生态毒理学报


“第七届全国生态毒理学大会”专栏

  • 环境内分泌干扰物影响垂体促性腺激素的研究进展

    刘晓晨;刘璟;

    通过工业和农业生产活动排入环境的多种农药、阻燃剂、多氯联苯、塑料包装成分、防腐剂、工业副产物和重金属等化学物质,已被证明是内分泌干扰物(endocrine-disrupting chemicals, EDCs),通过各种途径干扰内分泌系统,例如作用下丘脑-垂体-性腺(hypothalamic-pituitary-gonad, HPG)轴。垂体是HPG轴中联系下丘脑与性腺的重要内分泌器官,合成和分泌2种促性腺激素,即黄体生成素(luteinizing hormone, LH)和卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone, FSH),在调控性成熟与生殖发育过程中起到不可或缺的作用。如果垂体促性腺细胞作为EDCs作用的靶标,LH和FSH的合成、分泌、转运或者代谢受到干扰,可能会引起生殖系统的内分泌紊乱,影响性成熟和生殖功能,甚至增加生殖障碍等相关疾病风险。已有一些环境流行病学调查和动物实验报道EDCs暴露与人体及哺乳动物体内LH和FSH水平改变相关,但影响促性腺激素的作用机制研究却相对有限。本文对近年来EDCs影响促性腺激素的环境流行病学调查、动物实验以及毒理学机制研究的进展进行综述,并探讨未来的研究方向。

    2022年02期 v.17 1-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2906K]
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  • 基于DTT法评估大气颗粒物氧化潜势的研究进展

    王嘉琦;赵时真;田乐乐;蒋昊余;李军;张干;

    大气颗粒物导致健康效应的主要机制是通过氧化应激生成活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS),触发局部和全身系统性炎症。大气颗粒诱导ROS生成的能力称为氧化潜势(oxidative potential, OP),是指示颗粒物健康效应的重要参数。二硫苏糖醇(dithiothreitol, DTT)法是基于非细胞体系检测氧化潜势的方法(OP~(DTT)),近年来发展迅速。笔者从OP~(DTT)的基本原理,OP~(DTT)与颗粒物化学组成、粒径、来源的关系,OP~(DTT)与健康效应的关系及其局限性和挑战等6个方面,综述基于DTT法的大气颗粒物氧化潜势测定方法研究和应用进展,可为我国大气颗粒物健康效应的研究提供参考。

    2022年02期 v.17 20-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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  • 增塑剂DEHP神经毒性作用及机制的研究进展

    王婷;高星梅;郭会彩;刘诣;王磊;

    近年来,增塑剂邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(di-(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP)的神经毒性作用越来越受到人们的关注。DEHP可通过多种途径进入脑组织并作用于中枢神经系统,导致各种损伤。因此,笔者系统阐述DEHP进入脑组织的途径、神经毒性作用表现及其机制,为今后深入研究DEHP的健康效应及分子机制,制定更为合理的、针对不同暴露人群的安全限值和暴露限值提供理论参考。

    2022年02期 v.17 33-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K]
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  • 基于文献计量方法的微塑料在鱼体中的污染现状及毒性效应研究进展

    赵培强;吴志丰;董四君;黄乾生;

    微塑料污染作为全球性的环境问题,越来越受到人类的关注。每年有大量微塑料进入水环境,因此水生生物正面临着由微塑料带来的巨大威胁,特别是作为水生生态系统重要组成部分及人类重要食物来源的鱼类。前期调查数据显示全球范围内渔业资源逐年减少的同时,鱼类受到的微塑料污染正在不断加剧。随着分析检测水平的提高和生物学实验技术的发展,微塑料对鱼类影响的研究特别是其毒性效应研究越来越多,而且涉及的内容越来越广泛。本文基于文献计量学方法概述了目前微塑料对鱼类影响的几个主要方面。(1)全球鱼类受微塑料污染的现状(鱼类受到的污染程度、受污染鱼类体内的微塑料特征)。(2)微塑料对鱼类产生毒性效应的相关要素:暴露方式(长期/短期、急性/慢性、单一/联合)、微塑料特征(种类、大小、形状、浓度等)、鱼类的生理变化(生殖、免疫、生长、代谢、行为等)、受影响的器官(肝脏、消化道、鳃等)、微塑料的归趋(积累、转移等)。(3)存在问题与展望:缺乏统一的环境分析方法和标准化的毒性测试方法、暴露研究在符合环境实际的同时还应考虑塑料添加剂的影响、加强微塑料的生态风险评估。

    2022年02期 v.17 43-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 3095K]
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  • 生物体胃肠道中微塑料负载污染物的解吸行为和影响因素研究进展

    王宏展;吴小伟;赵晓丽;王珺瑜;牛琳;

    环境中大量分布的微塑料(microplastics, MPs)由于具有粒径小、比表面积大、且对生物体具有毒性危害等特点,因而近年来得到国内外越来越多的研究和关注。环境调查研究表明,环境MPs表面通常含有不同种类和含量的污染物(重金属和有机污染物),这些污染物通过摄食进入生物体胃肠道后在胃肠液作用下会发生解吸,并引起相应的生物毒性效应。本文系统综述了生物体胃肠道中MPs表面负载污染物的解吸行为、机制和潜在影响因素。生物胃肠道系统中MPs表面携带的重金属、有机物以及自身添加剂在胃肠液作用下能够大量解吸。解吸机制方面,胃肠中消化酶能够影响污染物与MPs之间界面结合力(范德华力、静电作用力和氢键等),结合力越小,解吸效率越高。此外,MPs表面负载污染物在胃肠道中的解吸能力也受到塑料性质(结晶度、孔体积和疏水性)和胃肠液性质(消化酶种类、消化液组分和pH)的共同影响,但具体机制当前仍不明确。笔者期望该综述能为进一步评估自然水体中生物体对MPs摄食所引起的生态风险提供科学依据。

    2022年02期 v.17 64-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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  • 浮萍在水体污染修复中的应用研究进展

    吴颖琳;杨愿愿;熊倩;王犇;刘芳;应光国;

    浮萍是世界上最小的开花植物,其个体微小、结构简单、无性繁殖快、富含淀粉和蛋白,广泛分布于各类淡水生境,对环境适应能力强。基于上述优势特征,浮萍常用于生物能源开发、环境监测和水体污染修复等方面的研究。本文介绍了浮萍在水体污染修复领域中的应用研究进展,详细阐述了浮萍对氮磷营养盐、重金属以及有机污染物的吸收积累研究概况,并对浮萍未来的研究方向和应用前景进行了展望。未来在浮萍对污染物的吸收累积机制方面还需要开展进一步深入研究,从技术、环境友好和经济竞争力等方面提高其性能,并扩大其在大规模环境中的应用,以期为浮萍在水体污染修复中的推广应用提供科学依据。

    2022年02期 v.17 74-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K]
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  • 植物对镉吸收、转运及耐性调控机制研究进展

    李慧君;明荔莉;张文生;

    随着工农业的发展,我国土壤镉污染现象普遍。土壤中的镉移动性强、毒性高,易被植物吸收,产生毒害效应。为全面了解镉在植物体内的吸收、转运过程及植物镉耐性的分子调控机制,本文系统综述了植物体内镉吸收、转运的吸收蛋白和排出蛋白的种类、分布及功能,并对植物镉耐性基因表达的转录因子调控和microRNA调控研究进行了总结与展望,以期为植物对镉的吸收、转运及耐性调控机制研究提供参考。

    2022年02期 v.17 86-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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  • 近20年我国重金属超积累植物种质资源筛选研究进展

    郭松明;余海波;袁龙义;

    土壤重金属污染已成为环境问题的研究热点,而植物修复技术是一种致力于修复土壤重金属污染的新方法,其中超积累植物修复是治理土壤重金属污染的关键方法和便捷技术,是实现人类社会可持续发展的重要手段之一。笔者对我国近20年来的重金属超积累植物的种质资源进行了收集归纳,对农作物同超积累植物间套作种植的修复应用实例进行了分析列举,且对超积累植物修复推广的限制因素进行了总结,并在此研究与应用现状的基础上对超积累植物的界定、应用、筛选和相关试验等一系列研究工作进行了展望,以期为超积累植物种质资源的筛选与应用提供理论依据和实例参考。

    2022年02期 v.17 96-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K]
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  • 多环芳烃类污染物对斑马鱼胁迫效应的研究进展

    周宇淼;张焕新;钟玮;孔强;

    伴随着现代工业的飞速发展,不同环境介质中污染物的种类、污染范围和污染强度也在不断改变。作为一种强生物损伤性物质,多环芳烃类污染物备受关注。鉴于生态环境中多环芳烃的污染问题日益凸显,对其毒性效应机制研究的概括和总结尤为重要。因此笔者综述了多环芳烃类污染物对斑马鱼不同生物结构层次的毒性效应研究进展,总结并比较了不同多环芳烃类污染物的毒性效应机制和毒性强度。同时就目前斑马鱼在水环境污染评价、水质综合毒性测定方面的应用进行了概述和展望。研究多环芳烃类污染物对斑马鱼的急性毒性作用和富集作用及其分子机制将对开展水环境中突发有机污染的早期预警及水环境安全评估、人体健康评估具有重要意义。

    2022年02期 v.17 109-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K]
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  • 氨基糖苷类抗生素与抗菌剂不同毒性比混合对大肠杆菌的联合效应研究

    杨越;孙昊宇;龙茜;张跃恒;林志芬;印春生;

    抗菌剂的长期滥用导致细菌耐药性问题不断加剧,对人类健康以及生态环境造成了巨大威胁。由于氨基糖苷类抗生素(aminoglycosides, AGs)在临床上应用的广泛性,其与传统抗菌剂和新型抗菌剂在环境中的联合暴露均存在潜在风险。此外,抗菌剂结构、作用机制以及其在混合体系中的占比,都能够影响其与AGs的联合毒性效应。因此,有必要研究AGs与传统抗菌剂和新型抗菌剂以不同毒性比混合的联合毒性效应。本文以大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)为模式生物,以磺胺类(磺胺甲恶唑,SMX)、四环素类(盐酸金霉素,CTC)、大环内酯类(红霉素,ERY)、糖肽类(盐酸万古霉素,VA)和β-内酰胺类(氨苄青霉素,AMP)作为传统抗菌剂的代表,以唑啉类(甲基异噻唑啉酮,MIT)、表面活性剂类(十二烷基三甲基溴化铵,DTAB)和群体感应抑制剂类(3,4-溴2(5H)呋喃酮,DFR)作为新型抗菌剂的代表,测定AGs与抗菌剂在等毒性比时的联合毒性效应。结果表明,AGs与传统抗菌剂中的CTC和VA,以及新型抗菌剂中的DTAB和DFR呈现拮抗的联合毒性作用;AGs与传统抗菌剂中的SMX、ERY和AMP,以及新型抗菌剂中的MIT呈现协同的联合毒性作用。此外,还测试了AGs与产生协同效果的抗菌剂(SMX、ERY、AMP和MIT)在毒性比为1∶5和5∶1下的联合毒性效应。结果显示,AGs与SMX、AMP和MIT在不同毒性比下的联合毒性效应均呈现协同作用,且AGs与抗菌剂的毒性比为1∶5时的协同效果最好,联合暴露的环境风险最大。我们推测,当AGs和能够与其产生协同作用的抗菌剂混合暴露时,混合体系中这种抗菌剂相对于AGs比例的增加,可能使得AGs更容易进入细胞并增强AGs对细菌的毒性作用。本研究能够为今后探索AGs与抗菌剂联合暴露的环境风险评估提供参考。

    2022年02期 v.17 118-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K]
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  • 腐霉利在油菜植株上的消解及在水培体系中的代谢研究

    赵雪君;李连山;孟鸽;张旭;王鸣华;华修德;

    为了明确腐霉利在油菜植株上的消解和代谢行为,建立了腐霉利在油菜植株各部位的残留分析方法,开展了腐霉利在江苏省、湖南省和青海省三地油菜植株上的消解规律研究;通过室内水培模拟实验,鉴定了腐霉利在油菜植株和培养液中的代谢产物,揭示了其代谢途径。结果表明,腐霉利在江苏省、青海省和湖南省油菜各部位的原始沉积量为:叶>花序>荚>茎,在各部位中的消解动态均符合一级动力学方程(R~2>0.88),半衰期在0.6~3.7 d之间,消解速率为花序>荚>茎>叶,消解速率在区域上呈现出江苏省>湖南省>青海省。通过高效液相色谱串联飞行时间质谱联用仪,在水培油菜植株中鉴定出腐霉利单脱氯产物M1(C_(13)H_(12)ClNO_2),在培养液中鉴定出4个代谢产物腐霉利氧化产物M2(C_(13)H_(13)Cl_2NO_3)、3,5-二氯苯胺M3(C_6H_5Cl_2N)、腐霉利氧化产物M4(C_(13)H_(13)Cl_2NO_4)和腐霉利氧化产物M5(C_(13)H_(11)Cl_2NO_3)。相关研究结果为腐霉利的合理使用及安全性评价提供了数据参考。

    2022年02期 v.17 129-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 羟基多氯联苯在小鼠体内的蓄积及迁移特征

    王梦圆;张龙飞;吴迪;方长玲;迟海;顾润润;王媛;席寅峰;李思曼;史永富;

    羟基多氯联苯(hydroxylated polychlorinated biphenyls, OH-PCBs)作为多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)在生物体内的主要代谢产物之一,能够通过食物链传递在高等动物体内产生蓄积并对其生命健康造成危害。本研究旨在探索OH-PCBs通过水产品摄食途径暴露后,在模式生物体内的蓄积和迁移规律。以鲫鱼为水产品代表,以小鼠为研究对象,向鲫鱼可食性组织添加3-OH-PCB101和4-OH-PCB101的混合标准溶液(1 000 ng·mL~(-1))制作加标饲料,并以小鼠每日摄食总量的10%对其进行投喂。分别在暴露实验的第12、24、72和168小时解剖取样,并收集粪便。检测结果显示,2种OH-PCB101在胃、肠等消化组织器官的浓度高于其他组织并能随着粪便排出,且倾向于在含血量较高的组织(如心、肺和脾)中蓄积。OH-PCB101在各组织中的蓄积量由高到低依次为大肠>胃>小肠>脾≈肺>心>肝>肾>血液≈脑>肌肉≈睾丸。同时发现在脑、心、肺、肝、肾、性腺、肌肉等组织样品中,4-OH-PCB101的蓄积浓度始终高于3-OH-PCB101。这表明,虽然通过水产品摄入的OH-PCB101主要通过粪便排出体外,然而在脑、心、肺、肝、胃和脾等11个组织及血液中均产生蓄积,并且2种OH-PCB101可能由于结构不同导致其在各组织中的蓄积量存在差异。本研究有助于揭示OH-PCBs通过摄食暴露后在生物体内的蓄积分布及排泄等归趋问题,同时表明在环境及生物体中蓄积的OH-PCBs等二代持久性污染物对人体健康仍存在潜在威胁。

    2022年02期 v.17 138-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 575K]
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  • 机器学习预测内分泌干扰物水生生物毒性效应

    王艺霖;范俊韬;王书平;黄国鲜;闫振广;

    内分泌干扰物(endocrine disruptor chemicals, EDCs)繁殖毒性实验的周期长、费用高,导致水生生物繁殖毒性数据相对匮乏,限制了EDCs的生态风险评估和管理。毒性数据的预测是解决上述问题的重要手段,也是生态毒理学领域研究的热点和难点之一。在综述国内外利用机器学习预测化学物质的水生生物毒性效应研究的基础上,采用支持向量机(support vector machine, SVM)模型与线性神经网络(linear neural network, LNN)模型,根据定量构效关系(quantitative structure-activity relationship, QSAR)方法对黑头软口鲦(Pimephales promelas)繁殖毒性数据集构建了毒性效应二元分类预测模型,并进行了模型验证与评估。文献分析可知,在使用机器学习预测化合物水生生物毒性效应的研究中,SVM应用最广泛,其次是线性回归与神经网络等;预测急性毒性的研究要多于慢性毒性;分子描述符的筛选没有明确的理论指导,通常为经验与算法相结合,其中与辛醇-水分配系数相关的分子描述符一般具有较高的重要性。实验研究结果表明,经过筛选得到4种描述符作为模型输入变量,描述符分别与原子质量、极化率、电离势和键序有关;SVM对训练集与测试集的预测准确率分别为0.91与0.88,根据受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线得到的训练集与测试集曲线下面积(area under curve, AUC)分别为0.93与0.88;LNN对训练集与测试集的预测准确率均为0.82,AUC分别为0.87与0.88,表明2个模型均具有良好的泛化与预测能力。SVM的结果优于LNN,表明SVM更适合小样本数据建模。本研究结果可为EDCs的生态毒理学研究及毒性数据的丰富提供重要补充,为EDCs生态风险管控提供科学参考。

    2022年02期 v.17 148-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1186K]
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  • 3种尼泊金酯类防腐剂对发光菌Q67联合毒性相互作用的定量评估

    周娜娜;张瑾;曹家乐;马添翼;鲍立宁;

    尼泊金酯类防腐剂广泛用于化妆品、食品等领域,可能会随使用过程进入环境中,给环境健康带来威胁。以3种尼泊金酯类防腐剂尼泊金甲酯(methylparaben, MET)、尼泊金乙酯(ethylparaben, ETH)、尼泊金丙酯(propylparaben, PRO)为研究对象,运用直接均分和均匀设计射线法分别设计3个二元混合物体系(MET-ETH、MET-PRO、ETH-PRO)和一个三元混合物体系(MET-ETH-PRO),采用时间毒性微板分析法(t-MTA)测定3种防腐剂及其混合物体系对发光菌青海弧菌(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67, Q67)在暴露时间0.25、2、4、8和12 h的毒性数据,应用浓度加和(CA)模型分析混合物体系的联合毒性相互作用,并采用绝对残差模型(dCA)定量评估毒性相互作用强度。结果表明,3种防腐剂MET、ETH、PRO对Q67的浓度-效应曲线呈现“S”型,具有明显的急性毒性,但时间依赖性不明显;3种防腐剂的所有混合体系对Q67的毒性均具有浓度依赖性,即混合污染物的毒性随着混合体系的浓度增大而增大,但随暴露时间的延长毒性逐渐减小;3个二元混合体系的毒性大小(pEC_(50))与混合物体系的组分浓度比(p_i)呈良好的线性关系,但三元混合体系的线性关系不明显;CA和dCA对3种防腐剂的联合毒性相互作用分析结果一致:所有混合体系均呈现出毒性相互作用,其中MET-ETH混合体系呈现协同作用,MET-PRO、ETH-PRO和MET-ETH-PRO混合体系呈现拮抗作用,且均具有时间依赖性;依据dCA三维曲面图,4个混合物体系的毒性相互作用强度(dCA绝对值)均受暴露时间和混合物浓度的影响,在二元混合体系中,MET-PRO-R5射线在混合物体系浓度为6.26E-4 mol·L~(-1)、暴露时间为12 h的拮抗作用强度最大,其dCA绝对值的最大值为0.380;在三元混合体系MET-ETH-PRO中,R4射线在混合物体系浓度为6.34E-4 mol·L~(-1)、暴露时间为12 h时的协同作用强度最大,其dCA绝对值的最大值为0.384。dCA三维曲面图可以直观且定量地评估3种尼泊金酯类防腐剂污染物的毒性相互作用,可用于评估混合污染物的生态环境风险。

    2022年02期 v.17 164-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K]
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  • 消毒剂混合物对蛋白核小球藻的协同作用动态定量表征

    宋崇崇;张瑾;周娜娜;骆纵纵;马添翼;

    随着消毒剂在全球范围内的大量使用,越来越多的消毒剂进入环境中,对环境健康构成了威胁。以3种常见的季铵盐类消毒剂为研究对象,包括双十二烷基二甲基溴化铵(didodecyl dimethyl ammonium bromide, DAB)、苯扎溴铵(benzalkonium bromide, BKB)和度米芬(domiphen bromide, DOM),采用均匀设计射线法设计消毒剂的三元混合体系,应用基于蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,C.pyrenoidosa)的时间依赖微板毒性分析法(time-dependent microplate toxicity analysis, t-MTA)系统考察了消毒剂及其混合物的毒性效应,采用浓度加和(concentration addition, CA)模型定性评估混合物毒性相互作用,并应用拟合归零法动态定量表征毒性相互作用。结果表明,3种消毒剂对C.pyrenoidosa均具有时间依赖毒性效应,在96 h, 3种消毒剂的毒性顺序为DOM>BKB>DAB;时间-浓度-效应三维曲面图适合描述效应在空间浓度分布较为均匀的毒性随时间变化规律,在同一暴露时间,消毒剂三元混合物体系对C.pyrenoidosa具有浓度依赖毒性效应,在同一暴露浓度下,消毒剂三元混合体系对C.pyrenoidosa具有时间依赖毒性效应;依据CA模型,三元混合体系的5条射线在24~96 h均表现出时间依赖协同作用;依据拟合归零法,在24~96 h,随时间的延长,5条射线的最大协同作用强度都在逐渐增强,在96 h, 5条射线的最大协同作用强度分别为0.3227、0.3507、0.3105、0.2804和0.2626。与CA模型相比,拟合归零法实现了对毒性相互作用的定量表征,更加清晰地呈现出不同浓度水平的毒性相互作用随时间的动态变化规律,为客观评估环境风险提供方法和数据参考。

    2022年02期 v.17 178-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 868K]
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  • 3种青霉素类抗生素对大肠杆菌的时间毒性微板分析法建立及其联合抑菌作用

    骆纵纵;张瑾;周娜娜;陈如荔;洪俊华;

    除了浓度外,时间也是影响污染物对生物毒性作用的重要因素。为了考察持续暴露下青霉素类抗生素对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的联合抑菌作用,以哌拉西林钠(piperacillin sodium, PIP)、青霉素G钾(penicillin G potassium, PEN)和青霉素V钾盐(penicillin V potassium salt, PHE)为研究对象,以96孔微板为实验载体,通过调整培养基成分比例、培养条件、测试时间、毒性指标计算以及微板设计等进行优化,建立了基于E.coli的时间毒性微板分析法(time-dependent microplate toxicity analysis, t-MTA),系统考察了3种抗生素以及均匀设计射线法设计的三元混合物体系(PIP-PEN-PHE)对E.coli在不同暴露时间0.25、2、4、8和12 h的抑菌作用,运用浓度加和(concentration addition, CA)模型分析了抗生素联合抑菌作用类型。结果表明,建立的t-MTA可以测定3种青霉素类抗生素及其混合物对E.coli在不同暴露时间、不同暴露浓度的抑菌作用数据,且3种抗生素及其三元混合物对E.coli的抑菌作用均具有明显的时间依赖性,浓度-效应曲线均为“S”型;以半数效应浓度的负对数(pEC_(50))为毒性大小指标,在暴露8~12 h时,3种抗生素对E.coli抑菌活性为PIP(pEC_(50)=4.46~5.21)> PEN(pEC_(50)=4.16~4.39)>PHE(pEC_(50)=4.01~4.39),三元混合体系的5条射线对E.coli的抑菌作用为R4>R5>R3>R2>R1,且与混合物组分中的PIP浓度比正相关(R=0.9189, RMSE=0.0703),即混合物毒性具有时间和组分浓度比依赖抑菌性;3种抗生素及其三元混合物对E.coli的抑菌作用,在同一暴露时间与药物的浓度呈正相关,暴露浓度相同时,与暴露时间呈正相关;依据CA模型,三元混合体系整体表现为典型的加和作用。

    2022年02期 v.17 189-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 583K]
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  • 磺胺甲恶唑胁迫对2种微塑料上细菌群落和抗性基因影响的初步研究

    刘晓薇;方芳;李兰兰;邓呈逊;胡淑恒;俞志敏;

    微塑料异质性生物膜成为抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)传播扩散的潜在汇。抗生素胁迫浓度以及微塑料种类对其生物膜上ARGs时间动态演化特征的影响目前尚不明确。本研究以聚乙烯和聚苯乙烯作为代表性的微塑料,研究低(10μg·L~(-1))、中(100μg·L~(-1))、高浓度(1 000μg·L~(-1))磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole, SMX)胁迫下,微塑料生物膜上磺胺类抗性基因(sul1和sul2)、Ⅰ类整合子整合酶基因(intI1)和细菌群落的动态演化特征及其关联性。结果表明,2种不同微塑料上ARGs相对丰度无显著差异,但SMX胁迫作用明显提高ARGs丰度并促进ARGs的传播扩散,尤其是高浓度SMX具有最显著的胁迫作用;高浓度SMX胁迫下ARGs具有明显的时间序列演化特征,中浓度胁迫下ARGs无明显变化,低浓度胁迫仅在第60天对ARGs具有明显的促进作用;2种微塑料生物膜上细菌群落组成结构具有差异性特征,然而与ARGs强关联性的细菌在门水平无显著性差异。尽管2种微塑料上细菌属与ARGs共现模式存在差异,但未对不同微塑料上ARGs的相对丰度产生差异性影响。微塑料生物膜上intI1与ARGs具有明显的相关性,但2种微塑料上intI1无明显差异,未引起不同种类微塑料上ARGs差异性分布。

    2022年02期 v.17 200-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K]
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  • 两栖动物与鱼类对化学物质急性毒性敏感性的比较

    陈宣樾;熊忆茗;秦占芬;

    鱼类是化学物质水生生物毒性测试的物种,同时两栖动物的蝌蚪也作为水生态风险的受体被关注。笔者利用文献报道的蝌蚪和鱼类的96 h半致死浓度(96-h half lethal concentration, 96 h-LC_(50))的数据比较2类生物对化学物质急性毒性的敏感性。首先从常用数据库中检索到371篇相关文献,然后对同一化学物质的多个LC_(50)取几何平均值,获得了98种化学物质对2类生物LC_(50)的配对数据。对配对数据进行皮尔逊相关性分析,发现转换后2类物种的96 h-LC_(50)显著相关(Pearson’s r=0.839,P<0.01)。根据《全球化学品统一分类和标签制度》对2类生物的LC_(50)进行毒性分级,发现58种(59.2%)物质对蝌蚪和鱼类的急性毒性等级相同,26种(26.5%)物质对鱼类的毒性等级高于蝌蚪,14种(14.3%)物质对鱼类的毒性等级低于蝌蚪。进一步对配对LC_(50)的比值进行分析,发现71种(72.5%)物质对2类生物的LC_(50)的差异在1个数量级以内,16种(16.3%)物质对鱼类的LC_(50)比蝌蚪低一个数量级以上,仅有11种(11.2%)物质对蝌蚪的LC_(50)比鱼类低一个数量级以上。总体来看,蝌蚪对大部分化学物质急性毒性的敏感性与鱼类相当或者更低,仅有大概10%的化学物质,蝌蚪对其的敏感性比鱼类更高。因此,鱼类急性毒性的数据基本可以概括对两栖动物蝌蚪的急性毒性。

    2022年02期 v.17 211-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 599K]
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  • 聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应

    廖苑辰;王倩;蒋小峰;李梅;

    微塑料污染已成为全球性环境问题,具有与环境中污染物相互作用的潜力。陆地环境中微塑料与重金属的复合污染日益受到关注,但二者对土壤生物的复合毒性效应研究仍较为缺乏。为探究微塑料和重金属对土壤生物蚯蚓的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过滤纸接触法(48 h)试验,探讨聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)存在下重金属镉(Cd)对蚯蚓的致死作用。随后采用人工土壤法(14 d)试验,研究PS-MPs与Cd复合污染土壤对蚯蚓生长和生理生化指标的影响。滤纸接触法结果表明,与0.008μg·cm~(-2)和0.160μg·cm~(-2) PS-MPs复合作用时,Cd对赤子爱胜蚓的48 h半数致死剂量(48 h-LD_(50))由13.55μg·cm~(-2)分别增至14.44μg·cm~(-2)和16.26μg·cm~(-2),即PS-MPs在一定程度上缓解了Cd对蚯蚓的急性致死效应。人工土壤法结果显示,Cd和PS-MPs复合污染对蚯蚓生长具有一定抑制作用;过氧化氢酶活性降低,丙二醛含量上升,表明二者复合作用对蚯蚓产生氧化胁迫;纤维素酶活性升高,碱性磷酸酶活性受抑,说明复合污染影响蚯蚓物质代谢能力;采用彗星试验检验蚯蚓体腔细胞DNA损伤,彗尾长度、彗尾DNA含量和Olive尾矩3项指标均显著上升,提示Cd和PS-MPs在环境中的共暴露具有潜在遗传毒性。该结果可为聚苯乙烯微塑料与重金属复合污染的生态毒理效应研究提供基础数据和科学依据。

    2022年02期 v.17 216-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 725K]
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  • 再生水景观利用对斑马鱼(Danio rerio)下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴相关基因转录水平的影响

    叶婷;杨瑞泉;李艳玲;田密;张翔;杨大星;李灿;

    再生水对水体生物具有潜在的危害。为了评估再生水对水体生物的早期分子毒理效应,采用荧光定量多聚酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)技术分析再生水对斑马鱼下丘脑-垂体-性腺(hypothalamus-pituitary-gonadal, HPG)轴相关基因转录水平的影响。再生水暴露后,斑马鱼体长、体质量、生长状况因子(condition factor,K)、脑指数(brain-somatic index, BSI)和性腺指数(gonadosomatic index, GSI)无显著改变。再生水暴露7 d引起雄性斑马鱼脑雄激素受体(androgen receptor,Ar)、雌激素受体1 (estrogen receptor 1,Esr1)、卵泡刺激素β多肽(follicle stimulating hormone beta polypeptide,Fshb)、黄体生成素β多肽(luteinizing hormone beta polypeptide,Lhb)、促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone 2,Gnrh2)和促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone 3,Gnrh3)基因的转录水平显著下调(P<0.05),并引起雌性斑马鱼脑Gnrh3基因转录水平显著上调(P<0.05)。再生水暴露7 d导致类固醇激素合成通路下游基因如Ar、Esr1、卵巢芳香化酶(ovarian cytochrome P450 aromatase,cyp19ala)、3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-hydroxysteroid dehydrogenase,hsd3b)、17β-羟化类固醇脱氢酶3(17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 3,hsd17b3)和20β-羟化类固醇脱氢酶(20β-hydroxysteroid dehydrogenase,hsd20b)在雄性斑马鱼睾丸中表达水平显著减少(P<0.05);相反,雌性斑马鱼卵巢Esr1和11β-羟化酶(11β-hydroxylase,cyp11b)基因转录水平显著增加(P<0.05)。再生水对斑马鱼暴露14 d后,雄性斑马鱼脑Esr1、Fshb和Lhb基因表达水平显著下调(P<0.05),睾丸Ar、Esr1、类固醇源性急性调节蛋白(steroidogenic acute regulatory,star)、cyp19a1a、11β-羟化类固醇脱氢酶2(11β-hydroxysteroid dehydrogenase 2,hsd11b2)、hsd20b和hsd17b3基因转录水平也显著降低(P<0.05)。然而再生水暴露14 d显著上调了雌性斑马鱼卵巢Esr1、孕激素受体(progesterone receptor,pgr)、cyp19a1a、hsd3b、hsd17b3和star基因转录水平(P<0.05),并且下调了脑Gnrh3和Fshb的转录水平(P<0.05)。综上所述,本研究结果表明再生水显著影响了斑马鱼HPG轴相关基因转录水平,具有性别和暴露时间差异性,为再生水对斑马鱼生殖系统的影响提供了新的见解。

    2022年02期 v.17 227-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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  • 噻虫胺对大鼠性腺系统的影响

    魏若瑾;常静;杨璐;潘一帆;刘科阳;刘文涛;王会利;王瀛寰;朱莉飞;

    新烟碱类杀虫剂通过与昆虫的烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)特异性结合,扰乱昆虫的神经活动,使害虫极度兴奋、麻痹致死。此类杀虫剂对害虫有很强的特异性且对哺乳动物较为安全,已经成为全球应用最广泛的杀虫剂之一。为了评估噻虫胺(clothianidin, CLO)对Sprague-Dawley(SD)雄雌性大鼠性腺系统的毒性影响,将50、150和250 mg·kg~(-1)的CLO分别以经口灌胃的方式连续对大鼠染毒28 d,通过对大鼠性腺组织进行病理学观察,分析CLO在肝、脑、性腺及血清中的分布,分析血液中性激素(睾酮和雌二醇)的含量,探讨CLO对大鼠性腺系统的内分泌干扰作用。结果显示CLO在SD大鼠肝脏和血清中大量蓄积,高剂量组(250 mg·kg~(-1))雄性大鼠的性腺中也有很高蓄积;CLO高剂量染毒(250 mg·kg~(-1))导致雄性大鼠睾丸中生精细胞和曲细精管上皮细胞变性坏死,不同剂量CLO染毒未对雌鼠造成明显的病理损伤;不同染毒剂量均会促进雄鼠性激素(睾酮和雌二醇)分泌,低(50 mg·kg~(-1))、中(150 mg·kg~(-1))剂量CLO染毒对雌鼠性激素无显著影响,而高剂量(250 mg·kg~(-1))染毒会抑制雌鼠性激素(睾酮)分泌。综上所述,3个剂量CLO染毒均对雄性大鼠性腺系统的正常生理功能产生影响,250 mg·kg~(-1) CLO染毒对雌性大鼠性腺具有一定的内分泌干扰作用。CLO可能是潜在的内分泌干扰物。

    2022年02期 v.17 239-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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  • 水环境中农药类污染物的内分泌干扰效应研究

    逯南南;孙韶华;王明泉;许燕;赵清华;宋艳;贾瑞宝;

    水环境中农药类内分泌干扰物与人类健康密切相关。以水源水中筛查鉴定出的15种农药类污染物为对象,采用化学激活荧光素酶基因表达法(CALUX),进行了雌激素受体(ER)、雄激素受体(AR)、肾上腺皮质激素受体(GR)激动和拮抗效应筛查。研究结果显示所有测试物均未显示激素受体激动效应,环莠隆具有ER拮抗效应,多效唑、戊唑醇和三环唑表现出AR拮抗效应,阿特拉津、扑草净、三环唑和甲霜灵表现出GR拮抗作用。研究结果为水环境中农药类污染物的风险评估提供支撑。

    2022年02期 v.17 245-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
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  • 水华鱼腥藻(Anabaena aquae)不同生长阶段的产嗅特征和藻源有机物特性

    张孟雨;米记茹;李桂芳;宋武昌;张素珍;孙韶华;王永磊;贾瑞宝;

    水华鱼腥藻(Anabaena aquae)是一种水体中常见的优势蓝藻,为水中嗅味的重要来源,且生长过程中释放的藻源有机物(AOM)对于水质有较大的影响。研究水华鱼腥藻不同生长阶段的产嗅特征和AOM特性对于藻污染控制有重要意义。建立水华鱼腥藻生长曲线,提取不同生长阶段的胞内与胞外有机物,通过气质联用分析、三维荧光扫描和液相-有机碳测试(liquid chromatography coupled with organic carbon detection, LC-OCD)等表征手段,对水华鱼腥藻生长过程中的胞内外嗅味物质和有机物的变化情况进行多维度解析。结果表明,本实验培养条件下水华鱼腥藻所产的嗅味物质主要是β-紫罗兰酮和β-环柠檬醛,主要存在于胞内有机物,平均浓度为2.90μg·L~(-1)和1.53μg·L~(-1)。其产嗅能力随着藻细胞的生长而减弱。AOM呈现出低分子亲水性的特征。三维荧光分析结果表明,胞外有机物主要含有类腐殖质物质和溶解性微生物代谢产物,胞内有机物内主要含有溶解性微生物代谢物质、络氨酸和色氨酸。生长过程中胞内有机物和嗅味物质随藻细胞的破裂逐渐泄露到胞外,胞内外有机物的组分不会发生较大变化,其浓度随生长阶段的不同会发生相应的改变。LC-OCD结果显示,AOM主要由低分子有机物构成,且溶解性有机氮含量较高。

    2022年02期 v.17 254-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
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  • 氧化石墨烯对体外培养人支气管上皮细胞周期和凋亡的影响

    吴安庆;田欣;

    随着氧化石墨烯(graphene oxide, GO)在生物电子学、生物传感器和生物医学方面的广泛应用,其对人体及其他生物体的安全构成潜在威胁,引发的健康风险正受到广泛关注。本研究使用流式细胞术,免疫印迹技术检测了GO纳米片对人支气管上皮细胞BEAS-2B胞内活性氧(ROS)、细胞周期、细胞凋亡的影响。结果显示GO暴露剂量>50 mg·L~(-1)时能够引起胞内ROS增多,当暴露剂量达到100 mg·L~(-1)能够引起DNA分子损伤,导致明显的细胞周期异常,并激活了Caspase-3介导的凋亡信号通路,诱发细胞凋亡。本研究从分子生物学水平上揭示了GO对BEAS-2B细胞的损伤机制,为其诱发的呼吸系统疾病的治疗提供了有价值的理论依据。

    2022年02期 v.17 265-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K]
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  • 废弃矿山周边灰眶雀鹛(Alcippe morrisonia)羽毛中汞含量分布特征

    刘士龙;周雪梦;Wambura M.Mtemi;潘金城;蒋爱伍;

    汞是一种强烈的神经毒素,能导致生物体的不可逆损伤。本研究检测了广西大新铅锌矿废弃矿山周边灰眶雀鹛(Alcippe morrisonia)初级飞羽、次级飞羽、尾羽和胸羽的汞残留量。汞在4类羽毛中的分布模式为:尾羽>次级飞羽>初级飞羽>胸羽,尾羽中汞浓度显著高于其他3种羽毛,且尾羽与初级飞羽的汞含量呈显著正相关关系。因此,尾羽可能是监测鸟类汞污染的最佳选择。与其他污染地区雀形目鸟类相比,灰眶雀鹛具有较强的汞富集能力,灰眶雀鹛可以作为热带和亚热带森林中汞污染监测的良好指示物种。由于灰眶雀鹛对森林鸟类混合群维持具有重要作用,因此今后需加强汞污染对鸟类群落影响的研究。

    2022年02期 v.17 272-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 基于BP神经网络对某电镀厂土壤重金属预测及人体健康风险评价

    黄煜韬;施维林;纪娟;孙守钧;刘阳;吴锦平;

    以江苏某已停产的电镀厂作为研究区,检测采样点重金属浓度,采用地质累积指数法、Matlab构建的back propagation (BP)神经网络预测模型、人体健康风险评价模型,分析深层土壤受重金属污染程度以及对人体的健康风险。结果表明,表层土壤中重金属超标主要集中在废水处理区、一车间,这可能是由于电镀作业产生的废水和灰渣导致的。通过BP神经网络预测模型可以看出,重金属Cr和As渗入深层土壤较为严重,深层土壤Cr和As的致癌风险处于不可接受水平。重金属Cr在表层土壤中致癌风险尤其显著,且非致癌风险超过了可接受水平。因此需重点关注研究区内Cr、As污染,为遗留地块再开发提供保障。

    2022年02期 v.17 278-289页 [查看摘要][在线阅读][下载 1114K]
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  • 安徽铜陵硫化物尾矿区矿砂、土壤和沉积物的天然放射性评价

    李文文;汪杰;黄涛;孙庆业;

    本文分析了安徽省铜陵3处硫化物尾矿区矿砂、土壤与河流沉积物中4种核素~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th和~(40)K的比活度,利用其γ辐射吸收剂量率(the gamma radiation absorbed dose rate,D)和年有效剂量率(annual effective dose equivalent, AEDE)开展了放射性水平评价。结果表明,3个尾矿区矿砂、土壤和沉积物的~(238)U、~(226)Ra和~(232)Th的比活度均值略高于安徽省土壤的平均水平。相关分析结果表明,A尾矿区尾矿砂剖面~(232)Th和~(40)K的比活度与pH值呈显著正相关,指示尾矿砂的氧化酸化导致了~(232)Th和~(40)K的淋失。B尾矿区沉积物和C尾矿区土壤受酸性矿山废水(acid mine drainage, AMD)影响显著,~(226)Ra与总硫呈显著正相关,指示~(226)Ra通过AMD迁移到土壤与沉积物中。3个矿区矿砂、土壤和沉积物中4种核素的D的平均值范围为66.22~136.15、81.46~96.67和85.29 nGy·h~(-1),均高于安徽省土壤的平均水平(56.7 nGy·h~(-1));而AEDE的平均值范围为406.03~834.89、499.49~592.75和522.99μSv·a~(-1),除了A尾矿区,其余2个尾矿区均高于安徽省土壤平均水平(510μSv·a~(-1)),但远低于《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871—2002)规定的基本限值(1 mSv·a~(-1))。研究表明,铜陵部分硫化物尾矿氧化、酸化及AMD排放导致了放射性核素的淋失和迁移,但不会对周边生态系统造成放射性危害。

    2022年02期 v.17 290-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K]
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  • 盐度对重金属镉的毒性影响:以太平洋牡蛎为例

    王智宇;姜爱莉;吉成龙;吴惠丰;

    渤海近岸、河口海域镉(cadmium, Cd)污染严重,且盐度低于正常海水盐度,因此,有必要研究低盐对Cd毒性效应的影响。本研究以太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,在正常盐度(31.4 psu)和低盐度(15.7 psu)条件下驯化后,在不同浓度的Cd (5、20、80和240μg·L~(-1))海水环境中暴露7 d,通过检测牡蛎鳃中Cd和必需金属元素含量以及生物标志物,探究低盐对Cd毒性效应的影响。结果显示,Cd破坏了牡蛎鳃中钠(Na)和镁(Mg)离子平衡,而Cd和低盐复合胁迫对钾(K)含量变化存在显著交互作用。Cd和低盐均诱导牡蛎鳃氧化应激和能量代谢紊乱,低盐还影响了Cd的毒性效应,表现为Cd和低盐复合胁迫对丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量和异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase, IDH)活性的影响存在显著交互作用。综合生物标志物响应(integrated biomarker response, IBR)分析结果显示,Cd对牡蛎产生的压力随Cd暴露浓度升高不断加大;Cd和低盐复合胁迫对牡蛎产生的压力高于Cd单一胁迫,表明低盐加剧了Cd对牡蛎的毒性效应。因此,为了更全面地评估近岸海域痕量金属的环境风险,应充分考虑低盐这一环境因素对污染物毒性的影响。

    2022年02期 v.17 299-310页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
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  • 脱氧雪腐镰刀菌烯醇对黄粉虫毒性及其排泄行为

    秦菲;汪洋;赵祎;陈明生;范文佳;郭宝元;王松雪;

    脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是影响粮食和饲料安全最重要的真菌毒素之一。为研究DON对黄粉虫的毒性及其排泄过程和行为,采用不同浓度DON(低剂量组0.25 mg·kg~(-1),中剂量组5.51 mg·kg~(-1),高剂量组8.83 mg·kg~(-1))添加的小麦粉对黄粉虫进行暴露。结果表明,低剂量组幼虫存活率(85%)>高剂量组幼虫存活率(83%)>中剂量组幼虫存活率(78%),不同剂量组之间存活率无显著差异(P>0.05)。不同DON剂量组喂养的黄粉虫体质量增加也无显著性差异(P>0.05)。进食低剂量DON黄粉虫粪便中未检出DON。进食中剂量DON的黄粉虫DON排泄率为9%;进食高剂量DON黄粉虫的DON排泄率为17%。

    2022年02期 v.17 311-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 234K]
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  • 对羟基苯甲酸丙酯对大型溞(Daphnia magna)的毒性作用及其分子机制

    李钰静;黎昕;马雲;李晓怡;曾鸿鹄;梁延鹏;宋晓红;

    对羟基苯甲酸丙酯(propylparaben, PrP)是个人护理品、药品和食品等行业广泛使用的防腐剂,在水环境中不断被检出,对水生生物具有潜在风险。为探究PrP对水生生物的毒性效应及其分子机制,选择大型溞(Daphnia magna)作为实验生物,开展4 d和8 d的毒性实验,以24 h-LC_(50)与NOEC 24 h_(feeding)为参考依据,设置不同暴露浓度(0、0.3、12和480μg·L~(-1)),观察PrP暴露后大型溞的表型变化,并检测cat、gst、hr96、cyp314和vtg基因mRNA的相对表达量。结果表明,0.3μg·L~(-1) PrP处理组暴露8 d后大型溞体表面积显著增长;12μg·L~(-1) PrP处理组在暴露8 d后,大型溞的体长、体高、壳刺长、复眼面积和体表面积均显著增长;480μg·L~(-1) PrP处理组在暴露4 d后,大型溞的体长和体高均显著增长。PrP具有心脏毒性,表现为各PrP处理组出现了心脏面积增加和心率失常的现象。各PrP处理组在暴露4 d后,解毒相关基因(cat、gst和hr96)与生长发育相关基因(cyp314、vtg)的mRNA相对表达量均呈现一定的剂量效应关系。PrP暴露8 d后,cat、gst、hr96和cyp314等基因无显著变化,但各处理组vtg基因的表达量受到显著抑制。大型溞的表型变化和基因应答均表明PrP对大型溞具有毒性作用,可为进一步研究PrP对水生生物的毒性机制提供依据。

    2022年02期 v.17 317-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 470K]
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  • 太原市蔬菜中重金属污染特征及健康风险评估

    李晓敏;严俊霞;杜自强;崔慧瑾;赵秀阁;王丹璐;

    蔬菜中的重金属对人体存在一定的健康风险。为探究太原市蔬菜的重金属污染状况及其对人体的危害,于太原市城区和农村采集11类306个蔬菜样品,检测8种重金属的含量,用描述性统计法对蔬菜中重金属的污染特征进行分析,用主成分分析法对其重金属的污染来源进行解析,用健康风险模型对蔬菜中重金属的人体健康风险进行评估。结果表明,11类蔬菜中重金属含量有较大差异。按现行国家食品卫生健康标准,所有蔬菜样品中Cu和Zn的含量较高。对比我国其他地区,太原市蔬菜中Hg、Pb和Cd含量偏高。蔬菜中Pb、Cd、As和Cr受大气降尘、工业污染和农业活动等人为源作用;Ni、Cu和Zn受成土母质、农药和化肥等的污染来源影响;Hg主要受到燃煤等人为源作用。蔬菜中重金属健康风险值从大到小为As>Cu>Pb>Hg>Zn>Cr>Ni>Cd。在11类蔬菜中,食用菌类和芽菜类蔬菜可能对人体产生一定的健康风险。

    2022年02期 v.17 327-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
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  • 铅、镉单一及复合胁迫对生菜幼苗抗氧化酶及亚细胞结构的毒性效应

    林琳;旦增卓嘎;吴玲玲;

    为阐明重金属铅(lead, Pb)、镉(cadmium, Cd)单一及复合胁迫对生菜幼苗生长发育过程中抗氧化酶及亚细胞结构的影响,本研究通过实验室水培实验,探讨生菜幼苗生长时期,不同浓度Pb(0、0.2、0.5、1和5 mg·L~(-1))和Cd(0 mg·L~(-1)和0.02 mg·L~(-1))单一及复合胁迫下对生菜叶片中叶绿素a含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性以及亚细胞结构的毒性效应。研究结果表明:(1)在重金属Pb、Cd单一及复合胁迫下,随着暴露浓度的增加,叶绿素a的含量在第6天、第10天和第14天均表现出“低促高抑”的趋势;(2)在重金属Pb、Cd单一及复合胁迫下植物叶片细胞中的抗氧化酶对胁迫做出了反应应答,SOD、POD和APX的水平有显著性变化。其中,在6~14 d时Pb、Cd单一及复合胁迫下,各暴露组SOD活性相较于对照组受到抑制,POD活性(除Pb 0.02 mg·L~(-1)胁迫下)相较于对照组被诱导,APX活性在暴露前期(6 d和10 d)呈现出“低促高抑”的趋势,在暴露后期(14 d)随暴露浓度增加,APX的活性相较于对照组受到抑制;此外,随着胁迫程度的增加,生菜叶片中MDA的含量随之增加;(3)当暴露至14 d时,在Pb 5 mg·L~(-1)+Cd 0.02 mg·L~(-1)胁迫下,Pb、Cd对生菜叶绿素a含量的毒性效应为协同作用,其余胁迫条件下均表现为拮抗作用;(4)在Pb、Cd单一及复合胁迫下,生菜叶片细胞中叶绿体的结构均遭到破坏,线粒体空泡化,染色质出现不同程度的凝缩。

    2022年02期 v.17 337-348页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K]
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  • 镉单一及与扑草净复合污染对蚯蚓的毒性效应

    曹茹冰;郑毅;孙仕仙;张坤;邓志华;吴珂;

    为评价重金属镉和除草剂扑草净对土壤动物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为受试生物,以滤纸接触法、人工土壤法判断2种污染物的毒性效应,并通过人工土壤染毒法测定出镉单一和镉-扑草净复合污染对蚯蚓氧化应激反应的影响。结果表明:(1)采用滤纸接触法,测得镉对蚯蚓24 h和48 h的半致死浓度(LC_(50))分别为163.821 mg·L~(-1)和96.336 mg·L~(-1);扑草净对蚯蚓24 h和48 h的LC_(50)分别为46.469 mg·L~(-1)和18.149 mg·L~(-1);(2)由人工土壤法结果可知,当镉单一作用时,蚯蚓体内抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和过氧化物酶(peroxidase, POD)活性在整个实验周期内(7、14、21和28 d)随时间延长和浓度增加先升高后降低;谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)活性在暴露初期被诱导,随时间延长、浓度增加而降低;(3)当镉-扑草净复合作用时,蚯蚓体内抗氧化酶活性在染毒初期被激活、后期随染毒时间的延长而降低;GST活性先降低后升高;在镉单一作用时丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量随时间延长先升高后降低,在与扑草净复合作用时先升高后降低。镉和扑草净复合污染在一定程度上降低镉单一污染对蚯蚓的氧化胁迫,随时间延长镉-扑草净复合污染仍会对蚯蚓造成氧化损伤。

    2022年02期 v.17 349-361页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K]
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  • 壬基酚对斑马鱼不同组织中抗氧化酶活力的影响

    张银杰;张洪昌;凌思源;蒋玲玲;彭程;张卫;

    为研究壬基酚(nonylphenol, NP)对鱼类体内抗氧化酶活力的动态影响,探究NP对鱼类的毒性效应机制,以斑马鱼为受试生物,采用半静态实验法测定NP对斑马鱼的急性半致死浓度(LC_(50)),并以不同浓度(5、50和100μg·L~(-1))的NP进行14 d暴露和7 d净化实验,探究NP对头部、肌肉和内脏团中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)活力和还原型谷胱甘肽(GSH)含量的影响。结果表明,NP对斑马鱼的24~96 h的LC_(50)为487.6~273.6μg·L~(-1)。NP胁迫下斑马鱼头部SOD活力在5μg·L~(-1)组表现出显著的毒性兴奋效应;肌肉和内脏团的SOD活力在暴露中后期受到诱导,尤其在高浓度胁迫下更快产生该效应。头部和肌肉的CAT活力分别受NP的抑制和诱导作用,但均随时间增加先上升后下降;而CAT在内脏团中的活力受明显抑制后逐渐上升,100μg·L~(-1)组受到的抑制作用更强且更持久。抗氧化酶受NP影响的差异可能与抗氧化酶在各组织内的敏感性和赋存含量密切相关。50μg·L~(-1)和100μg·L~(-1)组内脏团的GST活力随时间延长而增强,并且其平衡水平与NP浓度呈正相关。GSH在头部和肌肉内的含量在初期被NP大量消耗后,逐渐通过生物合成而增加。净化阶段,高浓度NP胁迫后的抗氧化酶活力一般恢复较慢。本研究结果将为NP对水生动物的毒性风险评价提供科学依据。

    2022年02期 v.17 362-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 748K]
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“化学物质风险评估与管理”专栏

  • 基于物种敏感度分布法的甲基叔丁基醚水生生物预测无效应浓度推导

    郑玉婷;高子竣;于洋;张丽丽;林军;竹涛;

    甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油添加剂被广泛使用,其具有较强的水溶性且在水体中难以被降解。为估算MTBE的预测无效应浓度(PNEC),本研究通过文献调研法和数据库检索法收集MTBE危害信息,并对危害数据进行质量评估。采用物种敏感度分布(SSD)法预测不同种类水生生物5%物种危害浓度(HC_5),应用评估因子法推导获得PNEC值。数据质量评估结果显示,在调研的17篇文献179条数据中,高质量可靠数据54条,占评估数据的30%。另有33条来自数据库的数据满足质量要求。采用SSD法获得全部物种、鱼类、水生植物、节肢动物的HC_5值,其中正态分布模型得到的HC_5值分别为128.56、491.13、143.25和117.71 mg·L~(-1);逻辑斯谛分布模型得到的HC_5值分别为129.62、485.78、151.83和121.5 mg·L~(-1)。应用评估因子法估算出全部物种、鱼类、水生植物和节肢动物的PNEC分别为42.85、161.93、47.75和39.23 mg·L~(-1)。研究表明,MTBE对不同种类水生生物的PNEC值存在差异,其中节肢动物生物相对敏感。本研究基于现有数据完成,以期为MTBE的环境风险评估及水质基准建立提供科学依据。

    2022年02期 v.17 372-380页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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  • 基于文献计量的溴代阻燃剂生态环境与健康风险研究态势分析

    曹燕;胡双庆;沈根祥;张洪昌;朱英;

    近年来溴代阻燃剂(brominated flame retardants, BFRs)因在环境和生物体内的广泛检出和潜在毒性效应,其环境和健康风险广受关注。本研究基于CiteSpace软件对溴代阻燃剂生态环境与健康风险的研究动态进行文献计量分析,得出了该领域的研究态势、热点和知识主题演化历程等,并提出下一步研究的重点方向与对策建议。研究表明,溴代阻燃剂生态环境与健康风险的相关研究近年来呈现出发文量高速增长的趋势,我国和美国在该研究领域整体影响力表现突出;高关注溴代阻燃剂及其在环境中的检出和分布,以及溴代阻燃剂污染的时空分布趋势、人体暴露评估、毒性效应和风险评估等是该领域主要的研究热点;总体来看,全方位的污染溯源、健康效应评估和风险管理等是该领域未来重点关注的方向与角度;建议继续加强对溴代阻燃剂尤其是新型溴代阻燃剂及其替代品环境健康风险的关注,并开展综合性的风险评估研究。

    2022年02期 v.17 381-391页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K]
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  • 华南电子垃圾拆解区室内灰尘中HBCDs和TBBPA的组成特征及人体暴露风险

    李鑫;杨北辰;梁晓晖;郑晓波;解启来;

    本研究在广东省3个电子垃圾拆解区的5个场所采集室内灰尘,使用固相萃取小柱进行清洗和分馏,通过气相色谱-质谱分析了室内灰尘中六溴环十二烷(hexabromocyclododecanes, HBCDs)和四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)的含量、HBCDs的组成特征,并估算了成人和婴儿的日暴露量。结果表明:(1)5个场所的灰尘中HBCDs的浓度分别为5~149、5~411、85~905、8~1 076和11~48 745 ng·g~(-1),平均值分别为61、173、329、176和6 481 ng·g~(-1),HBCDs平均浓度由高到低为:场所5>场所3>场所2>场所4>场所1,这表明贵屿镇的HBCDs污染最重,龙塘镇次之,大沥镇相对较轻;TBBPA的浓度分别为27~2 121、98~74 202、916~6 700、61~122 986和4 568~2 631 488 ng·g~(-1),平均值分别为595、15 181、2 480、14 765和527 653 ng·g~(-1),TBBPA平均浓度由高到低为:场所5>场所2>场所4>场所3>场所1,贵屿镇>龙塘镇>大沥镇,这表明贵屿镇的TBBPA污染最重,龙塘镇次之,大沥镇最轻,与HBCDs分布情况相同;(2)TBBPA的浓度高于HBCDs,是主要的污染物,除场所1外,其他场所室内灰尘的TBBPA浓度与HBCDs无关(P>0.05);(3)5个场所的室内灰尘中HBCDs均以α-HBCD和γ-HBCD为主,其分布因受光降解影响而不同;(4)经灰尘摄入的HBCDs、TBBPA成年人日最高暴露量分别为未检出~21.7 ng·kg~(-1)、0.02~1 490 ng·kg~(-1),均低于参考值(200 ng·kg~(-1)和600 000 ng·kg~(-1));婴儿日最高暴露量分别为0.09~507 ng·kg~(-1)、0.47~34 774 ng·kg~(-1),HBCDs最高暴露值高于参考值,TBBPA最高暴露值低于参考值但远高于成人,故婴儿更容易受到TBBPA和HBCDs的影响,应引起重视;(5)贵屿镇是我国最大电子垃圾拆解地,居民摄入HBCDs(507 ng·kg~(-1)·d~(-1))、TBBPA(34 774 ng·kg~(-1)·d~(-1))的最高暴露量(95%水平)远高于龙塘镇和大沥镇。在这些电子垃圾拆解地区,应更加注意HBCDs和TBBPA的污染,这些污染物对当地公众健康的威胁应持续关注。

    2022年02期 v.17 392-401页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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专论

  • 岗梅药材重金属生物可给性及其人体健康风险评价

    李韵雪;闵远洋;麦晋贤;韩正洲;马庆;黄煜权;廖沛然;杨全;

    研究10个不同批次及产地的岗梅药材中重金属铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)和铜(Cu)的含量、生物可给性及转移率,并应用靶标系数危害法(THQ)评估5种重金属的健康风险。样品经湿法消解后,用原子荧光光度法和原子吸收分光光度法进行检测。岗梅药材中存在镉和铅超标现象,超标率镉为80%、铅为100%;汞、砷和铜均未超标;岗梅药材水煎液5种重金属含量均未超过标准,5种重金属很少溶于水煎液;10批次岗梅药材重金属生物可给性均<100%,均未完全溶出,安全风险较低;10批次岗梅药材及水煎液重金属(铜、砷、铅、汞和镉)THQ(成人、儿童)值均<1。岗梅重金属对人体健康造成的影响不明显。通过岗梅重金属生物可给性与风险评估模型,评估了岗梅药材及其煎煮液重金属安全风险,发现实验所用岗梅样品重金属均处于安全范围内。如此可见,中药材重金属超标问题不能一刀切,应考虑每个中药材的特点来制定相应合理的重金属限量标准。

    2022年02期 v.17 402-412页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
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  • 镉诱导文蛤鳃细胞凋亡和抗氧化生物标志物的响应

    王进华;柏彬彬;邓婉菲;邹婷;应雪萍;

    镉(Cd)是水生环境中主要的污染物之一,易在水生动物体内富集并产生毒害作用,而鳃是重金属积累的主要器官。本研究用不同浓度Cd~(2+)溶液(0、1.5、3、6和12 mg·L~(-1))对文蛤进行染毒,用形态学、生化及分子生物学方法检测Cd~(2+)诱导下文蛤鳃细胞凋亡程度以及抗氧化生物标志物的响应特点。结果显示,随着Cd~(2+)浓度的上升,细胞凋亡程度不断加深,同时鳃中活性氧(ROS)含量、DNA-蛋白质交联率(DPC)和蛋白质羰基(PCO)含量均显著上升;但超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性及MT mRNA表达量随Cd~(2+)浓度的升高均呈先升后降的趋势;超微量Na~+-K~+ATP酶、Ca~(2+)-Mg~(2+)ATP酶和总ATP酶活性呈抑制状态;且最高浓度组的总抗氧化能力(T-AOC)水平也受到抑制。说明Cd~(2+)能诱导文蛤产生ROS,破坏ATP酶活性,造成氧化损伤和功能紊乱,机体的抗氧化应激系统对外源Cd~(2+)有一定的抗氧化作用,但随着Cd~(2+)浓度的上升其抗氧化应激能力逐渐减弱。

    2022年02期 v.17 413-423页 [查看摘要][在线阅读][下载 520K]
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  • 郑州市葡萄农药污染特征及膳食摄入风险评估

    罗俊霞;张刚;李艳珍;申战宾;赵建波;杨华;段鹿梅;刘青;宋晓爽;赵利敏;张威;

    为明确郑州市葡萄的农药污染特征和对其安全品质造成危害的风险因子,并对其膳食摄入进行风险评估。采用郑州市近10年来葡萄产品的监测数据,对其产品的农药污染特征进行分析,并采用点评估模式分别估算各年龄段人群的安全系数(IFS)、平均安全系数■和安全系数之和(ΣIFS),同时估算各种检出农药的风险系数(R)。10年来,郑州市葡萄中检出的农药有18种,包括8种杀菌剂和10种杀虫剂,均为微毒或低毒农药。杀菌剂的检出率普遍高于杀虫剂;其中检出率最高的是嘧霉胺,其在2017—2020年间检出率为51.92%;含有多残留的样品较多,残留农药种类最多的样品含有8种农药残留,但此类样品占比较低,在2017—2020年间占1.92%;从各年龄段的安全系数来看,近10年郑州市葡萄的质量安全可以接受,但存在一定的不确定性;从检出农药风险系数看,10年来氯氟氰菊酯、苯醚甲环唑和氯氰菊酯给郑州市葡萄的安全品质带来较大的风险,其风险系数分别是5.19、3.19和3.1。在葡萄生产中要加强产中的管理和产后的监管,科学合理施用农药,保证葡萄产品整体质量安全。

    2022年02期 v.17 424-432页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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