生态毒理学报


综述

  • 石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

    蔡全领;胡献刚;周启星;

    石墨烯是一种新兴纳米材料,具有独特的电学和光学性质、超大的比表面积以及潜在的生物相容性,在材料和电子产业、能源、环境以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时,石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的生物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内,通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤;目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路,不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性,对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望,进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。

    2017年06期 v.12 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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  • 海洋中微塑料的环境行为和生态影响

    李富云;贾芳丽;涂海峰;孙翠竹;李锋民;

    微塑料一般指直径小于5 mm的微小型塑料颗粒或碎片,海洋中常见的微塑料类型主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于形状、颜色多变,分子量大,结构稳定,粒径范围与浮游植物相近,海洋中的微塑料很容易对浮游植物、浮游动物和其他海洋动物等产生影响。微塑料还可以为病毒、细菌提供附着载体,影响浮游植物分布,进入海洋生物消化道或进一步转移到组织中对机体产生毒性效应,甚至通过捕食作用沿食物链传递,对高等动物及人类健康造成威胁。此外,微塑料可以作为海水中痕量化学物质的吸附载体,对生物产生联合毒性。根据目前对微塑料的研究进展情况,未来应加强对海洋微塑料分离、鉴定技术的研发以及海洋微塑料的生物毒性效应和生物传递效应机制等问题的研究。

    2017年06期 v.12 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
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  • 化学污染物对珊瑚礁生态系统的影响研究进展

    项楠;杨婷寒;程华民;周海龙;赵洪伟;刁晓平;

    化学污染物是影响珊瑚礁生态系统健康的重要因素之一。近年来,中国沿海地区农业活动、城市工业化以及旅游业发展迅速,珊瑚礁区的环境污染问题日趋严重。珊瑚礁生态系统长期处于化学污染物的联合毒性作用下,生态风险日益增加,已受到国内外研究者的广泛关注。本文综述了该领域的重要研究进展,并从个体、细胞和分子水平重点介绍了化学污染物对珊瑚的影响,主要包括:(1)珊瑚礁对重金属和多环芳烃有明显的富集作用,可以作为该海域化学污染物污染水平的外在反映;(2)化学污染物对珊瑚幼体的影响程度比成体大;(3)抗氧化酶和特定的功能基因可被用作生物标记物(biomarker)来监测珊瑚礁生态系统的健康状况。最后,本文对我国珊瑚礁生态系统未来的研究方向进行了展望,建议在典型的珊瑚礁海域进行长期的生态学监测,并结合室内毒理学实验,筛选出敏感的生物标志物,评价珊瑚礁生态系统可能存在的生态风险,为今后珊瑚礁生态系统的保护和管理提供科学依据。

    2017年06期 v.12 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 142K]
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  • 气溶胶中抗生素抗性基因研究进展:以养殖场和医院为例

    薛银刚;刘菲;王利平;江晓栋;王倩;施昕澜;薛柯;金珊;姜逸;

    抗生素在医药和养殖业的大量使用导致耐药菌的出现,加速了抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)在不同环境介质中的传播扩散,抗生素耐药性已成为目前全球卫生、食品安全和发展的最大威胁之一。气溶胶作为ARGs的潜在储存库缺乏系统的研究数据,而通过空气传播具有较高抗生素抗性水平的细菌可能是引起重要疾病的主要传播途径。本文针对养殖场和医院2个抗生素大量使用的典型场所,对气溶胶中ARGs的污染现状、样品采集与检测技术进行综述,并探讨了这一环境污染的潜在风险,表明开展气溶胶中ARGs研究的必要性,并为以后需开展的工作提出几点建议。

    2017年06期 v.12 27-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 583K]
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  • 稀有鮈鲫作为水生模式生物的研究及探讨

    吴晟旻;张圣虎;吉贵祥;刘济宁;石利利;周炳升;

    我国本土水生生物稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus Ye et Fu,1983年)是一种优良的试验用鱼,具备成为模式生物必要条件。本文总结了稀有鮈鲫生物生态学研究情况,分析了稀有鮈鲫在多个应用领域与模式生物斑马鱼、青鳉存在的不足和差距,同时借鉴发达国家推动模式生物的实践经验,提出了针对性建议。

    2017年06期 v.12 38-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 627K]
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  • 兽药类环境内分泌干扰效应及评价研究进展

    姜锦林;单正军;卜元卿;韩志华;王娜;

    兽药在保障动物健康、提高畜禽产品质量尤其在畜牧业集约化发展等方面起着至关重要的作用,然而兽药和饲料添加剂的大量使用成为生态环境污染和人体健康损害的一个重要因素。研究表明许多抗生素类和激素类兽药是典型的环境内分泌干扰物,通过多种方式干扰生物体雄激素、雌激素、甲状腺激素等内分泌过程,产生内分泌干扰效应。本文介绍了典型兽药的污染现状及其内分泌干扰效应研究最新进展;以环境内分泌干扰物的最新研究方法为基础,较全面地评述了可用于兽药类内分泌干扰物的快速筛选、检测及评价方法,并对该领域未来研究提出了展望和建议,以期为环境和农业等管理部门制定兽药的使用、排放、管理政策提供科学依据。

    2017年06期 v.12 47-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 陆地生态系统臭氧干沉降的观测和模拟研究进展

    徐静馨;郑有飞;赵辉;储仲芳;黄积庆;袁月;

    近地层臭氧(O_3)会对植物的生长和产量均产生一定的负效应。由于人类活动引起的不断升高的近地层O_3浓度已经威胁到世界粮食安全。O_3主要以干沉降的方式沉降到陆地生态系统,所以需要定量确定陆地生态系统中O_3通量、干沉降速率和不同沉降通道的沉降过程,预测其对植物的潜在影响。介绍了目前O_3干沉降的主要观测方法及其模拟模型,从4个方面(O_3通量和干沉降速率的季节变化、日变化、气象因子等对O_3干沉降的影响、不同O_3沉降通道的沉降过程)重点评述了不同陆地生态系统O_3干沉降观测和模拟的研究进展现状,并对未来的研究工作进行了展望,以期为我国未来开展相关研究工作提供借鉴。

    2017年06期 v.12 57-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
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  • 农田土壤镉生物有效性及暴露评估研究进展

    和君强;刘代欢;邓林;常海伟;秦华;殷志遥;

    随着工业化和城市化进程的发展,我国在农田土壤污染领域面临较大挑战,其中镉(Cd)为最优先控制元素之一。农田土壤Cd污染风险类型为健康风险,其主要暴露途径为经土壤-植物系统,并经膳食进入人体。在当前的土壤Cd风险评估中,一般不考虑生物有效性问题,这使得风险评价中实际暴露评估的不确定性普遍偏高。所以,近年来欧洲国家有许多研究者提出将生物有效性因素放在土壤污染物风险评价框架内。基于此,本文立足于农田系统,并从土壤、植物、污染物及环境因素等4个方面详细综述了农田土壤Cd生物有效性的影响因素及其作用机理。其次,分别综述了近年来土壤Cd生物有效性预测模型和土壤Cd膳食暴露评估模型研究进展。最后,分析了我国土壤重金属风险评价中存在的不足,并对农田土壤Cd暴露评估发展态势和研究方向进行了初步预测,以期为农田土壤Cd健康风险评估及安全基准研究提供一定参考。

    2017年06期 v.12 69-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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专论

  • 群体感应抑制剂与磺胺甲恶唑、盐酸强力霉素对大肠杆菌的联合毒性及其机制初探

    谷月;孙昊宇;葛鸿铭;马清萍;林志芬;张饮江;

    群体感应抑制剂(QSIs)具有不会产生抗药性的特点,从而被作为抗生素的可能替代品,具有广阔的应用前景,因此其存在着与传统抗生素环境联合暴露的可能,但是目前尚缺乏相关联合效应的研究。本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为受试生物,测定了7种QSIs(DL-焦谷氨酸、N-乙烯基吡咯烷酮、呋喃酮乙酸酯、2-甲基四氢呋喃-3-酮、3,4-二溴-2(5H)-呋喃酮、(R)-3-吡咯烷醇、D-脯氨醇)分别与磺胺甲恶唑(SMX)和盐酸强力霉素(DH)的二元联合毒性,并初步探讨了它们的联合作用机制。根据结果分析,前5种QSIs作用于AI-2类信号分子介导的群体感应系统,与AI-2类信号分子竞争结合Lsr B蛋白,此通路与SMX、DH的作用通路互不影响,因此联合效应为相加;后2种QSIs作用于AI-1类信号分子介导的群体感应系统,与AI-1类信号分子竞争结合Sdi A蛋白,而SMX、DH的作用可能刺激Sdi A蛋白的表达,从而需要消耗更多的QSIs与Sdi A结合,因而联合效应为拮抗。本实验研究可为传统抗生素与QSIs联合暴露的生态风险评价提供一定理论基础。

    2017年06期 v.12 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K]
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  • 六价铬诱导的肝细胞线粒体依赖性凋亡中VDAC1的作用

    周晓昕;张玉静;肖芳;钟才高;

    铬(chromium)是一种在工业生产过程中广泛使用的重金属,进入人体后可导致急慢性中毒,具有神经毒性、基因毒性、致癌性和免疫毒性。了解六价铬(hexavalent chromium,Cr(Ⅵ))的细胞毒性,进一步探究Cr(Ⅵ)的毒作用机制,可为防治Cr(Ⅵ)对人群健康的损害提供实验依据。电压依赖性阴离子通道蛋白1(voltage-dependent anion channel-1,VDAC1)参与调控线粒体外膜通透性,影响细胞凋亡;同时VDAC1也是BCL-2家族的重要结合位点,它可与BAX/BAK相互作用形成孔道,使线粒体内的凋亡相关蛋白,如细胞色素C等,进入胞浆,引起细胞凋亡。但VDAC1影响细胞凋亡的确切路径与分子机制,目前尚未完全研究清楚。使用L02人正常肝细胞作为实验对象,通过慢病毒包装法建立VDAC1低表达细胞系,检测在相同浓度Cr(Ⅵ)处理的条件下,与非染毒组相比,不同受试细胞的生存率、凋亡情况、活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)生成量、线粒体功能和凋亡诱导因子(AIF)的变化情况是否存在差异。结果表明,与VDAC1正常表达的细胞相比,VDAC1低表达组在Cr(Ⅵ)染毒的情况下,细胞生存率升高,凋亡率下降,细胞内ROS生成量减少,MPTP活性增加不明显,胞浆内细胞色素C(Cytochrome C,Cyt C)和AIF含量降低。上述研究结果表明VDAC1参与了由六价铬诱导的线粒体依赖性肝细胞凋亡,并且抑制VDAC1的表达可减轻因Cr(Ⅵ)暴露而引起的L02肝细胞损伤。

    2017年06期 v.12 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K]
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  • BDE-47和BDE-209对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的抑制特性及分子作用力研究

    巫川;王树涛;朱婧;尤宏;

    多溴联苯醚(PBDEs)是应用广泛的溴代阻燃剂,其中2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)和2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'-十溴联苯醚(BDE-209)广泛存在于环境中。PBDEs具有神经毒性,但其致毒机制尚不明确。本文通过研究BDE-47与BDE-209对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响及二者与AChE相互作用的光谱分析,揭示BDE-47与BDE-209导致神经毒性的致毒机制。BDE-47和BDE-209在一定浓度范围内均能够抑制AChE分解乙酰胆碱;随着浓度的增加,两者的抑制率均呈现出先增加后降低的规律。BDE-47浓度为400μmol·L-1时抑制率达到最大,为22.3%;BDE-209浓度为200μmol·L-1时抑制率达到最大,为11.2%。相同浓度下,BDE-47对AChE的抑制率始终大于BDE-209,表明AChE对BDE-47更加敏感。荧光光谱分析结果表明BDE-47和BDE-209与AChE之间的相互作用均主要为疏水作用,同时不存在范德华引力作用;BDE-47与AChE的结合常数大于BDE-209与AChE的结合常数,表明BDE-47更易与AChE相互作用。此外,温度的升高不利于BDE-47和BDE-209与AChE之间相互作用。BDE-47和BDE-209抑制AChE活性很可能是导致神经毒性通路之一。

    2017年06期 v.12 99-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 583K]
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  • 基于高通量测序的工业园区地下水和土壤细菌群落结构比较研究

    薛银刚;刘菲;周璐璐;金珊;姜逸;王颖聪;江晓栋;王倩;施昕澜;薛柯;

    为探究工业园区地下水和土壤细菌群落结构、多样性变化特征,采用高通量测序技术对地下水和土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行序列测定。通过对Alpha多样性、物种组成、丰度和群落结构的分析,比较地下水和土壤细菌群落结构的异同。Alpha多样性的比较结果表明,土壤细菌群落多样性和丰富度明显高于地下水,地下水细菌群落多样性指数反映出地下水已受到周边污染源的影响。物种注释结果表明,地下水样品共检出48个细菌门,土壤样品共检出50个细菌门。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是地下水细菌群落的优势类群,共占93.54%,且该工业园区地下水细菌群落呈现出典型的淡水种群特征;土壤中优势细菌门为Proteobacteria、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、Firmicutes和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),共占85.21%。由于地下水和土壤两者的生态系统和理化环境的差异,致使Actinobacteria、Acidobacteria、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Gemmatimonadetes占比在地下水和土壤细菌群落间差异显著,同时使地下水和土壤细菌群落各含有一些特有的优势细菌属(地下水2个,土壤4个)。基于高通量测序技术对工业园区样品的测序结果可以为地下水和土壤环境的生态评价提供方法依据。

    2017年06期 v.12 107-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

    刘祥;王敏;陈求稳;陈凯;胡柳明;

    为深入探讨水体不同浓度重金属联合对水生生物的慢性毒性机制,本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物,镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点,研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明:Cd对虾的致死浓度为1 mg·L-1,当其与同浓度Pb联合时,致死毒性增强;在0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应,其中,SOD活性均受到胁迫抑制,0.1 mg·L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%,0.1 mg·L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%;CAT活性整体受胁迫激活,肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律;肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉;综合生物标志物响应(IBR)评价表明,机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能,但并不能消除重金属引起的氧化损伤,且重金属单一毒性要高于联合毒性,其中Cd对肝胰腺毒性最大,Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。

    2017年06期 v.12 116-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K]
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  • 抗生素最小抑制浓度法(MICs)评估环境大肠杆菌抗生素抗性

    伍娇;饶大伟;严涛;王爽;陈鹏;张永奎;杨坤;

    2015年世界卫生组织将抗生素的滥用列为21世纪最大的挑战之一,全球范围内抗生素抗药性的散播已严重威胁人类的健康。如何检测环境中的细菌抗药性,并有效评估抗药性感染的风险,是环境微生物研究的一项重要课题。本文通过改进的培养基微量稀释(broth micro-dilution)法,确定了2个地区(中国成都和美国夏威夷)不同环境来源(天然水系和市政污水)的大肠杆菌的抗生素最小抑制浓度(minimum inhibitory concentrations,MICs)。计算所得的MIC分位数(MIC50和MIC90)、菌体抗性百分比及多抗药性指数(multiple antibiotic resistance indexes,MARIs)显示两地不同环境区划的抗生素抗性存在明显的差异。天然水系(成都锦江)中的抗生素抗性是随时间可变的,与当地的降雨事件相关。环境菌株的抗药性模式通过聚类和非度量多维测度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)进行分析。广谱β-内酰胺酶基因筛查显示出抗性基因与抗性表型之间的正相关性。结合现有的两地抗生素的使用数据讨论了两地环境抗生素抗性与当地人类活动及抗生素的使用实践之间的紧密联系。采集环境菌株抗生素MIC数据的实验及数据分析方法实现了环境抗药性的跨时空对比,为规范抗生素的区域性使用提供了指导作用。

    2017年06期 v.12 127-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 3189K]
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  • 不同植物叶片臭氧伤害症状及其生理响应机制的差异

    杨宁;王效科;张玉龙;郑飞翔;陈媛媛;

    快速发展的城市化和工业化引起近地层臭氧浓度不断升高,对城市绿化植物具有很大的毒性伤害。选择城市常见的景观植物万寿菊、矮牵牛及圆叶牵牛为供试植物,利用开顶式气室,研究了不同植物臭氧伤害症状及其生理响应机制的差异。结果表明:1)臭氧暴露后,供试植物叶片均出现了不同程度的臭氧伤害,或叶脉间黄化(万寿菊和矮牵牛),或出现白色斑点(圆叶牵牛),且随臭氧浓度升高其黄化程度加剧,白色斑点亦扩张形成白色斑块,最终叶片从症状形成的地方开始干枯。2)臭氧暴露加剧了供试植物叶片膜脂过氧化程度,但对可溶性蛋白含量没有显著影响,说明植物生长后期臭氧暴露并没有造成蛋白质退化进而引起植物抗臭氧胁迫能力的下降。3)臭氧暴露后万寿菊叶片茉莉酸含量降低,矮牵牛叶片水杨酸含量显著升高,而圆叶牵牛既有水杨酸含量的升高又有茉莉酸含量的降低,说明不同植物对臭氧伤害的激素响应是不一致的,茉莉酸保护能力减弱引起了臭氧对万寿菊叶片伤害,水杨酸过度累积造成了矮牵牛叶片的臭氧直接伤害,而圆叶牵牛的臭氧伤害则是2种原因都可能存在。因此,在大气臭氧浓度尚不能有效控制的情况下,明确不同植物臭氧伤害形成的激素响应,以采取针对性保护措施维持其最大生态效益。

    2017年06期 v.12 141-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K]
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  • 三苯基锡对假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)的生长抑制及温度的影响

    易先亮;孙桦奇;张可可;张明乾;

    在我国近岸海域环境中,三苯基锡分布十分广泛。本研究以假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)为目标物种,研究了4个不同温度条件下(10℃、15℃、25℃与30℃)三苯基锡暴露对其细胞生长以及光合作用参数(Fv/Fm与ФII)的影响。结果表明,假微型海链藻的细胞生长速率在高温与低温条件下均显著下降,而光合作用参数仅在30℃条件下受到显著影响。在暴露温度为10℃、15℃、25℃与30℃时,三苯基锡(triphenyltin,TPT)对假微型海链藻的生长抑制IC50值分别为1.81、1.69、1.09与0.73μg·L-1。TPT对假微型海链藻光合作用抑制的IC50随着温度的升高呈降低趋势。Two-way ANOVA分析结果显示,温度与三苯基锡的相互作用显著影响假微型海链藻的光合作用。上述研究结果可以为了解不同温度下三苯基锡对海洋微藻的毒性效应提供科学依据。

    2017年06期 v.12 150-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]
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  • ZnO NPs对水培小麦(Triticum aestivum L)种子不同发育阶段的影响

    陈泽林;徐长山;张兰兰;乔金;张海娇;邵海玲;

    氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,已有研究表明其对生物体具有显著的毒性效应。为了研究ZnO NPs的毒性与种子发育阶段的关系,选择小麦(Triticum aestivum L)作为受试植物,将处于不同发育阶段的小麦种子置入ZnO NPs悬浮液中进行培养,研究了ZnO NPs对水培小麦种子不同发育阶段的影响。结果表明,虽然ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦都可以产生毒性,但是毒性的大小随小麦发育阶段的不同而表现出明显的差异(P<0.05)。在60 mg·L-1暴露浓度下,用ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦种子进行处理,小麦根长的抑制率分别为37.8%、80.2%和95.7%;就萌动阶段和发芽阶段而言,ZnO NPs的毒性与其浓度有关,浓度越大毒性越大,即具有显著的浓度效应。上述研究结果对于全面准确地评价ZnO NPs毒性具有重要的意义。

    2017年06期 v.12 156-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
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  • 禾草灵对水稻生长和典型土壤酶活性的影响

    范晓季;宋昊;孙立伟;钱海丰;

    禾草灵是一种广泛使用的除草剂,在土壤中大量残留,对非靶标生物产生危害。为探究除草剂对环境生物的毒性作用,本研究模拟水稻自然生长的环境,评估禾草灵对水稻及土壤微生物的影响。研究结果表明,低浓度禾草灵(200μg·L-1)处理4d对土壤微生物量没有显著影响(P>0.05);8 d时,水稻生长没有明显变化,但土壤微生物量较对照组显著升高(P<0.05)。高浓度禾草灵(1 000μg·L-1)处理4 d后,土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性显著下降(P<0.05),下降幅度分别为8.9%,16.6%和10.2%;处理8 d后,水稻幼苗鲜重显著降低(P>0.05),叶绿素a和叶绿素b含量分别下降了13.5%和13.3%。本研究证实高浓度的禾草灵残留会对植物和土壤微生物产生不良的影响。

    2017年06期 v.12 164-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K]
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  • 3种酰胺类除草剂对斑马鱼不同生长阶段的急性毒性效应

    程艳红;葛婧;胡高洁;蔡磊明;陈列忠;蒋金花;

    为探明酰胺类除草剂对鱼类不同生长阶段的毒性效应,分别以斑马鱼胚胎、8日龄仔鱼、55日龄幼鱼和3月龄成鱼为受试对象,研究3种酰胺类除草剂乙草胺、丙草胺和丁草胺对斑马鱼(Danio rerio)不同生长阶段的毒性效应。研究发现,高浓度乙草胺、丙草胺和丁草胺均可抑制斑马鱼胚胎的孵化。乙草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为5.82、1.34、3.00、1.44 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼>成鱼>幼鱼>胚胎。丙草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 hLC50值分别为2.79、2.02、2.26、2.01 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼、成鱼>幼鱼>胚胎。丁草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为1.73、0.919、3.37、1.19 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼>成鱼>胚胎>幼鱼。研究结果表明,酰胺类除草剂对斑马鱼4个典型生长阶段的毒性差异较大,仔鱼阶段对酰胺类除草剂最敏感,成鱼其次。

    2017年06期 v.12 171-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 746K]
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  • 含铅、镉重金属细颗粒物对几种陆生植物的暴露危害

    杨帆;王樱芝;杨和行;张瑛;杨婧;刘敏;

    大气重金属细颗粒物复合污染对陆生植物早期发育及幼苗生长的影响研究近年来成为大气科学与生态毒理学交叉领域研究的热点和难点。通过搭建合理的暴露场景,模拟严重大气污染浓度条件下,含Pb、Cd细颗粒物对黄瓜、小麦、西红柿和玉米4种受试植物出苗、幼苗生长期内茎高和鲜重等生物量的影响。结果显示,暴露处理组4种受试植物陆上部分对Cd元素的吸收增量变化范围为0~0.025 mg·kg-1;对Pb元素的吸收增量变化范围为0.020~0.292 mg·kg-1。暴露处理组4种受试植物出苗抑制率变化范围为0%~30%;茎高抑制率变化范围为-3%~14%;鲜重抑制率变化范围为-12%~3%。由此可见,在试验周期内,含Pb、Cd重金属细颗粒物复合污染对几种植物的陆上部分生物量的抑制作用不明显,甚至有积极的刺激作用。与空白对照组相比,暴露处理仅对小麦出苗抑制产生显著性差异,并显现协同效应。说明几种受试植物在现有暴露环境下,对设定浓度的污染物敏感性较低,受危害程度不大。

    2017年06期 v.12 179-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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  • 纳米银和银离子对2种微藻的急性毒性效应

    于朋飞;刘晖;牟之健;陆治学;黎华寿;张定煌;贺鸿志;

    为了探讨AgNPs对典型微藻的急性毒性效应及其机制,采用柠檬酸钠还原法制备AgNPs,以摇瓶实验法评估了不同浓度的AgNPs和Ag+对铜绿微囊藻和普通小球藻叶绿素a含量、形态结构和叶绿素荧光参数的影响。实验结果表明:AgNPs对普通小球藻和铜绿微囊藻的96 h-EC50分别为1.113 mg·L-1和0.697 mg·L-1,而Ag+对2种藻的96 h-EC50分别为0.106 mg·L-1和0.032 mg·L-1。扫描电镜结果表明:AgNPs处理使普通小球藻细胞表面出现褶皱,细胞变形甚至向内塌陷。对铜绿微囊藻部分细胞出现变形变得不规则,且出现某些胞外物质使细胞粘附在一起。透射电镜观察发现,高浓度Ag+处理使2种藻的细胞均发生质壁分离,部分细胞转变为孢子。而AgNPs处理使普通小球藻细胞蛋白核增大,蛋白核与类囊体区无明显连接通道。铜绿微囊藻拟核区膨大,类囊体和色素体被推向四周,部分类囊体断裂,同时,发现该藻可以分泌胞外物质在细胞周围吸附AgNPs颗粒。对于普通小球藻,0.6 mg·L-1AgNPs处理后细胞光系统Ⅱ的最大光化学量子产率ΦP0相对于CK没有显著差异,但0.09 mg·L-1Ag+处理使ΦP0显著增加。在高浓度AgNPs或Ag+处理时,ΦP0均显著降低。AgNPs未对普通小球藻光系统II性能参数PI_Abs造成影响,但不同浓度Ag+处理均使得该参数显著升高。对于铜绿微囊藻,2种毒物均使其ΦP0显著降低。而PI_Abs仅在2种毒物的最高浓度处理时显著降低。综上,AgNPs对2种藻的急性毒性远小于Ag+,而两者对铜绿微囊藻的毒性均大于普通小球藻。AgNPs胁迫使2种藻叶绿素a含量显著降低,并诱导2种藻在形态结构和光合生理方面发生了显著变化,造成不同程度的损伤,但与Ag+的毒性效应存在一定的差异。提高光吸收能通量补偿耗散能量和分泌胞外物质结合Ag+是微藻2种重要的解毒机制。

    2017年06期 v.12 188-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 2528K]
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  • 溶解性有机碳影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性研究

    刘洪波;陈修报;苏彦平;姜涛;杨健;

    为了探究溶解性有机碳(DOC)影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性,以0.1‰盐浓度的去离子水为实验用水,设定梯度为0、10、23、45、90和180μg·L-1的Cu浓度,再分别添加0.3、0.8、1.5、3.0和6.0 mg C·L-1DOC形成实验溶液,开展了96 h铜暴露下背角无齿蚌1~2 d稚蚌的急性毒性实验。对应于各DOC浓度组的96 h-Cu-EC50值分别为19(95%置信区间:13~27,下同),23(17~31),17(12~23),13(8~19)和10(5~14)μg·L-1;DOC浓度与稚蚌的96 h-Cu-EC50值的变化呈负相关关系(R=-0.968,P=0.007)。本研究的结果显示,背角无齿蚌稚蚌对环境中Cu浓度的变化十分敏感,96 h-Cu-EC50值与国家渔业水质标准(GB11607—89)Cu的限量值十分接近,适于预警水环境中Cu的污染水平;但仅调整DOC浓度这一个水化学指标对降低铜毒性、减少稚蚌的死亡等方面效果并不明显。

    2017年06期 v.12 199-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 520K]
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  • 2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

    许华;谢璨;魏宇昆;黄艳波;林雪君;

    为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(Salvia cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同p H(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示:模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随着p H的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。

    2017年06期 v.12 206-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K]
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  • 口服纳米银对大鼠的生物有效性及其体内分布的研究

    江媛媛;党菲;李敏;周东美;吴笛;施维林;朱雪峰;

    由于独特的抗菌特性,纳米银(AgNP)在诸多领域得到广泛应用,但是其生物有效性、动物组织分布及排出尚不清楚。将聚乙烯吡咯烷酮包被的AgNP溶液按照10 mg·kg~(-1)给雌性SD大鼠灌胃,采用ICP-MS检测SD大鼠组织、粪便及尿液中总银浓度。结果表明,AgNP通过小肠吸收后,可以通过血液循环快速分布在肝、肾、脾、肺、脑等靶器官。灌胃后1 h,大鼠各组织中总银浓度达到最大值(肝、肾、脾、肺、脑中银浓度分别为(0.29±0.13)mg·kg~(-1)、(0.23±0.04)mg·kg~(-1)、(0.17±0.05)mg·kg~(-1)、(0.11±0.01)mg·kg~(-1)、(0.06±0.02)mg·kg~(-1)),之后银浓度随时间而降低,直至和对照组无显著性差异。在灌胃途径下,AgNP对SD大鼠的有效性为8.5%,且73%的AgNP是通过粪便的途径排出体外。

    2017年06期 v.12 215-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K]
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  • 废弃农药厂污染场地土壤浸出液的急性毒性和遗传毒性筛查

    许霞;薛银刚;刘菲;金珊;姜逸;蒋少杰;施昕澜;谢显传;

    污染土地再开发是城市土地可持续利用的关键。为进行废弃农药厂的生态风险评价,采集常州市某废弃农药厂污染场地6个不同区域的土壤样品(编号为S1、S2、S3、S4、S5和S6),选取发光细菌、大型溞和蚕豆根尖细胞为试验生物,运用成组生物毒性试验对6个土壤样品的浸出液进行生物毒性检测。结果表明:6个土壤样品的浸出液都具有急性毒性和遗传毒性;发光菌和大型溞急性毒性试验表明,S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S6的土壤浸出液毒性最低;蚕豆根尖微核遗传毒性试验表明S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S4和S6的土壤浸出液毒性最低。蚕豆根尖微核遗传毒性试验结果与发光菌和大型溞急性毒性效应基本相同,表明成组生物毒性测试法可以用于污染土壤浸出液的毒性评价。污染物质和毒性检测结果的相关性分析结果表明,土壤中所含污染物种类和浓度已经对土壤毒性效应产生影响,结合化学分析与生物毒性检测可为污染场地进行综合评价与风险评估提供依据。

    2017年06期 v.12 223-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 597K]
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  • 云南省会泽县农田土壤中全氟化合物污染特征研究

    黄楚珊;马鹏程;王小娇;陈棉彪;张丽娟;于云江;黄建洪;胡国成;

    为探究云南省会泽县农田土壤中全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)的污染特征及其潜在来源,2015年6月采集云南省会泽县农田土壤42份,利用高效液相色谱-串联质谱仪(HPLC-MS/MS)分析了11种PFCs的含量水平。结果表明,云南省会泽县农田土壤中全氟己酸(perfluorohexanoic acid,PFHx A)、全氟庚酸(perfluoroheptanoic acid,PFHp A)和全氟己烷磺酸(perfluorohexane sulfonate,PFHx S)均未检出,其余8种PFCs(ΣPFCs)的平均含量水平为0.392 ng·g-1,含量范围为0.298~0.998ng·g-1。全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)是最主要的PFCs,相对百分含量范围为45.93%~81.86%,其平均含量水平分别为0.116 ng·g-1和0.120 ng·g-1。与国内其他地区土壤中PFCs的含量水平相比,云南省会泽县农田土壤中PFCs含量水平低于上海,与广州、深圳、东莞、安徽、中国东部农村等地区土壤中PFCs的含量相当。主成分分析结果表明,以全氟癸酸(perfluorodecanoic acid,PFDA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟十三酸(perfluorotridecanoic acid,PFTr DA)为主要标志物的2个主成分可以解释云南省会泽县农田土壤中73%的ΣPFCs。工业活动、大气沉降及长距离传输为云南省会泽县农田土壤中PFCs的主要来源。

    2017年06期 v.12 233-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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  • 0~#柴油和流花原油对斑节对虾(Penaeus monodon)幼体的急性毒性效应

    张喆;陈海刚;温为庚;张林宝;黄南建;胡莹;贾晓平;蔡文贵;

    溢油污染导致的原油和燃料油入海,会对海洋生物的生长发育过程产生影响。为研究溢油污染对海洋虾类的毒性效应,以斑节对虾(Penaeus monodon)为研究对象,比较了不同浓度0#柴油和南海流花原油(LH原油)乳化液对斑节对虾不同发育阶段幼体的急性毒性效应。结果表明,3.59 mg·L~(-1)0#柴油和0.77 mg·L~(-1)LH原油乳化液可以显著降低斑节对虾无节幼体变态率(P<0.05),且对无节幼体变态具有延迟效应。较之0#柴油,LH原油乳化液对斑节对虾无节幼体发育的影响更为明显。0#柴油对斑节对虾无节幼体、蚤状幼体、糠虾和仔虾的48或96小时半致死浓度(48 h/96 h-LC50)分别为0.55 mg·L~(-1)、0.42 mg·L~(-1)、0.95 mg·L~(-1)和1.09 mg·L~(-1),其对应的安全浓度分别为0.05 mg·L~(-1)、0.04 mg·L~(-1)、0.10 mg·L~(-1)和0.11 mg·L~(-1);LH原油对上述幼体的48 h/96 h-LC50则依次为0.62 mg·L~(-1)、0.51 mg·L~(-1)、1.05 mg·L~(-1)和1.42 mg·L~(-1),对应的安全浓度分别为0.06 mg·L~(-1)、0.05mg·L~(-1)、0.11 mg·L~(-1)和0.14 mg·L~(-1)。斑节对虾不同发育阶段幼体对0#柴油和LH原油的耐受力依次为:仔虾>糠虾>无节幼体>蚤状幼体,0#柴油和LH原油乳化液对斑节对虾的毒性大小为0#柴油>LH原油。上述结果为深入研究石油类污染对海洋生物的毒性效应提供了基础数据和理论依据。

    2017年06期 v.12 242-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K]
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  • 利用重组大肠杆菌SOS法评价污水厂出水的遗传毒性以及工艺去除效果

    许燕;王明泉;逯南南;孙韶华;贾瑞宝;

    SOS/umu测试法被广泛应用于化合物和复杂混合物遗传毒性的评价,由于该技术所用菌种为致病菌且操作步骤繁琐等原因,制约了技术的推广应用。研究建立了基于重组大肠杆菌SOS效应的水质遗传毒性检测方法(专利号:ZL201110022476.1),应用该方法评价了某市4座污水厂出水的直接遗传毒性效应,同时以污水处理一厂为例考察了直接遗传毒性效应的季节变化规律以及不同的工艺对水中直接遗传毒性物质的去除情况。结果显示:各污水厂出水均表现出一定的直接遗传毒性,对应的4-NQO毒性当量浓度范围为0.018~0.514 mg·L-1;一年四季中夏季进出水直接遗传毒性效应最高,现有工艺中生化处理工艺段对直接遗传毒性去除效果最佳,去除率为33.33%。该方法操作便利、检测敏感性较高、操作危险性较低,可用于水中直接遗传毒性效应的测试。

    2017年06期 v.12 252-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K]
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  • 铬在小鼠体内的蓄积效应与毒性

    仪民;仪慧兰;吴丽华;

    铬的工业用途很广,主要用于金属加工、电镀、制革等行业,这些行业排放的三废导致了环境铬污染,对环境生态和人体健康造成危害。为探究铬对动物的毒性作用,选择昆明种纯系小白鼠作为受试生物,研究六价铬在小鼠体内的蓄积效应及毒性。结果显示,饮用水中一定浓度的六价铬(15~70 mg·L-1)可抑制小鼠体重的正常增长,染毒30 d后,小鼠肝脏和肾脏脏器系数下降,脾脏和脑的脏器系数提高;总铬含量在心脏和脾脏中增高,其他脏器中无明显蓄积效应;铬染毒组小鼠骨髓细胞活性氧水平提高,骨髓嗜多染红细胞微核率显著增高。结果表明,通过饮水摄入六价铬可造成小鼠肝肾损伤,心脏和脾脏内铬蓄积,并通过活性氧损伤效应破坏机体的遗传稳定性。

    2017年06期 v.12 259-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 2421K]
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  • 含氯苯酚类化合物结构表征与毒性预测

    廖立敏;李建凤;雷光东;

    将有机化合物中的不同非氢原子及非氢原子之间的关系参数化得到新的结构描述符,运用该描述符对部分含氯苯酚类化合物分子结构进行了参数化表征。采用偏最小二乘回归(PLS)方法构建了化合物结构与毒性(-lg IC50)之间的关系模型,模型的建模相关系数(R2)为0.948,"留一法"交互检验的相关系数(Q2)为0.922,标准偏差(SD)为0.184。结果表明结构描述符能较好地表征化合物分子结构特征,所建模型稳定性好、预测能力强,对于酚类化合物QSAR研究具有一定的参考价值。

    2017年06期 v.12 266-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 912K]
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  • 常用杀菌剂对啶虫脒中华蜜蜂毒性潜在增效作用研究

    韩文素;任承才;高景林;齐帮亚;王释婕;赵珊;钟义海;赵冬香;

    啶虫脒对蜜蜂急性毒性较低,且允许在作物花期施用,而杀菌剂也是蜜源植物花期常用药剂。本文采用点滴法和摄入法测定了10种常用杀菌剂对啶虫脒中华蜜蜂毒性的潜在增效作用。结果表明,点滴田间实际暴露剂量的杀菌剂使啶虫脒对中华蜜蜂的毒性不同程度的增加。点滴杀菌剂和啶虫脒24 h、48 h后,咪鲜胺、丙环唑、腈菌唑、戊唑醇、苯醚甲环唑、嘧菌酯、己唑醇、吡唑醚菌酯、三唑酮、氟硅唑使啶虫脒毒性分别增加14.02、10.74、8.50、7.92、4.77、4.28、4.19、4.07、2.74、2.67倍和8.01、10.14、4.80、7.09、2.66、2.56、3.62、2.69、2.24、1.49倍。摄入田间实际暴露剂量的杀菌剂和啶虫脒混剂24 h、48 h后,啶虫脒对中华蜜蜂的毒性增加。其中,丙环唑、氟硅唑、苯醚甲环唑、嘧菌酯、咪鲜胺使啶虫脒的毒性分别增加3.62、2.46、2.10、1.98、1.56倍和2.07、2.81、2.20、2.58、2.23倍。因此蜜源植物花期应避免丙环唑、咪鲜胺、戊唑醇、腈菌唑与啶虫脒先后喷施或混合喷施,慎用己唑醇等其他6种杀菌剂,以防啶虫脒残留导致中华蜜蜂采集蜂中毒。

    2017年06期 v.12 273-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 阿曼原油和溢油分散剂对斑马鱼(Danio rerio)胚胎形态发育的毒性效应

    李西山;姜曦;丁光辉;马心蕊;齐志鑫;熊德琪;

    为研究经溢油分散剂(GM-2)处理阿曼原油对硬骨鱼类形态学发育毒性,将斑马鱼胚胎作为受试生物,采用半静态暴露方法,观察0~120 hpf(hour post-fertilization)斑马鱼胚胎的致死率、孵化率和畸形率,并应用斑马鱼胚胎发育毒性试验形态学得分系统(General Morphology Score(GMS)System)评估阿曼原油暴露诱导的斑马鱼胚胎形态发育毒性。结果显示,相较于水溶组分(water-accommodated fractions,WAF),加入GM-2后的化学增强型水溶组分(chemically enhanced water-accommodated fractions,CEWAF)水样中总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)浓度显著增加,由(5.233±0.213)mg·L-1增至(292.989±11.905)mg·L-1;120 hpf时,WAF和CEWAF组的致死率均有不同程度的升高,100%WAF的致死率为30.2%±2.8%,而≥40%CEWAF的致死率均已超过半数致死率,其半数致死浓度LC50为153.318 mg·L-1;通过对GMS分析,WAF和CEWAF暴露均会在不同程度上导致斑马鱼胚胎发育显著延迟,主要表现在鱼鳔未形成、心率异常、血液循环停滞和行动(胸鳍摆动、尾部摆动等)迟缓,且均能显著延迟胚胎孵化甚至造成胚胎不孵化;由畸形率可知,阿曼原油具有较强的致畸性,以心包水肿、背部弯曲和尾部弯曲最显著。由结果可知,经GM-2处理后的阿曼原油(CEWAF)比未处理的阿曼原油(WAF)对斑马鱼胚胎产生更严重的毒性效应。

    2017年06期 v.12 281-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 2116K]
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