基于皮肤擦拭采样的石化从业人群OCPs皮肤暴露评估

以茂名市(华南典型石化及农业城市)的30名石化从业人员(男女各半)作为样本,对其裸露部位(额头、手掌)和衣物遮蔽部位(前臂、小腿)的皮肤进行擦拭采样,通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定了样品中10种有机氯农药(OCPs)的含量并计算暴露剂量.研究发现,10种OCPs在所有样品中均有不同程度的检出率(1.7%~57%),其中六六六(HCH)的平均检出率(35%)明显高于滴滴涕(DDT)(5.3%).所有样品的OCPs浓度范围为n.d.~3050ng/m^(2),不同皮肤部位的OCPs浓度差异显著(P<0.0001),表现为额头>手掌>前臂>小腿.皮肤暴露剂量(DAD_(derm))和手-口接触暴露剂量(DAD_(oral))的范围分别为n.d.~13和n.d.~0.24ng/(kg·d),两者均以HCH的贡献为主(>60%).头颈部是DAD_(derm)贡献率最高的皮肤部位(87%).尽管女性的DAD_(derm)和DAD_(oral)均高于男性,但差异不显著(P>0.05).健康风险评价结果表明,所有样本的皮肤及手-口接触致癌风险均处于可接受水平范围(<10^(-4)),但女性致癌风险相对较高.

杀菌类物质对肠道核因子κB通路的调控及免疫毒性研究

杀菌类物质因其杀灭细菌、病毒等微生物特性而被广泛使用。多种杀菌类物质的暴露可能引发人类或动物肠道炎症及免疫系统异常,但相关机理性的研究相对较少。外源性化学物质或病原菌是核因子活化B细胞κ轻链增强子(nuclear factor kappalight-chain-enhancer of activated B cells,简称“NF-κB”)信号通路的重要激动剂,通过激活NF-κB信号通路,调节宿主炎症反应与免疫应答。鉴于此,本文重点梳理探讨了杀菌类物质、NF-κB信号通路、肠道微生物三者之间的相互作用以及它们对宿主潜在的健康影响。结果表明:①NF-κB家族是一组重要的转录因子,几乎存在于所有类型的动物细胞中,参与调控炎症反应、免疫应答、细胞增殖和细胞凋亡等许多生物过程。②肠道微生物中本身的细胞壁成分以及分泌的效应蛋白或代谢产物等是NF-κB信号通路的重要激动剂,这表明肠道微生物与宿主免疫系统之间存在密切联系。肠道微生物对NF-κB信号通路的影响提示了杀菌类物质在肠道免疫调节中可能存在的作用机制。③杀菌类物质可以与肠道微生物之间相互作用进而诱导宿主肠道紊乱,也可以直接作为NF-κB信号通路的激动剂,最终导致宿主肠道免疫系统损伤。开发新型免疫调节剂和抗菌药物,制定治疗肠道免疫相关疾病个性化的预防和治疗策略是未来这一领域的研究方向之一。

纳米塑料和酮康唑对霍甫水丝蚓肠道的影响

采用亚急性毒性试验方法,研究原始及不同官能团修饰的聚苯乙烯纳米塑料(NPs)和环境相关浓度酮康唑(KCZ)共暴露条件下霍甫水丝蚓的生物累积、组织病理学及肠道微生物响应.结果表明,共暴露7d,3种NPs均能被水丝蚓吸收并累积在体内,氨基修饰NPs的累积水平最低(2.78ng/mg),羧基修饰NPs的累积水平最高(22.85ng/mg).共存NPs显著减少了KCZ的生物累积,抑制率在第7d达到最高(88.9%~94.8%).KCZ单独及与NPs共暴露诱导了霍甫水丝蚓的肠道损伤,出现表皮和肠细胞退化、表皮和肠细胞增生、表皮表面不规则和产氯组织变性等病理变化.3种NPs的共存都显著降低了KCZ对胃蛋白酶和纤维素酶活性的抑制;而氨基修饰NPs的共存使D乳酸盐含量显著下降,羧基修饰NPs的共存使二胺氧化酶活性显著下降.KCZ单独暴露显著增加了水丝蚓肠道微生物的多样性,官能团修饰NPs的共存使微生物多样性降低,并改变了门水平的丰度和优势菌属,尤其是氨基修饰NPs共存时优势菌属均为致病菌,增加了水丝蚓感染的风险.

某电子企业职业人群有机物暴露健康风险评估

随着电子行业从业人群在新发职业病例中占比的增加,其健康问题及潜在健康风险已经引起广泛关注.本文基于深圳市某电子企业各工位有机污染物的监测结果,采用半定量和定量健康风险评估的方法,就其健康风险水平进行评价和探讨,结果表明:①调查企业各工位所检测的有机物浓度均低于其相应的职业接触限值,但乙醛、三氯乙烯、二甲苯等污染物的非致癌风险危害商均大于1,仍会产生较高的潜在非致癌健康风险.②健康风险评价结果表明,喷码、丝印、封装和浸锡等工位污染物的危害指数在2.52~129.14之间,导致其从业人员健康风险水平较高.③受到污染物浓度和危害等级的影响,半定量风险评估与定量风险评估结果之间存在差异.④不同评估方法具有其自身的优势和局限性,采用单一的评估方法会造成评估结果的偏差.研究显示:电子企业部分有机污染物低浓度可带来一定的潜在健康风险,应加强有效防护措施;同时,应结合多种评估方法开展健康风险评估,以获得更加全面和客观的评估结果,为实施高效的环境健康管理提供参考.

双酚类化合物的生物代谢机理研究进展

以双酚A(bisphenol A,简称BPA)及其替代物为代表的双酚类化合物(bisphenols,简称BPs)在各种环境介质、食品、消费品以及人类和动物体中被广泛检出,表明BPs存在全球性大规模污染趋势.除了BPs自身毒性外,其在生物体内的转化代谢产物可能具有比母体化合物更复杂的内分泌干扰效应和毒性效应,对于人体生命健康的影响不容小觑.本文就BPs生物代谢的实验和理论计算研究方法及其取得的研究成果等方面进行回顾总结,在分析现有研究存在的问题和不足上对未来的研究重点提出了展望.

我国典型土壤中Co对生物的毒害及其阈值推导

随着人类对钴(Co)元素开发利用活动的增强,土壤Co污染问题日益受到重视。然而,目前对土壤Co的生态风险和阈值研究还很有限。本研究通过文献检索收集筛选Co生态毒性数据,并结合毒理学实验和物种敏感性分布法推导我国土壤Co的生态风险阈值。研究结果显示,文献检索和生态毒性实验获得了不同土壤性质下Co对10种生物的10%效应浓度(EC 10),变化范围为7~4696 mg/kg。利用逐步线性回归建立了8个物种EC 10和土壤性质(pH、CEC、OC含量和Clay含量)以及这些物种自身敏感性k值的关系,得到8个物种的k值在-0.21~1.458,并通过种间外推模型获得无归一化模型的黑麦草及玉米渣矿化k值(-1.207和2.201)。最终获得包含土壤性质和k值的10个物种的回归模型,据此模型将预测的EC 10值归一化到4种土壤条件下。利用物种敏感性分布法推导得到4种土壤条件下Co的生态安全阈值(HC 5),经过老化淋洗因子的校正,在酸性、中性、碱性和石灰性土壤条件下分别为7.3、44、72.08和38.88 mg/kg,该结果可为土壤Co污染风险评价及相关标准的制定提供依据。

基于发光细菌法的钙镁钾离子的单一及联合毒性效应评价

采矿、农业和工业排放等人类活动加剧了淡水生态系统的盐碱化,但与盐碱化相关的毒性评价仍处于研究阶段。为了进一步阐明盐碱化相关离子的生物毒性效应,以明亮发光杆菌T3菌为供试菌株,考察了与盐碱化相关的阳离子Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)的单一及二元混合物的毒性效应区间和毒性兴奋刺激效应区间,并基于发光损伤和氧化应激2个方面探究了3种阳离子及其二元混合物的毒性机理。研究结果表明:在单一毒性工况下,Ca^(2+)、Mg^(2+)毒性相近,抑制发光亮度一半时的浓度即半数效应浓度(EC50)分别为335.5 mmol/L,333.3 mmol/L,K^(+)的毒性响应与Mg^(2+)、Ca^(2+)不同,T3菌对K^(+)表现出很高的耐受性;3种单一阳离子及二元混合物实验组均出现了毒性兴奋效应(Hormesis),但刺激响应及相应的浓度区间不同,联合毒性具有组分和浓度比依赖性,二元混合毒性由高到低的顺序为Ca^(2+)-Mg^(2+)、Ca^(2+)-K^(+)、Mg^(2+)-K^(+),Ca^(2+)的存在会增加混合物的毒性;Ca^(2+)-Mg^(2+)二元混合物诱发氧化应激,产生毒性协同作用,二元混合物中K^(+)的存在减弱了氧化应激,降低了联合毒性,部分表现出拮抗作用。

外源Ca^(2+)对玉米幼苗镉胁迫的缓解效应

本试验以玉米为研究材料,对玉米幼苗进行一定浓度的镉(20mg/L)胁迫,通过对玉米幼苗施加不同浓度的Ca^(2+)(0、2、5、8mmol/L),研究Ca^(2+)对镉胁迫下玉米幼苗的叶绿素、MDA、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸和POD活性6个生理生化指标的影响。结果表明:施加外源Ca^(2+)显著增加了镉胁迫下南瓜幼苗叶片中叶绿素含量(P<0.05),而MDA含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量以及POD活性均显著降低(P<0.05),对可溶性蛋白的缓解作用不显著(P>0.05)。其中以5mmol/LCa^(2+)的缓解效果最好。

纳米二氧化钛暴露的神经毒性作用及机制

以多巴胺能神经细胞SH-SY5Y和PC12为实验模型,深入探讨了不同晶型(锐钛矿型、金红石型、混合型)和不同粒径(25,50,100nm)的纳米二氧化钛(TiO_(2)-NPs)暴露对多巴胺能神经细胞的毒性影响及机制.结果表明,金红石型TiO_(2)-NPs暴露具有更强的毒性作用,其次是混合型和锐钛矿型.此外,粒径较小的TiO_(2)-NPs对神经细胞的毒性更显著,特别是25nm粒径的TiO_(2)-NPs,其神经毒性作用与诱导活性氧自由基生成和细胞凋亡相关.蛋白免疫印迹法发现,TiO_(2)-NPs能上调Bax和细胞色素C的水平,下调Bcl-2的表达,同时激活Caspase-3,表明TiO_(2)-NPs通过影响线粒体凋亡途径相关蛋白的表达诱导多巴胺能神经细胞凋亡.

高氯酸盐对秀丽隐杆线虫生长发育的影响

食物链可以通过环境中的高氯酸盐(一种新型持久性无机污染物)富集人体。进入食物链的高氯酸盐数量不容忽视,尽管目前缺乏具体事实支持。本研究以高氯酸盐为研究对象,以秀丽隐杆线虫为模型生物,检测秀丽隐杆线虫的氧化应激(ROS、SOD、CAT、MDA、GSH)。测量暴露于不同浓度高氯酸盐的秀丽隐杆线虫的生长和发育相关指标(体长、寿命和产卵量)和生长基因表达的相关水平,以确定高氯酸盐影响秀丽隐杆线虫生长和发育的机制。结果表明,高氯酸盐显著降低了秀丽隐杆线虫的生命周期[(4.654 d±0.146 d)~(7.212 d±0.050 d)]、产卵频率(-28.1%~-49.0%)和体长。此外,秀丽隐杆线虫的ROS、GSH和MDA水平升高,SOD和CAT活性增强。胰岛素/胰岛素生长因子信号通路中的Daf-2、Daf-16、Daf-18、Sir-2.1、Skn-1等相关基因可能受到影响。高氯酸盐通过氧化应激,可激活胰岛素/胰岛素生长因子信号通路及相关基因,影响生长发育。

含氧多环芳烃促肝癌细胞侵袭转移过程中Hippo通路作用探究

由于氧化官能团的存在,含氧多环芳烃(oxy-PAHs)比母体多环芳烃具有更高的极性、溶解度、迁移率和生物反应活性,在环境中的分布更为广泛.许多oxy-PAHs具有更高的遗传毒性、促肿瘤活性和发育毒性,而目前关于其促肿瘤活性作用机制的研究较少.Hippo-YAP通路被发现是调节癌细胞免疫、增殖、转移等的关键因子.本研究基于肝癌细胞暴露模型,对环境含量丰富的含氧多环芳烃(9-芴酮)的促肿瘤作用及Hippo-YAP调控机制进行了探究.结果发现,较高浓度9-芴酮(9-Fluorenone)暴露可促进肝癌细胞侵袭、迁移及上皮间质转化(EMT)的发生,且Hippo-YAP通路在9-Fluorenone促肿瘤过程中有重要作用.具体而言,9-Fluorenone暴露可通过诱导Hippo上游激酶MST、LATS以及YAP蛋白的去磷酸化,未磷酸化的YAP可以直接进入细胞核内与TEAD结合,调控下游EMT的发生,进而促进侵袭转移.本研究结果为含氧多环芳烃的促肿瘤活性研究提供了实验基础,对于全面评估多环芳烃及衍生物的生态和健康风险具有重要参考作用.

微塑料对稻田土壤-水界面重金属分布及迁移的影响

研究微塑料(microplastics,MPs)对稻田土壤-水界面中重金属空间分布和迁移的影响机制,可为微界面环境中MPs和重金属交互作用及生态风险评估提供理论支撑和科学依据。2021年7月对采自东北地区稻田的土壤添加不同浓度不同粒径的MPs,借助薄膜梯度扩散技术(DGT)在毫米尺度上获取稻田土壤-水微界面生物有效态重金属元素的原位高分辨信息,并根据Fick第一扩散定律评估不同MPs添加处理下重金属元素的迁移特征和释放通量。结果表明:(1)稻田土壤-水微界面生物有效态Mn、Co、Fe、Ni、Zn、Pb、Cu和Cd浓度在剖面上具有显著的空间分布差异;(2)MPs的添加显著降低了有效态Cu(-50.7%~8%,P<0.001)、Zn(-17.1%~-4.1%,P<0.001)和Cd(-16.7%~-2.2%,P<0.001)的浓度;(3)土壤MPs的添加改变了有效态Cu的迁移方向,使土壤由Cu源转化成Cu汇,说明MPs对Cu存在明显的吸附效应;(4)不同粒径MPs的添加对生物有效态Ni的影响差异较大,大粒径(80μm)MPs增加了其浓度,小粒径(10μm)则相反。

光质组合对菌藻共生系统去污性能的影响及运行优化

菌藻共生系统能有效控制水体中氮、磷及有机污染,不同波长的光质组合及运行参数对菌藻共生系统的污染物去除能力的综合影响仍需进一步研究。以菌藻共生系统为研究对象,进行光质组合实验,确定最佳的光质组合,并在最佳的光质条件下选取光照度、菌藻接种比(干重比)、光照时间3个因素设计正交实验,通过矩阵分析法进行独立极差分析,构建权矩阵探究菌藻共生系统高效去除污染物的最佳运行条件。结果表明:红蓝光(8:2)为蛋白核小球藻发挥污染物去除性能最佳的光质,采用光照度4000 lx,菌藻接种比1:5,光照时间9 h·d^(-1)的最佳运行条件时,红蓝光(8:2)菌藻共生系统化学需氧量、总氮、总磷的去除率分别达到90.0%、79.1%、81.9%。

曝气生物滤池处理系统中摇蚊幼虫的控制方法研究

生物入侵对水处理系统有着严重影响。文中以曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)在运行过程中遭受摇蚊幼虫的入侵为研究对象,系统地阐述了摇蚊幼虫出现原因,并采取一系列措施进行系统修复。系统污染时摇蚊幼虫数量达到5~10个/L,对出水水质造成了严重影响。即使采用多种方法进行防治,结果证明物理、化学法可有效遏制摇蚊幼虫的滋生,但不能完全去除;采取物理-化学-生物(重新接种优势菌种)联合法后,在滤池底部和出水已观察不到其活动痕迹,系统处理效果逐渐恢复。文中对水处理系统处理生物入侵作出了一定的贡献。

电子垃圾拆解区铅污染对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的毒性效应

以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为受试生物,研究不同质量浓度(0,100,250,500,1000和2500 mg/kg)铅土对蚯蚓存活率、生长抑制率以及体内抗氧化酶(POD酶、CAT酶、GST酶)和消化酶(ACP酶、AKP酶)活性的影响。试验结果表明:7 d急性暴露试验中,各浓度铅污染对蚯蚓存活与生长均不存在显著性影响;14 d生长试验中,w(Pb(NO_(3))_(2))为2500 mg/kg时,铅对赤子爱胜蚓的生长产生了显著的抑制作用;在7 d和14 d生长试验中,暴露浓度和暴露天数在对赤子爱胜蚓的生长抑制率的影响中的交互作用较显著;14 d暴露试验中,w(Pb(NO_(3))_(2))为1000和2500 mg/kg时,重金属铅对赤子爱胜蚓体内两种消化酶(ACP酶、AKP酶)和三种抗氧化酶(POD酶、CAT酶、GST酶)均产生了显著的抑制作用。本研究从个体水平到分子水平综合评价了铅对蚯蚓的毒性作用,为电子垃圾拆解区的土壤铅污染监测提供新的理论基础。

固定化芽孢杆菌的制备及苯酚降解性能研究

酚类物质被广泛应用于石油化工、焦化、塑料等领域,含酚废水易对生态环境造成潜在风险。本研究采用海藻酸钠(SA)及聚乙烯醇(PVA)对芽孢杆菌(Bacillus sp.)进行固定化包埋,考察固定化菌的机械性能及对苯酚的降解效果。研究结果表明,普通包埋法添加3%SA+8%PVA和5%SA+4%PVA的固定化菌球降解性能较好,300 mg/L苯酚19 h的去除率达到97.27%和98.54%,菌球机械强度较弱,可重复利用3次。反复冻融法制备的固定化菌块的机械强度明显增强,可循环利用30次,同时降解速度逐渐加快,在第30次循环利用中6 h内可以将300 mg/L的苯酚全部降解,本研究可为固定化微生物的制备技术和酚类物质降解提供理论支撑。

氯氟醚菊酯对斑马鱼胚胎及仔鱼心脏发育的毒性及氧化损伤作用

氯氟醚菊酯是目前中国市场上销量最大的卫生用杀虫剂品种之一,其环境安全风险受到广泛关注。本研究以斑马鱼为试验模型,评价了氯氟醚菊酯急性暴露对斑马鱼胚胎及仔鱼心脏发育的毒性及氧化损伤作用。结果表明,氯氟醚菊酯对斑马鱼胚胎的急性毒性72 h-LC_(50)值为0.756μg/mL,属高毒。经氯氟醚菊酯不同剂量(0、0.2、0.4、0.8μg/mL)暴露72 h后发现:0.4和0.8μg/mL剂量处理组的仔鱼出现脊柱和尾部弯曲、心包和卵黄囊水肿等畸形特征,且心率和孵化率显著降低、胚胎发育不完整(体长变短、头部和眼睛面积缩小);0.2、0.4和0.8μg/m L的氯氟醚菊酯还能够诱导仔鱼心房心室分化,心脏功能相关基因myl7、myh6、vmhc的表达水平下调,并引起丙二醛(MDA)含量增加,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶活性的降低,使仔鱼心脏处堆积活性氧(ROS)。本研究结果表明,氯氟醚菊酯暴露对斑马鱼胚胎的心脏发育具有显著毒性,且与氧化损伤作用相关。

金属基吸附剂及其复合材料吸附除氟研究进展

化工、冶炼、电池等行业所排放的氟废水引发的氟中毒现象备受关注,分析了沉淀、膜处理、离子交换、吸附等技术的优缺点,吸附法由于操作简单、经济高效被认为是极具前景的水体除氟方法。本文对铝基、铁基、稀土基、金属有机骨架吸附剂及其改性材料在含氟废水中的除氟性能进行了总结和评价,分析了其制备过程、脱氟机制以及外界影响因素。发现材料晶型可以决定吸附过程的吸附能,大的比表面积可以在吸附过程中提供更多的活性位点,良好的孔结构可以降低吸附传质阻力,提高吸附性能;材料表面官能团的强化、不同金属材料的复合协同作用可以提高吸附剂的脱氟效率,可为今后制备新型高效除氟材料提供参考。提出了目前吸附除氟领域亟待解决的问题并对金属基吸附剂在除氟领域的发展作出展望。

双酚G对斑马鱼神经行为的影响及机制研究

使用双酚G(BPG)慢性染毒成年斑马鱼,以评估其毒性效应和作用机制.结果表明,50μg/L BPG染毒组显著降低了斑马鱼的移动距离和上下水层切换频率,在底部累积时间增加了22.7%,表现出显著的行为异常;5和50μg/L染毒导致社交距离分别增加了126.8%和151.2%,社交累积时间分别减少了80.1%和73.7%,表现出显著的社交障碍.切片染色显示脑结构和肠道绒毛受损以及肠道杯状细胞数量和粘液分泌增加,表明潜在的肠道炎症以及神经疾病的发生.进一步的靶向代谢组学显示肠脑神经递质水平紊乱,色氨酸、GABA、谷氨酰胺、去甲肾上腺素、胆碱和组胺等水平显著改变;KEGG通路富集分析表明,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成,精氨酸生物合成及苯丙氨酸代谢是主要受影响通路且存在性别差异,这些通路通过干扰神经递质转运和稳态,调控斑马鱼行为.BPG染毒,斑马鱼表现出显著的神经行为毒性效应和肠脑神经递质代谢紊乱,肠脑调节可能参与介导该效应.

放射性核素在环境中的运移及其对人类和非人类物种的影响

放射性核素在环境中的输运和转移(简称运移),长期以来受到辐射环境保护领域的特别关注。大气层核武器实验、切尔诺贝利核电站事故、福岛第一核电站事故导致大量放射性物质进入全球大气、陆地和海洋环境。放射性核素在生态系统中的输运、转移和积累通过食物链传递,对全球生态平衡及人类健康产生深远影响。