生态毒理学报


综述

  • 基于斑马鱼毒理基因组学的化学品测试技术研究进展

    王志浩;彭颖;王萍萍;夏普;张效伟;

    大量缺乏毒性信息的化学品最终进入环境水体,对人类及生态生物产生潜在的危害与风险。提高化学品生物毒性测试与评估技术的通量和效率,是实现毒害化学物质环境与生态健康风险防控的关键。作为一种可以实现高通量测试的脊椎动物模型,斑马鱼胚胎测试在化学品的毒性评估中应用广泛。随着组学技术的发展,毒理基因组学可有效提取毒害化学品致毒过程中干扰生物学通路的信息。这些机制信息可用于对单物质或复合污染物生物毒性的筛选和预测。本文综述了不同斑马鱼胚胎测试技术在化学品毒性筛选评估管理与水环境复合污染毒性监测中的发展和应用,详细介绍了一种新型斑马鱼胚胎简化转录组学技术的方法流程和优势,并探讨了综合斑马鱼胚胎毒性测试、行为分析和组学等不同测试技术在化学品毒性测试、环境监测与评价中的应用前景。

    2018年05期 v.13 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2435K]
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  • 生理毒代动力学模型及其在有机污染物水生生态毒理研究中的应用

    吕银知;张芊芊;赵建亮;姚理;应光国;

    人类生产和生活使用各种人工合成的化学品,种类和数量急剧增长,对生态系统和人体健康造成了极大威胁。因此,亟需采用高效的方法对数量巨大的化合物进行毒性评价。对生理毒代动力学(PBTK)模型的建立过程及其在污染物生态毒理研究中的应用进行了综述。PBTK模型,又称生理药代动力学(PBPK)模型,是利用生理学和解剖学等原理,将生物体简化为用血流连接的肝、肾和脂肪等各组织器官房室,模拟化合物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。模型参数包括生理参数和生化参数2个部分,可用MATLAB等软件进行模拟。模型已应用于数百余种有机污染物在鱼体等水生生物体的毒代动力学模拟。已有模拟结果能够预测化合物在生物体内的有效剂量,对化合物毒性进行评估,并可用于不同物种、不同剂量和不同暴露途径间的外推,有力推进了污染物生态毒理研究工作的开展。

    2018年05期 v.13 11-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
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  • 放射性核素水环境质量标准研究进展

    杜金秋;王震;林武辉;关道明;姚子伟;

    地球环境中广泛存在的放射性核素对人类和其他物种产生辐射安全风险,成为水环境质量的重要指标之一。随着人类生活水平和环境保护意识的提升,以及核与辐射安全复杂的国际形势,放射性核素水环境质量标准的关注度越来越高。饮用水水质标准中的放射性核素限值基于个人辐射剂量标准,评估方法已经建立,并在世界卫生组织、美国、加拿大和日本等国际组织和国家的饮用水水质标准中得到广泛应用。水环境质量标准中的放射性核素限值基于辐射环境、参考生物、个体单位时间内的辐射剂量限值,对此各国际组织和国家相继开展了放射性核素的生态风险评价研究,并逐步制定相关标准。与国际水平相比,我国水环境质量标准存在放射性核素指标数量少、修订频率滞后、科学适用性有待提升等问题。在我国核能发展与生态文明建设的新形势下,加强放射性核素的健康风险和生态风险评价研究,建立健全水环境质量标准中放射性核素指标体系成为我国水环境研究的紧迫任务。

    2018年05期 v.13 27-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
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  • 双酚S和双酚F在水环境中的分布、毒理效应及其生态风险研究进展

    沈杰;刘建超;陆光华;但孝香;

    双酚S(BPS)和双酚F(BPF)作为双酚A(BPA)的替代品在工业中被广泛使用。近年来BPS和BPF在水环境中不断检出,因其难降解、易蓄积,可能会对水生态系统和人体健康造成不利影响。因此对BPS和BPF在水、沉积物等水环境介质中污染状况进行综述,发现BPS和BPF的含量有日益升高的趋势,甚至在某些水体中的浓度超过BPA。然后,从急性毒性、内分泌干扰效应、发育毒性等3个方面,阐述了它们对水生生物产生的毒理效应。并且基于水环境介质中的检出浓度和实验室毒理数据,对水体和沉积物中BPS和BPF的生态风险进行评估,发现沉积物中的风险要高于水体。最后对目前研究局限以及未来的研究方向进行了探讨和展望。

    2018年05期 v.13 37-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2156K]
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  • 纳米银的迁移转化对环境微生物毒性的影响

    卢雪蓉;冯晓丽;刘朝莹;李潜;

    纳米银(AgNPs)因其优越的抗菌、导电、催化等性能,被广泛应用于工业领域和日常生活中,成为当前产量和用量最高的纳米材料之一。但纳米银产品在生产、运输、洗涤、侵蚀、废弃的过程中,不可避免地会被释放到自然环境中。在复杂环境因素影响下,纳米银本身的赋存状态发生转化,并对生态环境构成严重威胁。因此,探究纳米银在环境中的迁移转化过程及其对生态环境的潜在风险成为相关领域的研究热点。针对纳米银研究现状中存在的不足,综述了天然有机质、pH值、溶解氧、离子强度、光照等环境因素对纳米银迁移转化行为以及其对微生物毒性效应的影响,并进一步深入探讨了纳米银的毒理机制,旨在为纳米银的环境行为特征研究以及风险评估提供理论基础。

    2018年05期 v.13 49-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K]
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  • 多氯联苯羟基化代谢物及其雌激素效应研究进展

    黄苑;苏晓鸥;王瑞国;张维;

    多氯联苯作为一种环境内分泌干扰物,具有一定的雌激素干扰效应,导致动物雌激素水平紊乱或功能异常,从而影响生殖、发育或行为。羟基多氯联苯是多氯联苯最主要的活性代谢产物,已经在动物和人体组织中被检出。羟基多氯联苯的化学性质和分子空间构象使其雌激素干扰效应可能较母体化合物更强。因此,它们对人类和动物机体的潜在影响以及由此带来的新的毒理学问题成为内分泌干扰研究领域的热点之一,相关的毒性作用机制需要进一步探索。本文对多氯联苯的代谢途径、羟基多氯联苯在生物体内的暴露水平、雌激素干扰效应及作用机制进行综述。

    2018年05期 v.13 58-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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  • 草甘膦对非靶标生物的毒性研究进展

    张合彩;杨玉娟;石长应;陈广文;

    随着现代农业的飞速发展,农药的使用越来越广泛。草甘膦作为全球销量最大的农药除草剂,在自然环境中广泛存在,其对生态环境和人类健康的影响越来越受到人们的关注。文中从水生/两栖动物、土壤生物、哺乳动物以及人群等4个方面对除草剂草甘膦对非靶标生物的毒性研究概况进行综述,并对该领域未来发展趋势做了简要分析与展望,以期为草甘膦的生态安全和环境风险评价提供数据资料,为其合理使用提供理论指导。

    2018年05期 v.13 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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专论

  • 环境DNA(eDNA)宏条形码技术对枝角类浮游动物物种鉴定及其生物量监测研究

    孙晶莹;杨江华;张效伟;

    环境DNA(eDNA)宏条形码(Metabarcoding)技术越来越多地被应用于环境中物种定性识别,但如何定量监测物种在环境中的丰度尚未得到解决。本研究以太湖流域常见的5种浮游动物拟同形溞、大型溞、蚤状溞、多刺裸腹溞、老年低额溞为研究对象,建立了一种基于eDNA宏条形码技术的物种定量方法,并与实时荧光定量PCR(qPCR)相比较,研究了eDNA宏条形码技术多物种定量的准确性。结果表明,PCR引物对eDNA宏条形码的物种检测和定量影响显著。313 bp COI313引物对浮游动物物种覆盖度高,但是物种间DNA扩增的偏好性大,不适用于eDNA宏条形码定量检测。基于COI序列重新设计的短COI116引物能够同时检测出所有5个物种。荧光定量PCR(qPCR)物种拷贝数与物种相对占比呈正相关。eDNA宏条形码所检出每个物种的序列数与qPCR定量拷贝数高度一致。综上,eDNA宏条形码技术可实现对浮游动物物种的半定量检测,在生物多样性监测和生物完整性评价有显著的应用价值。

    2018年05期 v.13 76-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K]
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  • 我国地表水中磷酸三苯酯的多层次生态风险评估

    罗莹;刘娜;徐建;胡秀峰;许宜平;金小伟;

    磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)在电缆材料、塑料制品中被大量使用,是地表水中检出频率最高的有机磷酸酯类阻燃剂之一,近年来受到广泛关注。本文通过文献检索TPP的地表水环境暴露浓度以及对水生生物的毒性效应浓度,利用风险商(hazard quotient,HQ)和概率生态风险评价法(probabilistic ecological risk assessments,PERA)对我国主要地表水中的TPP进行多层次生态风险评价。结果显示,TPP在我国地表水中的浓度为0.2~96.3 ng·L~(-1),以生存为测试终点的急性毒性数据推导出的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)为36.49μg·L~(-1),而以繁殖、发育和生长等为测试终点的慢性毒性数据推导出的PNEC值为1.30μg·L~(-1)。基于急、慢性毒性数据计算的风险商均小于0.1。我国地表水中TPP对0.1%到1%的水生生物造成繁殖、发育和生长等慢性毒性影响的概率分别为1.40%和0.04%,存在较低的潜在生态风险。

    2018年05期 v.13 87-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]
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  • 林丹通过MAPK和UPR通路与干扰线粒体功能诱导黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)肿瘤细胞迁移

    沈佳颖;于振洋;尹大强;李文哲;

    环境污染物增加癌症死亡率的潜在机理研究尚需开展。选择与癌症致死显著相关的林丹作为目标物质,将黑腹果蝇作为受试生物进行暴露,对1 000μg·L~(-1)和对照组的果蝇样本进行实时聚合酶链式反应(RT-PCR),检测发现参与调控癌症细胞迁移的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路中的MEKK和p38α、未折叠蛋白反应(UPR)中的ATF4、Ire1、PERK和XBP1等基因的表达量呈现显著下调(P<0.05)。通过肿瘤迁移品系果蝇统计林丹暴露下肿瘤细胞迁移率,结果显示肿瘤细胞迁移率随林丹浓度升高而增加,1 000μg·L~(-1)林丹暴露组与对照组的果蝇肿瘤细胞迁移率分别为69.2%和45.9%,具有显著性差异(P<0.05)。进一步的RNA测序结果表明,高浓度暴露组与对照组之间存在380个基因具有显著性差异(P<0.05),其中含169个上调基因和211个下调基因。差异基因主要涉及水解酶催化活性(42个基因)、神经系统(20)、对化学刺激的感知(6)和线粒体(5)。差异基因的富集分析表明林丹的暴露主要改变蛋白水解过程(83个基因)、胞外区域(84)和催化活性(311),其对应的平均富集因子分别为1.59、1.52和1.24(P<0.001)。差异基因的表达解释了林丹的暴露不仅致使线粒体功能障碍,而且影响蛋白水解酶活性,加速胞外基质降解,为肿瘤细胞迁移供能并提供微环境。

    2018年05期 v.13 97-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1078K]
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  • 磺胺和四环素类抗生素对大肠杆菌联合突变效应的研究

    宋雪薇;马清萍;于洋;宋春磊;林志芬;张饮江;

    抗生素的滥用造成的环境安全问题已不可忽视,关于抗生素联合毒性效应研究较多,但联合突变效应研究较少。因此,本文以大肠杆菌为受试生物,研究了2种磺胺类抗生素(磺胺氯哒嗪(SCP)、磺胺二甲嘧啶(SMZ))和3种四环素类抗生素(二甲胺四环素(MH)、盐酸四环素(TH)和盐酸强力霉素(DH))单一及联合暴露时对大肠杆菌的突变效应。结果表明:在单一暴露下,磺胺类抗生素会促进大肠杆菌的突变效应,四环素类抗生素没有明显的促进作用;联合暴露下,磺胺类抗生素对大肠杆菌突变效应为相加,磺胺和四环素类抗生素对大肠杆菌突变效应为拮抗。本研究初步探索了抗生素对大肠杆菌的联合致突变风险,为今后环境中抗生素混合暴露的生态风险评价和抗生素污染控制标准制定提供一种理论支撑。

    2018年05期 v.13 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2795K]
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  • 磺胺类化合物对大肠杆菌突变QSAR预测模型初探

    巫晓丹;马清萍;宋春磊;林志芬;印春生;

    抗生素被广泛应用于医疗、农业和畜牧业等领域,但是长期滥用会促进细菌的突变作用。本文以大肠杆菌(E.coli)为受试生物,测定了10种磺胺类抗生素(SAs)单一暴露时对E.coli的突变效应,采用物化参数Ebinding(抗生素与其靶蛋白的相互作用能力)与突变效应参数lgRC0-2(最高可观测突变促进效应浓度)或lgRCmax(突变促进率最大值对应的浓度),建立了突变效应的QSAR模型,并采用雷达图进行验证。结果表明,lgRC0-2与Ebinding模型和lgRCmax与Ebinding、DMG(偶极矩)模型的拟合系数R2分别是0.888、0.873,即lgRC0-2或lgRCmax与Ebinding相关性均较好,可能由于磺胺类化合物(SAs)会作用于叶酸合成通路,影响嘌呤、嘧啶碱基的合成,从而对E.coli的突变具有促进效应,且雷达图验证表明,上述2个模型均具有良好的内部预测能力。本研究有望为抗生素使用带来的生态风险评价以及药物设计提供相关指导。

    2018年05期 v.13 118-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 4358K]
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  • 均分等效面设计法的建立及其用于三组分混合物等效面的构建

    葛会林;陶珊珊;朱祥伟;袁宏球;吕岱竹;

    等效线与等效面在化学混合物毒性相互作用评价方面具有综合、直观、有效等特点。但目前等效面尚无有效的绘制方法,主要原因是三元混合物组分浓度配比缺乏有效、直观的试验设计方法。根据三组分混合物等效面的三角形特征,提出了一种新的均分等效面设计(EESD)方法用于三元组分浓度配比试验设计。最终,得到了组分的9个毒性单位(EC50)比,分别是1:1:7、4:1:4、2:2:5、1:4:4、7:1:1、5:2:2、4:4:1、2:5:2、1:7:1。按照惯例还增加一个毒性单位比1:1:1的等毒性浓度比混合物射线。组分两两混合按照直接均分射线法进行毒性单位比1:5、2:4、3:3、4:2、5:1设计15个二元混合物射线。单个组分在浓度轴上的3个ECx点构成了等效面的3个顶点。这28个等效点采用基于三角形的3次插值得到混合物x%效应的观测等效面。基于EESD构建了[BMIM]BF4、灭多威、敌敌畏的混合物对乙酰胆碱酯酶抑制效应为80%、50%、20%的等效面。等效面分析表明,除了1:1:7混合物射线在80%与50%效应时为拮抗作用外,三元混合物体系总体上为加和作用。同时给出了三元混合物EESD方法设计的一般规则。EESD方法可有效用于三元组分的浓度配比优化设计与三维等效面的绘制。

    2018年05期 v.13 128-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 3987K]
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  • 基于FH插值法构建的二元有机磷农药联合作用新模型在等效线图法中的研究

    朱涛;赵前进;王春花;

    为探讨基于FH插值法构建的二元有机磷混合物联合作用新模型在等效线图法中的应用,选择野生型秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为受试生物,测定敌敌畏(DDVP)和久效磷(MCP)的单一毒性以及二元联合毒性;依据单个农药作用线虫4 h的急性毒理试验结果,以等效线图法原理绘制30%、50%和70%线虫死亡效应的浓度加和等效线及置信区间(CI);利用二元混合农药联合作用结果,基于FH插值法建立二元有机磷农药混合物联合作用模型;利用等高线与混合物联合作用曲面,绘制30%、50%和70%线虫死亡效应下混合农药的观测等效线。结果表明:DDVP、MCP单一作用线虫4 h的LC30、LC50和LC70及CI分别为35.40(26.85~41.64)、43.55(36.00~50.76)、53.58(45.99~64.95)μmol·L~(-1)和13.15(9.12~16.07)、16.96(13.35~20.55)、21.87(18.11~28.36) mmol·L~(-1); 30%、50%和70%线虫致死效应的观测等效线均在加和等效线置信区间内,表明DDVP与MCP混合农药的联合作用表现为相加作用,与多元统计分析结果一致。上述研究实现了对二元有机磷农药混合物联合作用下任一效应观测等效线的预测,并为全面有效地评价二元混合物联合作用效应提供了新的方法。

    2018年05期 v.13 140-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K]
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  • 腈菌唑不同对映体对丽斑麻蜥性腺系统的影响

    朱飞龙;郝伟玉;尹晶;常静;李济彤;李建中;李伟;王会利;

    腈菌唑(myclobutanil,MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。腈菌唑手性单体具有不同的生物活性,但很少有其对爬行动物的对应选择毒性研究。为了评估腈菌唑手性单体对丽斑麻蜴性腺系统的毒性影响,将MT1(50 mg·kg-1)和MT2(50 mg·kg-1)以经口灌胃方式分别暴露给蜥蜴28 d。暴露期间,记录观察蜥蜴体重、血液中性激素(睾酮T和雌二醇E2)浓度以及性腺相关基因(3β-HSD、17β-HSD、CYP11A、CYP17、CYP19A、ER-α和AR)的表达图谱的变化。在MT1暴露组中,蜥蜴体重在28 d出现明显下降。而在MT2暴露组中,蜥蜴体重没有明显变化。雄性蜥蜴在经过1 d的暴露后,E2浓度在MT1暴露组中明显下降,而在MT2暴露组中明显上升。这些结果表明了腈菌唑手性单体的对映选择性毒性。在MT2暴露14 d后,雌性蜥蜴中CYP19A基因的表达上调弥补了体内E2浓度的降低。在MT1暴露的14 d,蜥蜴卵巢中观察到的CYP11A和CYP17基因表达下调以及CYP19A基因表达不变的这一现象解释了蜥蜴血液中E2和T的浓度减少。这些结果表明:MT1和MT2暴露对蜥蜴体内性激素造成不同的影响,而这些影响会相应改变性腺相关基因的表达。综上所述,MT1和MT2对性腺系统具有潜在的内分泌干扰效应,可能对蜥蜴造成不同程度的生殖损伤。

    2018年05期 v.13 147-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1366K]
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  • 腈菌唑手性单体对雄性丽斑麻蜥肝脏代谢功能的影响

    朱飞龙;郝伟玉;胡晓;焦萌;常静;李济彤;李建中;李伟;王会利;

    腈菌唑(MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。为评估腈菌唑单体暴露对丽斑麻蜥(Eremias argus)肝脏代谢功能的毒性影响,研究了MT1(5 mg·kg~(-1))和MT2(5 mg·kg~(-1))暴露28 d下蜥蜴体重、肝组织病理学和代谢相关基因表达的变化。结果显示,MT1暴露组的蜥蜴体重在28 d时出现显著下降。在MT1和MT2暴露后,蜥蜴的肝组织均出现了不同程度的病理学变化。在MT1暴露下,基因CYP1A1、CYP2D6、CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达水平未发生显著变化,而基因CYP2C8A的表达显著上调。在MT2暴露下,基因CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达未发生明显变化;基因CYP1A1和CYP2C8的表达显著下调;基因CYP2D6的表达显著上调。不同腈菌唑单体对蜥蜴体重、肝组织病理学以及代谢相关基因的表达影响不同,具有一定的对映选择性。

    2018年05期 v.13 156-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K]
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  • 百草枯急性暴露对肝细胞L-O2的毒理研究

    许梦川;谈勇;李小满;李前;吴跃峰;李东明;

    百草枯(paraquat,PQ)是目前农业生产上使用较为广泛的除草剂,PQ毒性极大,能造成人和动物多器官损伤。因肝脏是主要的受损器官之一,故以肝细胞L-O2为研究对象,探讨PQ急性暴露对肝细胞产生的毒理影响。结果显示在40!640μmol·L~(-1)暴露浓度下作用24 h,PQ显著抑制肝细胞L-O2的增殖活性(P<0.01),半抑制浓度(IC50)为263.2μmol·L~(-1)。将肝细胞L-O2暴露于不同浓度的PQ(60、120、180和250μmol·L~(-1)),作用24 h后,与对照组相比,PQ暴露组的活性氧(ROS)累积和细胞凋亡率都表现出明显的浓度依赖性升高(P<0.01; P<0.05),细胞周期阻滞在S期。Western blot结果显示,除60μmol·L~(-1)外的其他暴露组中活化的胱天蛋白酶9(caspase-9)表达显著上调,Bax和Bcl-2的比值显著增大,提示细胞凋亡机制可能与内源性线粒体通路的激活有关。此外,碳酸酐酶9(CA9) mRNA表达显著升高,提示PQ暴露下可能引起酸性代谢产物出现,对细胞产生酸毒害,但其内在的机制还需进一步研究。

    2018年05期 v.13 163-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2126K]
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  • 湖北农村燃柴和燃煤家庭大气多环芳烃污染特征和呼吸暴露风险

    彭彬;苏玉红;杜伟;卓少杰;韵潇;刘伟健;陈源琛;沈国锋;陶澍;

    以具有致癌毒性的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)为对象,本研究于2014年1月(冬季)在湖北恩施农村地区使用煤炭和薪柴的家庭中同步采集了室内外空气样品,分析了室内外空气中28种PAHs(∑PAH28)的浓度水平、成分谱和粒径分布,重点比较了不同燃料家庭的污染特征差异,并据此估算了暴露人群的健康风险。结果表明,在燃煤家庭,∑PAH28的室内和室外浓度分别是(507±449) ng·m~(-3)和(120±18) ng·m~(-3);而在燃柴家庭,其室内和室外∑PAH28浓度分别是(849±421) ng·m~(-3)和(268±44) ng·m~(-3)。受室内排放源影响,室内PAHs浓度显著高于室外,室内外∑PAH28浓度比值在2~13。颗粒态PAHs主要集中在细颗粒物上,PM1.0(空气动力学直径小于1.0μm)上的PAHs占到颗粒态PAHs的50%~80%。燃煤家庭的居民因PAHs呼吸暴露导致的终生致癌风险的中位数是1.8×10~(-5)(四分位距是1.2×10~(-5)~3.1×10~(-5)),使用薪柴的家庭人群暴露风险7.1×10~(-5)(6.5×10~(-5)~7.8×10~(-5))。无论是燃煤还是薪柴的家庭,居民因PAHs呼吸暴露导致的终生致癌风险均超过10-6的可接受风险水平,表明该地区的高浓度PAHs污染致使当地人群存在较高的致癌风险。

    2018年05期 v.13 171-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K]
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  • 室内粪土模型中土霉素对主要反硝化基因转录水平和菌群结构特征的影响

    林曼霞;邹勇;孙永学;

    反硝化作用在土壤氮素循环中扮演着重要角色,而国内研究抗生素残留对反硝化作用的报道仍然较少。本实验通过构建室内抗生素-粪便-土壤模型,以研究空白组(0μg·kg~(-1))、低浓度组(20μg·kg~(-1))、中浓度组(200μg·kg~(-1))和高浓度组(2000μg·kg~(-1))土霉素对施加鸡粪后土壤中反硝化作用的影响。利用荧光定量PCR(qPCR)和限制性末端片段长度多态性(TRFLP)方法分析反硝化基因(nirS、nirK、narG和nosZ)的响应特征及反硝化菌群结构特点。qPCR定量结果表明低、中浓度土霉素对携带nirS、nirK基因的菌群有促进作用,而高浓度组则表现为抑制作用,而携带nosZ基因的菌群对土霉素的胁迫反应较迟钝。T-RFLP结果显示不同浓度土霉素并没有改变携带nirS基因和nosZ基因的优势菌群结构,而随着暴露时间的延长,携带nirS基因的反硝化优势片段在第30~60天之间发生了变化。这些结果表明不同浓度土霉素可以影响反硝化菌群丰度,但是却无法影响优势菌群,而土壤中其他因素可能对优势菌群的影响更大。

    2018年05期 v.13 182-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 2238K]
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  • 胚胎期草甘膦铵盐暴露对中华鳖幼体的表型与生理表现的影响

    叶梦婷;傅诗雨;岑绮雯;吴琼;胡英超;陆洪良;

    草甘膦是全球范围内生产与使用量最大的除草剂。虽然草甘膦制剂被分于低毒等级,但是许多研究显示其对动物的生理、行为表达具有广泛的干扰作用。本研究将中华鳖胚胎暴露于不同浓度的草甘膦铵盐溶液以评估草甘膦除草剂对其胚胎发育及孵出幼体表型及生理表现的影响。结果显示:一定浓度范围(5~5 000 mg·L~(-1))内,草甘膦铵盐对中华鳖胚胎发育速率、孵出幼体大小、游泳能力、肝脏甘油三酯含量、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量以及热激蛋白70 mRNA相对表达量无显著影响。结果表明:一定浓度范围草甘膦除草剂暴露对中华鳖胚胎发育的影响较小,不改变孵出幼体的表型及其生理表现。

    2018年05期 v.13 190-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K]
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  • 低剂量丙烯酰胺多世代持续暴露对秀丽隐杆线虫的损伤作用

    屠泽慧;聂文;郭肖颖;蔡克周;

    论文研究了丙烯酰胺(acrylamide,AA)低剂量多代持续暴露对模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C.elegans)的发育、生殖、寿命和捕食行为能力的影响。将线虫暴露于不同剂量水平的AA中,检测对当代线虫的发育周期、后代数量、寿命和捕食行为的影响,结果显示,1.0 mmol·L~(-1)AA水平可诱发当代线虫发育周期延长和后代数量减少(P <0.05),0.05mmol·L~(-1)和0.001 mmol·L~(-1)水平可分别诱发捕食行为能力下降和寿命缩短(P<0.05)。进一步选取对当代线虫不产生明显损伤效应的AA剂量,将线虫进行多代持续暴露处理,结果显示,0.01 mmol·L~(-1)AA分别可在第2代g1和第3代g2诱发发育周期延长和后代数量减少(P<0.05),0.005 mmol·L~(-1)AA可在第2代g1引起摄食行为能力下降,0.0001 mmol·L~(-1)(约7μg·L~(-1),低于推测人的平均AA暴露水平)的AA在第2代g1即可诱发寿命缩短(P<0.05)。以上结果表明AA生物学毒性可以在后代间积累,极低剂量AA多代持续暴露仍可诱发生物学损伤。

    2018年05期 v.13 200-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K]
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  • 市政污水处理厂二级出水消毒前后对斑马鱼幼鱼的毒性

    张雅晶;缪恒锋;张晓夏;阮文权;

    为了探究消毒副产物(DBPs)的氧化损伤和神经毒性作用,选择幼年斑马鱼作为模式生物,研究了市政污水处理厂二级出水和经次氯酸钠(NaClO)消毒后的二级出水对斑马鱼体内过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量和乙酰胆碱酯酶(Ach E)活性的影响。结果表明,暴露时间达到10 d时,MDA含量显著高于对照,且消毒后MDA含量增幅(91.43%)显著高于消毒前(44.36%);暴露时间达到15 d时,CAT活性被显著抑制,且消毒后抑制率(40.22%)显著高于消毒前(15.56%);说明消毒后暴露组对斑马鱼的氧化损伤强于消毒前。另外,消毒前后污水对Ach E活性抑制率分别为38.49%和48.50%,说明消毒后污水对斑马鱼的神经毒性更大。因此,经NaClO消毒后的市政污水处理厂二级出水中DBPs对斑马鱼的抗氧化防御系统和神经系统具有潜在影响。

    2018年05期 v.13 208-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 2850K]
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  • 短链氯化石蜡(SCCPs)和多环芳烃(PAHs)联合暴露对HepG2细胞抗氧化系统的影响

    王菲迪;张海军;耿柠波;任晓倩;张保琴;宫玉峰;陈吉平;

    环境污染物的低剂量、联合毒性效应已经成为毒理学研究中的热点问题。短链氯化石蜡(SCCPs)和多环芳烃(PAHs)都是典型的有机污染物且在人母乳和血液中都以较高的浓度水平存在。为探究PAHs和SCCPs的联合暴露毒性效应,选择了HepG2细胞作为受试模型,测定了PAHs、SCCPs和它们的混合物暴露后细胞增殖活性及抗氧化系统指标。结果表明,PAHs和SCCPs暴露都能引发ROS的产生,两者混合时更加剧了ROS的产生,表现为协同效应。另外,PAHs和SCCPs暴露都能引起过氧化物歧化酶(SOD)活性的降低,因此两者混合时共同抑制SOD酶活性,表现为协同效应。而PAHs引起过氧化氢酶(CAT)活性升高,SCCPs则显著抑制CAT酶活性,两者联合暴露时CAT酶活性仍降低,但表现为拮抗效应。另外,PAHs和SCCPs暴露都引起谷胱甘肽(GSH)含量的轻微下降,只有SCCPs暴露引起丙二醛(MDA)含量显著升高,而两者联合暴露对GSH含量和MDA含量的影响表现为拮抗效应。表明不管是PAHs和SCCPs单独暴露还是联合暴露都能够干扰HepG2细胞内部的抗氧化系统,破坏抗氧化系统和自由基之间的平衡,使细胞氧化性损伤,甚至造成细胞凋亡。

    2018年05期 v.13 218-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
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  • 锌在不同磷源条件下对铜绿微囊藻生长与产毒的影响

    王举;李婧;陈荣;沈莹;

    针对磷和微量元素对藻类生长的共同作用,研究不同磷源条件下锌对藻细胞生长与产毒的影响。实验选用铜绿微囊藻为藻种,分别以无机磷磷酸氢二钾(K_2HPO_4)、小分子有机磷甘油磷酸钠(NaGly)和大分子有机磷卵磷脂(LEC)为磷源,研究不同锌(Zn~(2+))含量对藻细胞的藻密度、碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,APA)以及胞内藻毒素(MC-LR)的影响。研究发现:以NaGly为磷源时微量元素锌对藻细胞生长的促进效果显著,而以K_2HPO_4或LEC为磷源时,锌含量的变化对藻细胞生长无显著影响。APA不仅与磷源有关而且与锌含量相关,以LEC为磷源时的APA显著高于以K_2HPO_4或NaGly为磷源时的APA,且锌含量越低APA越低,以K_2HPO_4为磷源时锌含量越低APA越高,而锌对以NaGly为磷源时的APA几乎没有影响。磷源与微量元素锌对藻细胞的产毒均产生影响,NaGly有利于藻毒素的产生; LEC不利于藻细胞的产毒,但锌含量越低藻细胞的产毒量越多。综上所述,磷源与微量元素锌共同作用对藻细胞的生长与产毒产生影响,小分子有机磷NaGly与锌的效果显著。

    2018年05期 v.13 226-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 2167K]
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  • 2种新烟碱类杀虫剂对秀丽隐杆线虫神经毒性研究

    何雪珠;李洪博;胡亚茹;刘馥雯;林森;陆强;林匡飞;

    新烟碱类(neonicotinoids)是一种类似于烟碱的内吸性杀虫剂,选择性作用于昆虫的中枢神经系统。目前,有关新烟碱类杀虫剂对非靶标生物的生态风险引发了全球的广泛关注。本文采用土壤生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为受试生物,探究2种新烟碱类杀虫剂吡虫啉(imidacloprid)和呋虫胺(dinotefuran) 24 h暴露(1μg·L~(-1)~10 mg·L~(-1))后,对秀丽线虫运动行为、摄食行为以及乙酰胆碱酶(ACh E)活性和相关基因(ace,mtl)转录水平的影响。结果表明,2种新烟碱类杀虫剂均对秀丽线虫的生理指标具有随着浓度增加而抑制的效应,其中头部摆动是最为敏感的生理指标,10μg·L~(-1)吡虫啉暴露水平和100μg·L~(-1)呋虫胺暴露水平时,线虫头摆频率相较于对照组有显著减少(P <0.01),其次是身体弯曲>摄食>AChE活性(吡虫啉)和摄食>AChE活性>身体弯曲(呋虫胺),相关基因转录水平没有发现与浓度具有相关的效应,但在环境浓度下的暴露有明显的变化。新烟碱类杀虫剂对秀丽线虫的神经毒性作用表明了其对土壤中非靶标生物具有一定的生态风险。

    2018年05期 v.13 235-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 1222K]
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  • 草甘膦对雄性大鼠睾酮合成的影响

    赵焕焕;庚天琦;张燕;张旸;

    探讨草甘膦亚慢性染毒对雄性大鼠睾酮合成的影响。雄性SD大鼠按体重随机分为对照组(0 mg·kg~(-1))、低剂量组(50 mg·kg~(-1))、中剂量组(200 mg·kg~(-1))和高剂量组(800 mg·kg~(-1)),连续灌胃染毒,第4、8和12周时分别处死一批动物,采集血液和脏器。放射免疫分析法检测大鼠血清中卵泡刺激素(follicle stimulating hormone,FSH)、黄体生成素(luteinizing hormone,LH)、睾酮(testosterone,T)、雌二醇(estradiol,E2)水平; HE染色法(苏木精-伊红染色法)观察睾丸病理学变化;免疫组化法检测3β-羟基类固醇脱氢酶(3beta-hydroxysteroid dehydrogenase,3β-HSD)、类固醇激素合成急性调节蛋白(steroid synthesis of acute regulatory protein,St AR)、细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶(cytochrome P450 cholesterol side chain lyase,P450scc)和17β-羟基类固醇脱氢酶(17beta-hydroxysteroid dehydrogenase,17β-HSD)蛋白表达水平。随染毒剂量和时间的增加,大鼠血清FSH和T水平呈下降趋势,第12周高剂量组FSH水平明显低于对照组(P<0.05),第8周和第12周高剂量组T水平明显低于对照组(P<0.05),LH和E2水平各组间无统计学差异(P>0.05)。组织病理学可见中、高剂量组睾丸生精小管、生精细胞、间质区结构被破坏。随草甘膦染毒剂量的增加,St AR和P450scc蛋白表达水平与对照组相比显著下降(P<0.05),3β-HSD和17β-HSD蛋白表达水平在各组间无差异(P>0.05)。草甘膦能降低血清T水平,抑制T合成相关蛋白St AR和P450scc的表达,干扰T的合成过程,具有雄性生殖毒性作用。

    2018年05期 v.13 242-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 1941K]
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  • 氯霉素对大型溞的急性和慢性毒性效应研究

    杨灿;沈根祥;胡双庆;朱英;张洪昌;曹国民;

    氯霉素是一种具有广谱杀菌作用的抗生素,曾在水产养殖中广泛使用,虽然目前已被列入我国渔药禁用清单,但在水环境中仍被大量检出。为探究氯霉素对水生生物的毒性作用,选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,研究氯霉素对其急性毒性和慢性毒性效应,同时建立了氯霉素的高效液相色谱(HPLC)分析方法,通过实测浓度分析确保实验过程中氯霉素浓度保持在可接受范围内。结果表明:氯霉素对大型溞的48 h半数抑制浓度(EC50)为129.5 mg·L~(-1),95%置信区间为124.4!150.9mg·L~(-1),对溞类的急性毒性为低毒;长期暴露能抑制大型溞的产溞数量,以繁殖量为毒性指标,21 d无可观察效应浓度(NOEC)为1.25 mg·L~(-1),最低可观测效应浓度(LOEC)为2.50 mg·L~(-1);各暴露组实测浓度范围在配制浓度的80%~110%,保证了实验的有效性。同时,利用实验获得的急慢性毒性数据,计算氯霉素对大型溞的急慢性毒性比(ACR),发现利用慢性毒性求得的ACR值比利用急性毒性EC10求得的ACR值更接近推荐值。研究表明氯霉素对大型溞的急性毒性低,但具有慢性毒性效应,其环境风险不容忽视。

    2018年05期 v.13 248-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 664K]
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  • 苯胺对小鼠成纤维细胞L929的体外毒性评价

    蒋伟;朱洪坤;清江;

    探讨不同浓度的苯胺化合物对小鼠成纤维细胞L929的体外毒性作用,为满足危险化学品分类鉴定和风险评估需求、更好地预防环境化合物对人体健康的损害提供理论依据。体外培养L929细胞,分别将不同浓度的苯胺化合物(0、0.001、0.01、0.1、1、10μg·mL~(-1))加入培养基中处理细胞,在不同时间点分别取材,MTT检测细胞增殖率,AO/PI染色检测细胞存活率,Annexin V-PI染色后流式细胞仪检测细胞凋亡,相关检测试剂盒测定细胞内活性氧(ROS)的含量及总谷胱甘肽的含量。结果表明,高浓度(1、10μg·mL~(-1))的苯胺化合物对L929细胞的生长和增殖具有显著的抑制效应。即使浓度降低至0.1μg·mL~(-1),在处理48 h后,细胞的存活数量显著下降,说明其对细胞增殖具有浓度和时间的累积效应和依赖性。同时,对各组细胞采用流式细胞仪测定细胞凋亡,发现低浓度的苯胺对细胞凋亡影响并不明显,但高浓度的苯胺处理后,细胞凋亡和坏死数量显著增加。ROS含量和GSH含量检测结果显示,较低浓度的苯胺对细胞氧化应激反应并无显著影响,但浓度至0.1μg·mL~(-1)时,细胞较对照组出现明显的氧化应激反应,说明细胞已受损,再继续培养将会导致细胞死亡。上述研究结果提示,高浓度苯胺化合物可显著影响L929细胞存活率,且具有时间和浓度累积效应。其毒性机制可能与细胞内活性氧增加、谷胱甘肽耗竭有关。

    2018年05期 v.13 256-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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  • 磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯对L-02肝细胞氧化应激及凋亡损伤机制

    夏沪彬;陈超;李辉;张运超;王平;庄金龙;安澈;鲁军;

    在各类环境介质及生物体甚至人体中都检测到有机磷阻燃剂磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(tris(1,3-dichloro-2-propyl)phosphate,TDCPP)的存在,为探究TDCPP对人体健康的毒性作用,选取人体正常肝细胞L-02细胞作为模型,考察在体外暴露条件下TDCPP对L-02细胞的细胞存活率、凋亡、氧化应激以及p53通路相关基因方面的影响。MTT结果显示,24 h、48 h、72h的半数致死浓度(LC50)分别为:116.56μmol·L~(-1)、81.89μmol·L~(-1)、65.11μmol·L~(-1)。TDCPP暴露24 h条件下,随着TDCPP暴露浓度的增加,细胞的凋亡率和活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平也逐渐增加,100μmol·L~(-1)浓度条件下凋亡高达25.58%±1.61%,ROS水平是对照组的2.07±0.07倍。实时荧光定量PCR法检测线粒体凋亡通路相关基因的表达情况,在TDCPP刺激下,Bax、caspase-3、caspase-9、p53和Apaf-1相对表达量增加,Bcl-2相对表达量减少。蛋白免疫印迹法检测发现Bax/Bcl-2和caspase-3均随浓度增加而递增。本研究为综合评估TDCPP的生物和环境健康毒理效应提供了实验数据及理论支持。

    2018年05期 v.13 262-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 2155K]
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  • 广州市居民食品砷摄入的健康风险评价

    廖文;吴烨;汪光;赵文博;李艳静;李开明;陈中颖;任秀文;吴仁人;

    从暴露途径来看,食物是人体砷暴露的主要途径之一。从饮食结构来看,广州市居民膳食主要来源于谷类食品,同时鱼虾类总体平均摄入量约为全国总体平均摄入量的2倍。因此,在分析广州市市场大米和海鲜这2种典型食品中砷含量的基础上对广州市居民食品砷摄入的健康风险进行了评价。分析了广州市场上的26种不同品牌的大米中的总砷含量,其含量范围为0.082~0.171μg·g~(-1),平均浓度为(0.127±0.027)μg·g~(-1),满足绿色食品大米标准(≤0.40μg·g~(-1))。在14种鱼虾蟹贝类海鲜中的砷含量分析基础上,计算得出广州市场上鱼类中总砷的平均含量为0.488μg·g~(-1),虾蟹贝类中总砷的平均含量为3.44μg·g~(-1),相比较国内外,广州市场鱼虾蟹中砷的含量整体处于中间水平。最后综合文献调研中其他主要食品中砷的含量,计算得出广州市成人通过食品每日摄入总砷的量为5.08μg·kg~(-1)BW·d~(-1)。建议日常饮食需要特别控制每日海鲜的摄入量,尤其是砷含量较高的濑尿虾、红虾及红蟹、花蟹。

    2018年05期 v.13 272-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]
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  • 增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯对雄性小鼠生殖毒性的氧化损伤机制

    陈莹莹;葛淑珍;黄健;张也;向先兰;武阳;晏彪;马萍;

    研究增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯(diisononyl phthalate,DINP)对雄性小鼠生殖毒性的氧化损伤机制,以昆明雄性小鼠为受试动物,随机分为7组,包括空白对照组(生理盐水),4个DINP暴露组(0.2、2、20和200 mg·kg~(-1))和褪黑素(melatonin,Mel)对照组50 mg·kg~(-1)、Mel处理组(200 mg·kg~(-1)DINP+50 mg·kg~(-1)Mel),灌胃14 d。以睾丸组织匀浆测定活性氧(ROS)、还原型谷胱甘肽(GSH)和8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)含量;以睾丸组织细胞测定DNA-蛋白交联(DPC)系数。随着DINP暴露剂量的增加,DINP暴露组睾丸组织ROS、8-OHdG含量和DPC系数逐渐上升,GSH含量逐渐降低,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01); Mel处理组ROS、8-OHdG含量和DPC系数相应降低,GSH含量逐渐上升。雄性小鼠睾丸组织形态观察结果表明,随着DINP暴露剂量的增加,小鼠睾丸组织的病理损伤程度呈上升趋势。实验结果表明,较高剂量(≥20 mg·kg~(-1))的DINP能造成小鼠睾丸组织的病理损伤和氧化损伤,50 mg·kg~(-1)Mel的抗氧化能力可以有效对小鼠睾丸组织起保护作用,使组织损伤减轻,即生殖毒性减弱。

    2018年05期 v.13 281-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 2256K]
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  • 三氯化铝在酸性环境中对斑马鱼幼鱼运动及学习记忆能力的影响

    张萍;贺凯宏;陈建平;尚楠;牛侨;张勤丽;

    以斑马鱼胚胎和幼鱼为实验对象,探讨三氯化铝(Al Cl3)在酸性环境中对斑马鱼幼鱼运动能力及学习记忆的影响。将受精后6 h(hours post-fertilization)的斑马鱼胚胎分成2个大组,分别为对照组和三氯化铝组,以观察三氯化铝的毒性作用。每一大组又分为中性(pH7.4)、微酸(pH6.4)和酸性(pH5.4)组,以观察酸性环境分别及与三氯化铝的共同毒性作用。分别采用72 hpf斑马鱼幼鱼机械逃避反射实验、144 hpf斑马鱼幼鱼自发运动、168 hpf单一多次光刺激斑马鱼幼鱼实验等探讨在中性、微酸和酸性环境下暴露铝离子对斑马鱼幼鱼运动能力以及学习记忆的影响。结果显示:与中性环境下的三氯化铝组相比,微酸和酸性环境下的三氯化铝组可以使斑马鱼幼鱼机械逃避次数减少(P<0.05),平均速度和移动距离下降(P<0.001),斑马鱼幼鱼运动轨迹杂乱无章,自发触壁活动减少;单一多次光刺激实验结果发现,微酸和酸性环境下的三氯化铝组使斑马鱼幼鱼到达平台速度的光照次数显著增加且差异具有统计学意义(P<0.001)。以上结果说明,三氯化铝在微酸和酸性环境下,能导致斑马鱼幼鱼运动能力及学习记忆能力下降,并且酸度值越小,对斑马鱼幼鱼运动和学习记忆的影响更显著。酸度值与三氯化铝之间存在协同作用,酸性环境可以使三氯化铝毒性增加。

    2018年05期 v.13 288-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 2290K]
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  • 纳米四氧化三铁吸附水中六价铬后的复合物对HEK293细胞的毒性研究

    李专;刘淼;陈明辉;张竹青;

    磁性纳米粒子是一种环境友好型吸附剂,广泛应用于废水中重金属的处理。目前,有不少关于纳米粒子毒性的研究,但对处理后的纳米粒子和金属的复合物的毒性却鲜有研究。本文利用纳米四氧化三铁(MNPs)吸附水中的铬离子,以人胚胎肾细胞HEK293为生物模型,通过测定细胞活力、活性氧含量以及细胞摄取量等试验,评估磁性纳米四氧化三铁吸附六价铬后的复合产物对HEK293细胞的毒性。实验结果显示:在本实验浓度和作用时间下,Cr(Ⅵ)离子能够进入细胞,产生氧化应激,并引起细胞毒性;与Cr(Ⅵ)离子相比,磁性纳米四氧化三铁吸附Cr(Ⅵ)后的修复产物MNPs/Cr(Ⅵ)对HEK293细胞无明显毒性效应,MNPs/Cr(Ⅵ)复合物在细胞内的摄取极少,只有极少数颗粒通过内吞的方式进入细胞,且没有进入细胞核内。因此,在本实验的作用浓度和时间下,利用MNPs吸附水环境中Cr(Ⅵ)后的复合物对HEK293细胞没有明显毒性,本研究为深化了解MNPs及其重金属复合物对环境的影响提供了实验依据和参考价值。

    2018年05期 v.13 296-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 2172K]
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  • 铀尾矿库区稻田土中放射性核素的空间分布和放射性水平评价

    刘媛媛;张春艳;魏强林;郭亚丹;高柏;周维博;

    以我国南方某铀尾矿库下游稻田土壤为研究对象,通过现场取样与室内检测,对土壤中放射性核素238U、226Ra、232Th、40K的比活度进行空间分析。同时采用γ辐射吸收剂量率和年有效剂量法进行土壤环境放射性水平评价,得出土壤中所检测的4种典型核素放射性比活度差异较大。在土壤表层和剖面,226Ra和40K的均值、最大比活度和标准差均较高,232Th和238U较低。而226Ra含量超出当地背景值较多。剖面上4种放射性核素比活度均有随深度降低的趋势,高值出现在土壤浅层,这可能与土壤的有机质含量等有关。综合垂向和平面上的分布特征可知核素232Th、40K的迁移能力比238U、226Ra弱。放射性水平评价结果显示:研究区土壤年有效剂量率平均值小于联合国原子辐射效应科学委员会和全国年有效剂量率的推荐背景值,但是γ辐射吸收剂量率均值高出全国和世界平均水平的3倍。准确定量评价了尾矿库对居民造成的辐射影响,同时为放射性核素在周边稻田植物根系中的迁移机理研究提供基础资料。

    2018年05期 v.13 305-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 1980K]
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学术微视角