线生物监测技术的基本原理和优缺点进行分析,也对不同在线生物监测技术存在的缺点提出解决的主要方案,为水体突发污染事件监测分析提供支持,以满足水体突发污染事件的在线监测和应急管理需求。

    2019年02期 v.14 29-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K]
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  • 水体突发污染事件在线生物监测技术的发展和应用分析

    赵瑞彬;彭晓静;贾瑞宝;任宗明;

    自1800s以来,经过2个世纪的发展,针对水体突发污染事件的在线生物监测技术越来越完善,其所采用的分析指标主要包括生物行为变化(1900s至目前)、生物新陈代谢变化(1800s至目前)和生物电变化(1980s至目前)等3种,其中,应用最广泛、发展最完善的为基于生物行为指标的在线生物监测技术。进入21世纪以来,在线生物监测技术得到快速发展和普遍应用。中国、美国、德国、韩国和瑞典等国家已经大规模应用基于不同生物指标的在线生物监测技术,以实现对水体突发污染事件的有效监管。随着计算和分析技术的进一步发展,在线生物监测技术也会越来越完善,在维持社会稳定、保证经济可持续发展以及保障人民饮水安全方面将会发挥越来越重要的作用。

    2019年02期 v.14 42-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K]
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  • 大气颗粒物中微生物分析方法及分布特征的研究进展

    钱亚利;王森;丁柳屹;袁琪;

    大气颗粒物(particulate matter, PM)可能携带病原微生物,会对人体健康产生影响,因此,对大气颗粒物中微生物的采集和分析已成为当今的研究热点。本文对大气颗粒物中微生物的采集方法和分析方法(培养法、菌群多样性组成谱测序和宏基因组学技术)的研究进展进行简要概括,着重介绍不同条件下(区域、时间、粒径、天气条件和气象因素)大气颗粒物中微生物的分布状况差异,并对引起相关差异的原因进行了探讨,旨在为深入认识大气颗粒物中微生物的分布特征提供参考。

    2019年02期 v.14 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K]
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  • 六价铬化合物的肝脏毒性及其作用机制研究进展

    王而今;曾明;

    六价铬化合物普遍存在于环境中,并被广泛应用于多种工业生产中,由此引发的铬污染及健康问题已经引起了人们的重视。作为体内代谢及解毒的重要场所,肝脏是Cr(Ⅵ)毒性作用的靶器官之一。本文对Cr(Ⅵ)化合物在环境中的污染来源与污染状况、机体内吸收、分布与代谢及对肝脏的毒性损害及其作用机制的研究现状加以综述。

    2019年02期 v.14 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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  • PM2.5暴露致机体损伤及其机制研究进展

    严小甜;丁志山;

    近年来,大气污染日益严重,细颗粒物(PM2.5)作为大气颗粒物的主要成分之一,对人们的日常生活造成了极大的影响,对人类的身体健康更是造成了严重的危害。如今,PM2.5成为了国内外学者的研究热点,深入研究PM2.5对机体的损伤作用及其机制,可为有效预防与治疗人类相关疾病提供理论依据。本文从人群流行病学调查、细胞实验和动物实验三方面回顾PM2.5对呼吸系统、心血管系统、免疫系统和中枢神经系统等机体各系统的损伤作用,其次从氧化应激、炎症反应、免疫紊乱、DNA损伤和遗传毒性、信号通路改变五方面总结归纳PM2.5对机体的损伤机制,并对当前研究中遗留的不足以及未来的研究方向进行了探讨。

    2019年02期 v.14 71-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1058K]
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  • 钴在土壤和植物系统中的迁移转化行为及其毒性

    罗泽娇;夏梦帆;黄唯怡;

    钴是人与动植物必需的微量元素,但土壤环境中过量的钴可通过土壤-粮食/蔬菜-人与动物等途径进入人体或动植物体内,对其产生危害,因此有必要了解土壤中钴的含量,应该将钴纳入必须检测与掌控的指标。然而,我国目前对于土壤中钴的含量却没有一个明确的评价体系,致使无法有效地对土壤中钴的含量进行评价和管控,从而给土壤以及人和动植物的健康都带来一定的风险。本文通过整理近20多年的国内外文献资料,综述了钴的特点、应用、形态、含量、毒性、评估方法,指出了现行对土壤中钴污染风险评估体系中存在的问题,并提出了今后的研究方向。

    2019年02期 v.14 81-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 219K]
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  • 金属和非金属纳米材料对四膜虫生物毒性研究

    韩泽洲;苏锐;史楠;韩明翰;

    纳米材料是"21世纪最有前途的材料",以其优良的性能广泛应用于许多领域,随之以多种形式释放到环境中。目前,关于纳米材料的安全性还没有明确的论断。本文介绍了四膜虫在纳米材料生物效应研究中的优势,重点论述了金属纳米材料、非金属纳米材料对四膜虫的生物效应以及毒性机制的研究状况,并对今后纳米材料生物毒性效应研究提供了建设性的方法及意见。

    2019年02期 v.14 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 254K]
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专论

  • PFOS对星形胶质细胞表观遗传调控作用初探

    王若楠;牛小影;王睿珺;秦畅;李亚晨;刘晓晖;邵静;

    脑源性神经营养因子(BDNF)甲基化在全氟辛烷磺酸(PFOS)神经毒性中的作用已证实,但表观遗传修饰中其他调控因子在PFOS对星形胶质细胞毒性中的影响仍有待探索。本文以大鼠原代星形胶质细胞为体外生物体系,建立24 h PFOS(0、25、50和100μmol·L~(-1))暴露模型,通过观察PFOS暴露对星形胶质细胞表观遗传调控主要分子DNA甲基化酶(DNMTs)、组蛋白去乙酰化酶(HDACs)和小泛素化修饰物(SUMOs)的影响,初步明确表观遗传调控机制参与PFOS神经毒性作用。采用Hoechst 33258检测细胞凋亡,利用ELISA试剂盒检测HDACs含量,以实时荧光定量PCR考察DNMTs、HDACs和SUMOs基因表达。结果显示,星形胶质细胞暴露于一定浓度PFOS(≥25μmol·L~(-1))时产生凋亡现象(P<0.05),HDACs含量升高(P>0.05),且DNMT1、HDAC1/2/4与SUMO-1的基因表达显著升高(P<0.05);而当PFOS浓度高于50μmol·L~(-1)时,可显著诱导DNMT3A、SUMO-2的基因表达(P<0.05); DNMT3B在PFOS≥25μmol·L~(-1)时,其基因表达具有升高趋势,但不具统计学显著性(P>0.05)。结果表明,PFOS可以影响星形胶质细胞的表观遗传修饰;表观遗传修饰可能是PFOS神经毒性作用机制之一。

    2019年02期 v.14 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K]
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  • 碲化镉量子点暴露对小鼠凝血相关因子的影响

    胡月;熊亚敏;孔玲;黄沛力;

    研究碲化镉量子点(cadmium telluride quantum dots, Cd Te QDs)对小鼠凝血相关因子的影响,进一步探讨QDs的心血管毒性机制。将48只雄性ICR小鼠随机分成6组,每组8只。分别使用不同剂量(0.15μmol·kg~(-1)、1.5μmol·kg~(-1)和15μmol·kg~(-1))的Cd Te QDs和生理盐水一次性经尾静脉注射染毒小鼠1 d,15μmol·kg~(-1)剂量的Cd Te QDs染毒3 d和7 d,检测小鼠血浆中凝血相关因子的含量变化。结果显示,与对照组相比,随着染毒剂量增加小鼠组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)和纤维蛋白原(FIB)含量逐渐增高,组织因子途径抑制物(TFPI)含量逐渐降低,具有明显的剂量-效应关系。除15μmol·kg~(-1)剂量组外,组织因子(TF)、凝血因子XII(FXII)和纤溶酶原(Plg)含量具有升高的趋势,抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)含量则无明显变化;随着染毒时间增加,TF、FXII、FIB、Plg和t-PA含量有明显的先升高后降低的变化趋势,TFPI含量在1 d达到最低,之后逐渐升高,AT-Ⅲ含量则在7 d达到最低。Cd Te QDs急性染毒可引起小鼠血浆中TF、FXII、FIB、TFPI、Plg和t-PA的含量明显改变,并且具有不同的变化趋势。提示Cd Te QDs可能会激活凝血系统和纤溶系统,抑制抗凝系统,从而引起凝血功能紊乱。

    2019年02期 v.14 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K]
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  • 基于被动采样技术的水体中有机锡污染筛查取证研究

    蔡琪;陈春曌;黄清辉;陈玲;

    将三油酸甘油酯-醋酸纤维素复合膜(TECAM)用作被动采样器,开展水体中一甲基锡(MMT)、二甲基锡(DMT)、一丁基锡(MBT)、二丁基锡(DBT)、三丁基锡(TBT)、二苯基锡(DPhT)和三苯基锡(TPhT)等7种有机锡氯化物的富集实验,膜样品经甲醇/醋酸溶液提取、乙基化衍生和正己烷萃取等前处理后,用气相色谱-质谱法(GC-MS)进行定性和定量检测,得到水体中痕量有机锡污染的相关指纹信息。结果表明,7种目标化合物均可在TECAM膜上富集,48 h后均可达到平衡状态;有机锡富集能力差异较大,其TECAM膜/水分配系数(log KTECAM)与其辛醇-水分配系数(log Kow)呈现显著正相关性(r=0.97, n=7)。甲基锡富集能力较低,但可定性筛查;而苯基锡和丁基锡等5种目标化合物在TECAM膜上的被动采样速率在0.06~0.16 L·g~(-1)·d~(-1)范围变化,经反演所得其在水体中的时间加权平均浓度与传统的主动采样法所得浓度没有显著差异(P>0.05)。因此,基于TECAM被动采样技术可以实现水体中极性范围较广的痕量有机锡污染筛查取证。

    2019年02期 v.14 113-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1146K]
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  • 环境浓度下的混合抗生素对普通小球藻的联合毒性

    王桂祥;张琼;匡少平;李甲亮;

    近年来,抗生素已成为一类备受关注的新型环境污染物。为了探究这类化合物对各类生物的毒性效应,本实验以红霉素(ERY)、恩诺沙星(ENR)、磺胺甲恶唑(SMX)这3种常见的抗生素作为代表,研究其单独作用和两两联合作用对普通小球藻的生长、蛋白合成及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:ERY、ENR和SMX对小球藻的96 h-EC50分别为85.7、124.5和1 672.7μg·L~(-1),且3种抗生素两两联合时对小球藻的毒性作用类型均为协同作用。此外,当暴露于环境浓度的抗生素时,无论是单独加药还是联合加药,除ERY处理组的小球藻的蛋白合成被轻微抑制外,其他各处理组的蛋白含量与对照组相比,均展现出低剂量刺激效应。对于MDA产量,ENR处理组的MDA含量与对照组无显著差异,其他各处理组均高于对照组;故环境浓度下的ENR并没有对小球藻造成明显的氧化损伤,而其他2种抗生素则对小球藻造成了氧化损伤。该研究为低浓度混合抗生素在淡水环境中联合暴露的生态风险评估提供了科学依据。

    2019年02期 v.14 122-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 基于高通量分析的长江干流重庆段重点关注污染物筛选

    石运刚;蔡凤珊;陈静华;卓丽;严骁;庄僖;郑晶;刘嘉烈;贾燕;

    应用高通量分析方法对长江干流重庆段11个断面水体中的潜在污染物进行了分析,共筛查到230种污染物。结合重庆市化学品生产使用统计结果,应用综合评分法对潜在污染物进行了评分和排序,筛选出33种流域重点关注污染物,包括农药、工业用品(邻苯二甲酸酯类、酚类雌激素、有机溶剂)及个人护理品(抗氧化剂、合成麝香、紫外吸收剂)等。结果表明,基于高通量分析方法和综合评分法可成功识别和筛选流域内重点关注污染物,为流域管理提供科学依据。

    2019年02期 v.14 129-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K]
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  • 南京地区污水厂、自来水厂及长江水域MCR-1和NDM-1携带菌耐药特征

    王若楠;马奔;王新宇;张媛;曹振华;袁青彬;

    为了研究以多粘菌素耐药基因(MCR-1)和新德里金属β-内酰胺酶-1基因(NDM-1)携带菌为代表的"超级细菌"在地表水中的环境行为,以长江南京段典型水域及邻近城市污水厂和自来水厂为研究对象,考察了MCR-1和NDM-1携带菌的耐药特性及其变化特征。结果发现,污水厂进水和生物处理单元2种细菌耐药能力均处于较高水平,随处理流程呈降低趋势,至消毒出水中不再被检出。长江中MCR-1携带菌耐粘菌素的半抑制浓度(EC50)较高,平均达37.89 mg·L-1,顺水流方向无显著降低。仅在下游朱家山河汇入口和长江大桥附近滨江公园检出较高耐药水平的NDM-1携带菌。2种细菌耐药水平受水体污染程度和人类活动影响较明显。自来水厂MCR-1携带菌数目较少,但其EC50平均可达32.75 mg·L~(-1),常规处理单元中未检出NDM-1携带菌。水处理工艺显著降低了细菌耐药水平,但排泥水中2种细菌均检出,且耐药水平相比进水显著提高。本研究可为评价水介质中超级抗性基因及其携带菌的环境风险提供参考。

    2019年02期 v.14 140-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 4014K]
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  • 牛粪发酵过程中抗生素耐药基因及相关菌群组成变化规律

    邓雯文;杨盛智;何雪萍;晋蕾;龙梅;陈姝娟;邹立扣;

    随着规模化奶牛养殖迅速发展,牛粪带来的环境污染问题日益严重。实验探究牛粪及其堆肥过程中养分变化、抗生素耐药基因消减情况以及细菌群落演替规律,探讨细菌菌群与养分、抗生素耐药基因之间的相关性。采集牛粪及其堆肥过程样品,测定样品中养分、检测抗生素耐药基因相对丰度,采用16S r RNA高通量测序技术研究牛粪堆肥过程细菌群落变化。结果表明,从新鲜牛粪(组FM)到发酵牛粪(组C),样品中有机质含量下降,全氮和全磷含量有不同程度增加,全钾(TK)显著升高(P<0.05)。堆肥发酵后,抗生素耐药基因erm B、tet M、bla CTX-M和aac(6')-Ib-cr的相对丰度呈现不同程度的下降,而基因sul1相对丰度增加。高通量测序结果表明,在门水平,各组均以Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes这3个菌门为主,在属水平,各组具有不同的优势物种,其中发现Bacteroides、Paeniclostridium和Pseudomonas等7个潜在病原菌属的相对丰度在堆肥后有效降低。通过相关性分析发现,潜在病原菌属与基因tet M和sul1呈显著正相关(P<0.05),此外,大部分优势菌属与养分TK有显著相关性(P<0.05)。研究结果表明,牛粪经堆肥发酵后,病原菌相对丰度有效降低,抗生素耐药基因相对丰度的下降与细菌菌群结构变化存在相关关系。

    2019年02期 v.14 153-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 987K]
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  • 南方典型水源地及水产养殖区抗生素的复合污染特征及生态风险

    卓丽;王美欢;石运刚;王钰钰;庄僖;许榕发;任明忠;

    抗生素作为生长促进剂和疾病预防控制药物在水产养殖领域得到广泛应用,目前在许多环境水体中检测到不同类型的抗生素。环境中抗生素的残留问题也是目前环境研究的热点问题之一。本研究选择南方某市8个水源地和5个典型水产养殖区作为研究对象,采用固相萃取、高效液相色谱串联三重四级杆质谱联用仪方法,调查了32种常用抗生素在水体中的含量水平和空间分布特征,揭示了抗生素的来源,并对其生态风险进行了评价。水源地共检出12种抗生素,浓度范围为0.12~44.6 ng·L~(-1),以磺胺甲噁唑含量最高;水产养殖区检出14种抗生素,浓度范围为0.95~716 ng·L~(-1),以氯四环素检出浓度最高。整体上水产养殖区抗生素的浓度高于水源地。抗生素浓度与环境因子的冗余分析表明,水产养殖和生活污水排放是水体中抗生素的主要来源。对检出的13种抗生素进行生态风险评价,单一抗生素而言,环丙沙星、氧氟沙星、磺胺嘧啶、氯四环素和脱水红霉素的风险商值大于0.01而小于0.1,表现为低风险。总抗生素风险商值加和在大部分水源地大于0.01而小于0.1,表现为低风险;总抗生素风险商值加和在2个水产养殖区大于0.1,表现为中等风险,水产养殖区抗生素的长期生态风险应该引起关注。

    2019年02期 v.14 164-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 998K]
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  • 孕激素左炔诺孕酮长期低剂量暴露对雄性斑马鱼的生殖毒性

    华江环;韩建;郭勇勇;周炳升;

    孕激素是广泛使用的高生物活性药物,其残留广泛存在于水环境中,对水生生物造成潜在威胁。本论文研究孕激素左炔诺孕酮(LNG)长期暴露对雄性斑马鱼的生殖毒性。将斑马鱼胚胎暴露于环境相关浓度的LNG(10, 33, 100 ng·L~(-1))至性成熟(受精后142 d),得到100%的雄性斑马鱼。将得到的雄鱼与未暴露的雌鱼配对,结果发现100 ng·L~(-1) LNG处理组雄鱼使得未暴露雌鱼产卵的数量较对照组雄鱼使得未暴露雌鱼产卵的数量显著减少。33和100 ng·L~(-1)处理组雄鱼与未暴露雌鱼配对所得子代在受精后7 d内的存活率较对照组雄鱼与未暴露雌鱼配对所得子代的存活率显著降低。33 ng·L~(-1) LNG显著升高总活力、活跃精子活力、平均路径速度、直线运动速度、曲线运动速度等精子活力参数,但其他浓度的LNG并不影响精子的活力。LNG在33和100 ng·L~(-1)的浓度下显著降低雄鱼血浆中11-酮基睾酮(11-KT)的含量,且在3个浓度下均显著降低雄鱼血浆中雌二醇(E2)的含量,但对睾酮(T)无明显影响。此外,LNG暴露可干扰雄鱼大脑和精巢中孕激素受体(npr, mprα, mprβ)、雌激素受体(erα, erβ)以及雄激素受体(ar)的转录,可能通过这些受体途径参与生殖调控。研究结果表明环境相关浓度的左炔诺孕酮长期暴露可导致雄性斑马鱼的生殖内分泌干扰效应,并提示:仅雄鱼单独受孕激素暴露影响,也可能对鱼类种群的生殖产生深远影响。

    2019年02期 v.14 176-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K]
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  • 环境浓度下壬基酚对秀丽隐杆线虫时间依赖性的毒性兴奋效应

    曹雪;李辉;修光利;

    为研究暴露时间对壬基酚生态毒理学效应的影响,选取秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为受试生物,采用急性(24 h和72 h)、慢性(10 d) 3个不同时间点,进行壬基酚环境浓度下(0、0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2 mg·L~(-1))的暴露实验,以秀丽隐杆线虫的生理指标(体长、运动行为)、生化指标(氧化应激、细胞凋亡、脂褐素)为终点进行评估。结果表明:急性暴露24 h后,活性氧自由基(ROS)在0.01 mg·L~(-1)时即出现了明显的下降,其他生理生化指标无统计学意义上的明显变化。72 h暴露条件下,体长随壬基酚浓度的增加呈现倒U型趋势,在0.0001 mg·L-1时表现出最大刺激效应,比对照组高出26.4%(P<0.01);头部摆动频率和身体弯曲频率在2个较高浓度(0.1和0.2 mg·L~(-1))时表现出明显的刺激效应;细胞凋亡水平在0.0001 mg·L~(-1)时显著性下降,呈现负剂量-效应关系(P<0.05),在0.2 mg·L~(-1)时表现出最大刺激效应,比对照组降低了45.5%; ROS及脂褐素在壬基酚暴露浓度范围内呈正相关性增加。慢性暴露条件下,脂褐素在0.001 mg·L~(-1)时表现出最大效应,和对照组相比下降了65.4%,并且随着壬基酚浓度的增加呈现U型趋势;其他生理生化指标随着壬基酚浓度的增加表现出明显的负面效应。研究揭示了环境浓度水平的壬基酚对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应是时间依赖性的,急性暴露以引起刺激作用为主,表现为毒性兴奋效应,而长期暴露后壬基酚对生理生化指标的负面效应更为明显。上述结果为进行壬基酚的毒性评价及更好地理解其毒性作用机理提供基础数据。

    2019年02期 v.14 187-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 772K]
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  • 基于风险的Football组合法在筛选农用地优先控制酞酸酯类污染物的应用

    任幸;于洋;郑玉婷;李仓敏;朱晓晶;林军;纪明山;

    为探索建立农用地优先管控酞酸酯类有毒有害化学物质的筛选方法,基于Football组合法开展了相关研究。结果表明,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)等5种酞酸酯类内源污染物潜在风险较高,将筛选结果与国内外管控化学物质名单进行比较分析,表明Football组合法可用于筛选农用地优先控制酞酸酯类有毒有害物质。

    2019年02期 v.14 195-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 不同分子量的腐殖酸存在下2种无机砷的生物毒性效应研究

    梁丁元;任金乾;范文宏;

    水环境中天然有机质会与砷形成络合物,进而影响砷的迁移、转化和生物毒性。研究利用超滤方法将腐殖酸(humic acid, HA)分为5个不同分子量的组分,以大型溞为受试生物,探究了不同分子量HA存在下砷对大型溞的毒性效应。结果表明,不同分子量的HA均缓解了As(Ⅲ)和As(Ⅴ)对大型溞的氧化应激损伤和细胞膜损伤,并降低了砷对MT的诱导量。其中1~30 k Da的HA对砷的缓解效果最好,<1 k Da的HA毒性缓解效果最差,可能的原因是HA与砷的络合增加溶液中络合态砷的含量,而络合态砷难以进入细胞并被生物利用。不同分子量的HA对砷毒性的缓解差异与其跟砷的络合比例不同有关。

    2019年02期 v.14 206-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K]
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  • 有机化学品生物富集因子定量结构-活性关系模型

    郑玉婷;乔显亮;于洋;林军;丁琼;

    依据经济合作与发展组织(OECD)关于定量结构-活性关系(QSAR)模型构建和使用导则,将780个有机化合物,以4:1的比例随机划分为训练集(624个化合物)和验证集(156个化合物),通过多元线性回归(MLR)方法构建了一个包含12个描述符的有机化合物鱼类生物富集因子(BCF)的QSAR模型。QSAR模型的调整决定系数R2ad j=0.809,去一法交叉验证系数Q2LOO=0.803,外部验证系数Q2EXT=0.732,表明模型具有较好的拟合优度、稳健性和预测能力。采用欧几里德距离方法表征模型应用域,通过威廉姆斯图分析模型离群点,并对模型进行机理解释。所构建的模型,可以用于预测应用域内有机化学品的生物富集因子。

    2019年02期 v.14 214-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 592K]
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  • 诱导型Hsp70在外源性甲醛对小鼠肝肾氧化损伤中的保护作用

    安洁然;江清英;李福宏;赵云;丁书茂;

    为探讨外源性甲醛是否会对小鼠肝脏和肾脏的热休克蛋白70(heat shock protein 70, Hsp70)产生影响,选雄性Balb/c小鼠为研究对象,采用动态吸入方式染毒2周,每周5 d,每天8 h,随机分为空白对照组、3 mg·m-3甲醛染毒组。染毒结束后,计算肝脏和肾脏的脏体比,检测各器官中活性氧(reactive oxygen species, ROS)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)的含量,同时用实时荧光定量PCR(real-time PCR, RT-PCR)法检测Hsp70的基因表达,并通过H&E染色观察形态学变化。结果表明:与对照组相比,2种器官的脏体比均显著下降(P<0.05或P<0.01); ROS、MDA含量上升、GSH含量下降,出现显著性差异(P<0.05或P<0.01); Hsp70基因表达水平下降且差异显著(P<0.05或P<0.01); H&E切片显示,甲醛暴露使肝脏的中央静脉窦的破损程度增加、细胞核变大,肾脏中肾小中肾小球基底膜变窄、体积缩小甚至分解。上述结果表明,甲醛暴露会对小鼠的的肝脏和肾脏造成不同程度的氧化损伤,小鼠可通过上调Hsp70的基因表达以增强机体的抗氧化能力。

    2019年02期 v.14 222-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 2861K]
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  • 蟛蜞菊水提液对水华蓝藻——卵孢金孢藻的化感作用研究

    杜彩丽;张玮;张军毅;尚光霞;杨丽;王梦梦;王丽卿;

    为探究陆生植物对水华蓝藻的化感作用,本文采用不同浓度的蟛蜞菊(Wedelia chinensis)水提液对卵孢金孢藻(Chrysosporum ovalisporum)进行了为期6 d的室内培养试验,结果发现:蟛蜞菊水提液对卵孢金孢藻的化感作用总体上呈"低促高抑";当蟛蜞菊水提液浓度大于6 g·L~(-1)时,将显著降低卵孢金孢藻光合作用有效量子效率(YⅡ)、最大量子产量(Fv/Fm)、叶绿素a(Chla)含量和藻细胞生物量(P<0.01);当浓度大于8 g·L~(-1)时,单位藻细胞内的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性显著高于对照组(P<0.05),表明蓝藻细胞受到较强的胁迫作用;透射电镜观察结果表明:高浓度蟛蜞菊水提液会破坏细胞膜,导致藻细胞内的类囊体、羧基体、气囊等超微结构受损,并最终导致藻细胞溶解、藻丝断裂和死亡。此外,本文利用Logisitic模型研究了蟛蜞菊水提液对卵孢金孢藻的半效应浓度(EC50),其24 h、48 h、72 h和144 h的EC50分别为:3.78 g·L~(-1)、4.47 g·L~(-1)、4.72 g·L~(-1)和6.55 g·L~(-1)。本研究为中国湖泊蓝藻水华的防治增添了基础数据和新的技术思路。

    2019年02期 v.14 231-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K]
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  • 纳米银与银离子对土壤微生物及酶活性的影响

    舒昆慧;张丽;伍玲丽;司友斌;

    为研究纳米银和银离子对土壤微生物的影响,采用土壤培养方式,对不同剂量纳米银(10、50、100 mg·kg~(-1))和银离子(1、5、10 mg·kg~(-1))暴露下黄褐土、砖红壤中可培养微生物数量及土壤酶活性(脲酶、荧光素二乙酸酯水解酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)进行研究,并采用纯培养方法对纳米银和银离子暴露下的大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)凋亡情况进行检测,对纳米银释放的银离子毒性进行评估。结果表明,随着纳米银剂量的增加,土壤可培养微生物数量显著减少,脲酶和过氧化氢酶活性降低,蔗糖酶、荧光素二乙酸酯水解酶(FDA酶)活性没有显著变化;银离子处理中微生物数量明显减少,但土壤酶活性被激活。10 mg·L~(-1)纳米银暴露1 h后大肠杆菌、金黄色葡萄球菌凋亡率、死亡率增高;随着培养时间的延长,纳米银缓慢释放银离子,并促进大肠杆菌的凋亡。综上分析,纳米银能够抑制土壤可培养微生物生长和酶活性,其中脲酶、过氧化氢酶对纳米银较为敏感,蔗糖酶、FDA酶受纳米银的影响较小;纳米银的毒性一方面是其本身的特异抗菌性,也有部分来自缓慢释放的银离子。

    2019年02期 v.14 242-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 2247K]
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  • 博斯腾湖流域地下水重金属污染的人体健康风险评估

    艾提业古丽·热西提;麦麦提吐尔逊·艾则孜;王维维;迪力夏提·司马义;艾尼瓦尔·买买提;

    在新疆博斯腾湖流域绿洲灌区采集67个浅层地下水样品,测定其中Cu、Mn、Cd、Cr、Ni和Zn等6种重金属元素的含量,采用Nemerow综合污染指数对地下水中重金属污染程度进行评价,借助US EPA健康风险评价模型对地下水中重金属污染的潜在健康风险进行评价。结果表明:(1)地下水中各元素平均含量大小顺序依次为:Mn>Zn>Cu>Ni> Cr>Cd,各元素平均含量均未超出国家标准的限值;(2)研究区地下水中各重金属元素单项污染指数平均值从大到小依次为:Cd(2.04)、Mn(0.69)、Ni(0.45)、Cr(0.24)、Zn(0.07)、Cu(0.03)。综合污染指数的变化范围在0.23~2.22之间,平均值为0.73,呈现轻微污染;(3)健康风险评价结果表明,地下水中6种重金属对成人的潜在非致癌健康风险HI为7.83E-01<1,表明暴露的个体不太可能有明显的不良健康影响;对儿童的潜在非致癌健康风险HI为1.05E+01>1,表明研究区地下水重金属可能对当地儿童的健康产生不利影响,有进一步研究的必要性。

    2019年02期 v.14 251-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]
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  • 视黄酸和多溴联苯醚联合暴露对斑马鱼运动行为的影响

    王余江;樊琳;陈创奇;刘顿;刘风华;陈将飞;黄长江;

    水环境中的多溴联苯醚(PBDEs)污染会对水生生物神经系统产生影响,而视黄酸(retinoic acid, RA)对机体的神经系统和肢体发育具有重要作用。本文研究了四溴联苯醚(BDE-47)或十溴联苯醚(BDE-209)单独暴露以及RA联合BDE-47或BDE-209暴露对斑马鱼运动行为的影响。研究表明在稳定光照、黑暗和光暗交替刺激3种不同环境条件下,5μmol·L~(-1)BDE-47和3μmol·L~(-1)BDE-209单独暴露均导致斑马鱼运动速度显著降低。当2 nmol·L~(-1)RA联合相同剂量的BDE-47或BDE-209暴露时,可使仔鱼在稳定光照和黑暗下的自由运动速度相对单独暴露时显著升高,在光暗刺激下的运动速度也比单独暴露时于一定程度上有所缓解。因此,视黄酸的存在可以对因BDE-47和BDE-209暴露引起的斑马鱼运动行为异常起到恢复作用,这种恢复作用的机制可能是通过中枢神经系统或感官系统发挥作用。

    2019年02期 v.14 260-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 1493K]
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  • 纳米氧化镍颗粒对长牡蛎(Crassostrea gigas)抗氧化防御体系的影响

    张钰昆;巩宁;车程;邵魁双;王迪;林正志;孙野青;

    纳米氧化镍(nNiO)作为一种广泛使用的纳米颗粒,其水生毒理效应研究还很有限。为探索n Ni O对海洋贝类的毒性机制,本研究将长牡蛎(Crassostrea gigas)置于不同浓度(0、1、10、100 mg·L~(-1))的n Ni O中暴露96 h,分别测定鳃和消化腺组织的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性,并通过实时荧光定量PCR技术测定了鳃和消化腺中应激蛋白HSP70和AOX基因的表达变化。结果显示:在100 mg·L~(-1)n Ni O处理下,2种组织中MDA含量均显著性升高(P<0.01),显示纳米颗粒造成了长牡蛎的脂质过氧化,并可能引起相应的氧化损伤。同时,n Ni O暴露也诱导了长牡蛎抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性的改变。其中,SOD和CAT活性在10 mg·L~(-1)浓度处理组达到最高,而POD活性在1 mg·L~(-1)浓度组即达最高值。在高浓度n Ni O(100 mg·L~(-1))胁迫下,3种抗氧化酶的活性均比低浓度(1和10 mg·L~(-1))处理组降低,表明抗氧化酶的保护作用在较低浓度暴露下更有效;而热激蛋白(hsp70)和交替氧化酶(aox)基因却分别在长牡蛎消化腺和鳃组织中上调表达(P<0.01),并表现出一定的组织差异。说明高浓度纳米颗粒暴露中主要是应激蛋白发挥了作用。本文结果为纳米氧化镍对海洋双壳贝类的毒性机制研究及生态风险评估提供了基础数据。

    2019年02期 v.14 268-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K]
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  • 河流放射性核素水体弥散模型及其应用

    李小飞;张谈贵;张学东;王海山;高健夫;王福军;

    随着我国核能及核技术利用产业的迅速发展,放射性物质运输对饮用水水源地的潜在放射性污染健康风险越来越大,阐明事故情况下放射性物质在地表水体中的迁移弥散行为可为居民饮水健康风险防范提供科学依据。针对含钴-60、铯-137、锶-90货包公路运输在事故工况下放射性物质释放造成黄河兰州段河流型饮用水源放射性污染,讨论了河流放射性物质弥散模型和居民饮用水的健康风险。结合国内现有放射源活度水平及国内外放射性物质事故资料,考虑泥沙的影响,设定铯-137不同活度水平、不同流量情形,根据饮用水中铯-137的死亡风险系数和患病风险系数对距离事故点为64 km、114 km的河流下游两个饮用水源地居民饮用受污染自来水存在的健康风险进行评估,同时选择钴-60、锶-90两种核素以30年间河水平均流量偏小值为例进行对比评估。放射性核素在黄河河流的稀释作用下,由饮用受钴-60、铯-137、锶-90污染的水随放射源活度、河水流量及泥沙含量的变化存在不同程度的死亡风险与患病风险。因此,应当对受到放射性污染的水源及时采取适当措施,预防放射性核素造成的风险。

    2019年02期 v.14 280-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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  • 邻苯二甲酸二丁酯对KM小鼠神经行为学的影响及芒果苷的拮抗作用

    陈艳丽;陈芙蓉;胡元灏;蔡子壕;晏彪;

    探究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对小鼠神经行为学影响的剂量-反应关系,以及芒果苷(MAG)的拮抗作用。36只性成熟雄性KM小鼠随机分为4组:(1)生理盐水组,(2) 5 mg·kg~(-1)DBP组,(3) 25 mg·kg~(-1)DBP组,(4)125 mg·kg~(-1)DBP组,实验周期28d。应用国际通用的高架十字迷宫(EPM)和旷场实验(OFT)检测DBP暴露后KM小鼠的神经行为学变化;通过脑组织病理学切片,检测KM小鼠的靶组织脑海马CA1区病理变化;通过测定活性氧(ROS)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、DNA-蛋白质交联系数(DPC),检测KM小鼠的脑海马组织氧化损伤水平。以MAG作为抗氧化剂,36只KM小鼠随机分为4组:(1)生理盐水组,(2) 50 mg·kg~(-1)MAG组;(3) 125 mg·kg~(-1)DBP组;(4) MAG+DBP组,进行神经行为测试,同时评估各组KM小鼠脑海马组织氧化损伤。与对照组比较,随着DBP暴露剂量的升高,125 mg·kg~(-1)DBP组KM小鼠进入开放臂次数减少,停留时间偏短,运动距离较短,运动轨迹偏离中央区域;脑海马CA1区锥体神经细胞排列紊乱,细胞形态肿胀变形,树突缩短甚至消失;且脑系数下降,ROS、MDA含量及DPC系数逐渐上升,GSH含量逐渐降低,且差异均有统计学意义(P<0.05, P<0.01);加入拮抗剂MAG处理后,与125 mg·kg~(-1)DBP组比较,MAG+DBP组小鼠神经行为学出现一定程度的缓解,脑海马CA1区病理程度减轻,脑系数上升,ROS、MDA含量及DPC系数出现一定程度的下降,GSH含量出现一定程度的上升,且差异均有统计学意义(P<0.05, P<0.01)。DBP所致小鼠的神经行为学变化可能与脑海马组织的氧化损伤有关; MAG可通过降低小鼠脑组织氧化应激水平,对DBP暴露所致的小鼠神经行为学影响起到一定的保护作用。

    2019年02期 v.14 288-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
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  • 汽油车尾气亚慢性暴露对小鼠肺的损伤作用

    程志斌;杨峥;刘艳菊;郭青云;朱明淏;钟震宇;李俊芳;单云芳;张鹏骞;刘田;

    机动车尾气是我国大气细颗粒物PM_(2.5)污染的主要来源之一,长期暴露于机动车尾气对动物呼吸系统及其他多种脏器造成损害。为探索长期暴露于汽油燃烧的汽车尾气对小鼠肺组织的损伤作用,将51只雄性8周龄SPF级ICR小鼠随机分为7个处理。其中,空气对照组1个(6只);箱体对照组3个:0.5 h对照组(5只)、1 h对照组(8只)、2 h对照组(8只);汽油车尾气暴露组3个:0.5 h暴露组(8只)、1 h暴露组(8只)、2 h暴露组(8只)。小鼠每天在自制染毒箱中暴露0.5 h、1 h、2 h。95 d的暴露实验后,处死实验鼠,测定其肺组织的炎症因子白介素-6(IL-6)、乳酸脱氢酶(LDH)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、转化生长因子β(TGF-β),并制作小鼠肺部病理学切片进行HE染色。暴露实验过程中,观察记录小鼠行为特征,测定箱体内O_2、NO_x、NO_2、NO、SO_2和CO的浓度。采集汽油车尾气的PM2.5,对其水溶性阴离子(F~-、Cl~-、NO_2~-、NO_3~-、SO_4~(2-))、水溶性阳离子(Na~+、NH_4~+、Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+))、有机碳(OC)和元素碳(EC)、7种重金属元素(Cu、Ni、Mn、Zn、Pb、As、Cr)、16种多环芳烃(PAHs)浓度等进行了测定。结果表明:(1)亚慢性染毒箱内汽油车尾气PM2.5所分析的化学物质中,OC浓度最高,占PM2.5中总化学物质浓度的75.5%;其次是EC,占22.9%;再次是阴离子和阳离子,分别占1.11%和0.27%。(2)3个暴露组小鼠活跃程度降低,暴露5~8 min后进入睡眠或休息状态,呼吸频率降低,小鼠通过这些行为来减少汽油车尾气的伤害。(3)汽油车尾气长期暴露组的体重增长率与各自对照组之间不存在显著差异,但2 h暴露组体重增长率明显小于2 h对照组,且2 h暴露组在第14周开始体重有下降的趋势。(4)与对照组相比,1 h暴露组的IL-6和0.5 h暴露组的TNF-α显著升高,说明汽油车尾气暴露造成小鼠肺炎症损伤,使IL-6、TNF-α的分泌增加。随着暴露时间的延长,IL-6和TNF-α表现为2 h暴露组分别显著低于1 h暴露组和0.5 h暴露组,意味长期暴露后小鼠肺部受到严重伤害,免疫力严重下降,不再有积极的抗炎性反应。(5)组织病理观察表明,与开放对照组比较,3个汽油车尾气暴露组小鼠肺部组织充血较为严重,大量淋巴细胞、中性粒细胞浸润,肺泡间质增生明显,呈现出随时间延长损伤加重的梯度差异。(6)汽油车尾气长期暴露可致实验鼠肺脏损伤,且随着暴露时间的增加,对肺组织造成的损伤程度增加。

    2019年02期 v.14 298-310页 [查看摘要][在线阅读][下载 1149K]
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