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.

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.

PFOS及其三种替代品对蚯蚓的毒性效应及比较

本研究从氧化应激、生殖毒性和发育毒性3个方面研究了PFOS、6:2FTSA、PFHxS和PFBS以相同浓度(0.2mg/kg)暴露28d后对赤子爱胜蚓的毒性效应.结果表明,PFOS、6:2FTSA、PFHx S和PFBS均诱导ROS含量上升,并导致脂质过氧化和DNA损伤.此外,PFOS及其3种替代品还诱导与氧化应激、生殖和生长发育相关的基因异常表达,从而在基因水平上诱导氧化应激并引发生殖毒性和发育毒性.综合生物标志物响应(IBR)指数结果表明,PFOS、6:2FTSA、PFHxS和PFBS的IBR数值分别为36.4, 22.2, 34.1, 24.3.4种物质对蚯蚓的综合毒性大小依次为:PFOS>PFHxS>PFBS>6:2FTSA,表明3种替代品的综合毒性低于PFOS.本研究结果为6:2FTSA、PFHxS和PFBS作为PFOS替代品的安全性评价提供了依据.

生物体内全氟和多氟烷基物质迁移转化及毒性

总结了全氟和多氟烷基物质(PFASs)的来源,综述了PFASs在生物体内的迁移转化行为及影响因素,并利用文献计量学方法对近38年PFASs的毒性研究进行了热点分析.结果表明PFASs的结构、生物组织中的酶活性、蛋白含量以及环境中的有机质含量与PFASs在生物体内的迁移和富集能力密切相关.PFASs毒性研究主要聚焦于不同环境介质和器官的毒性效应差异,研究方向由对动植物的毒性评价转变为人体健康风险预测.在此基础上,从个体、器官、生化和分子水平总结了PFASs毒性效应,提出关于PFASs的多层级毒性效应研究是未来的发展趋势,尤其是利用定量构效关系阐明生物毒性的层级效应是值得提倡的方法之一.展望了未来有关PFASs研究的发展方向,为阐明新污染物环境行为及开展相关毒理研究提供思路.

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。

砷和全氟辛酸对赤子爱胜蚓的联合毒性效应

将赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)暴露于亚致死剂量的砷酸盐(As(V))与全氟辛酸(PFOA)的单一及复合污染土壤中28d,分析2种毒物的生物积累和蚯蚓体内多种生物标志物的响应特征,以评估As(V)和PFOA的联合毒性效应.生物富集分析结果表明,土壤中As(V)和PFOA的共存可以增加砷的生物积累量,同时减少PFOA的生物积累.随着暴露水平的增加,大多数生物标志物都表现出显著变化,表明蚯蚓生长受到抑制,并产生了氧化损伤.采用综合生物标志物响应指数(IBR)来整合多种生物标志物响应,发现在As(V)与PFOA的单一及复合污染组中均存在显著的剂量-效应关系.之后,结合IBR和两种复合毒性指数,包括效应加和指数(EAI)和浓度加和指数(CAI),以评估As(V)与PFOA之间的毒性相互作用.结果表明,As(V)和PFOA的联合毒性效应取决于As(V)的暴露浓度,As(V)浓度较高时,复合污染在整个效应水平范围内表现为协同作用,而As(V)浓度较低时的复合毒性则随着效应水平的增加表现出从拮抗作用到协同作用的变化特征.As(V)是对蚯蚓生物标志物造成毒性影响的主要污染物,并影响了As(V)与PFOA的联合毒性效应.本文结果为As(V)和PFOA联合毒性的风险评估提供了有价值的信息.

不同浓度镉处理对耐盐水稻生长及斜纹夜蛾酶活的影响

为了研究不同浓度的镉胁迫对耐盐水稻生长及昆虫解毒酶的影响,以耐盐水稻品种‘海红-12’为材料,用不同浓度(1.5、3、6、15 mg/kg)的氯化镉溶液分别处理4、7、12、17、22 d,测定了不同浓度、不同时间镉处理下耐盐水稻幼苗株高、根长、叶绿素含量以及以处理水稻植株为食的斜纹夜蛾幼虫乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的活性。结果表明,镉胁迫下,耐盐水稻株高、根长受镉浓度和时间效应的双重影响,较低浓度(1.5、3 mg/kg)镉溶液对水稻生长的抑制作用在处理期间间歇性呈现,较高浓度(6、15 mg/kg)镉溶液的抑制作用则持续出现。随着镉处理浓度的升高,耐盐水稻的叶绿素含量随时间的推移持续降低。取食不同浓度镉处理水稻幼苗的斜纹夜蛾幼虫,乙酰胆碱酯酶活性随镉处理浓度的升高而降低,但羧酸酯酶活性升高。镉溶液抑制耐盐水稻幼苗的生长,且抑制作用随镉溶液浓度的增大而增强,取食受镉处理的耐盐水稻幼苗,植食性害虫体内解毒酶活性产生不同趋势的变化。研究结果可为优化耐盐水稻种植栽培条件提供数据支撑,为进一步研究耐盐水稻-昆虫对重金属富集的反应机制提供理论依据。

稀土铽对斑马鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

以斑马鱼(Danio rerio)为受试鱼种,采用半静态急性暴露实验,研究了稀土离子铽(Terbium,Tb)对斑马鱼的急性毒性,并根据急性毒性实验结果设置含Tb浓度分别为2.0、20.0、40.0 mg/L 3个组,分别对斑马鱼3个组织(头部、肌肉、内脏)的过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量进行测定,以此来研究Tb对斑马鱼的毒理作用。结果表明,高浓度Tb会对斑马鱼产生较大的毒性,Tb对斑马鱼的48 h和96 h半致死浓度(LC50)分别为81.39 mg/L和79.03 mg/L,安全浓度(CS)为7.90 mg/L;Tb^(3+)对斑马鱼各部位CAT活性均有不同影响。随着Tb^(3+)浓度升高,CAT活力逐渐减弱,肌肉和内脏的CAT活性也随暴露时间的增加,在呈现前期被显著诱导后又被显著抑制,但40.0 mg/L浓度组内脏的CAT活力在净化期内始终未恢复。斑马鱼内脏MDA含量受Tb^(3+)胁迫,呈现诱导-抑制反复变化,肌肉MDA含量在胁迫期间表现为明显的诱导效应,在暴露的第14天时达到峰值为57.13%;40.0 mg/L浓度组内脏MDA含量在进入净化阶段仍被显著诱导,最高诱导率达28.99%。研究探究了Tb^(3+)对斑马鱼的急性毒性与氧化应激毒性,对防止和减少稀土离子对水生生物的毒性作用提供参考依据。

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。

PAEs和APs在水生生物中的累积与食物链传递

探究了7种邻苯二甲酸酯(PAEs)和13种新型增塑剂(APs)在广东清远某废弃电子垃圾拆解区水生生物和北江段淡水鱼中的累积与食物链传递特征.结果表明,废弃电子垃圾拆解区水生生物和北江段淡水鱼体内PAEs总浓度分别为20~974ng/g ww和264~370ng/g ww,以邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯为主要污染物;APs总浓度分别为1.25~181ng/g ww和27~62ng/g ww,以对苯二甲酸二乙基己酯为首要污染物.电子垃圾拆解区各水生生物中PAEs和APs的浓度和组成差异显著,与其食性、生长阶段和代谢能力紧密相关.北江段鲮鱼和罗非鱼间无明显的种间差异,主要与其具有相似的栖息环境、摄食行为和脂肪含量有关.邻苯二甲酸二甲酯的湿重浓度和脂重浓度均与氮稳定同位素值(δ^(15)N)呈显著正相关,其营养级放大因子(TMF)分别为1.65和1.88.此外,邻苯二甲酸二苯酯的脂重浓度与δ^(15)N呈显著正相关,TMF为1.91.

3种N-DBPs对青海弧菌Q67的联合毒性作用及贡献度

以3种含氮消毒副产物(N-DBPs)溴乙腈(BAN)、二溴乙腈(DBAN)和二氯乙酰胺(DCAM)为研究对象,运用直接均分和均匀设计射线法分别设计了3个二元混合物体系(BAN-DBAN、BAN-DCAM、DBAN-DCAM)和1个三元混合物体系(BAN-DBAN-DCAM),采用时间毒性微板分析法(t-MTA)系统测定3种N-DBPs及其混合物体系对青海弧菌(Q67)的毒性,应用浓度加和模型(CA)分析混合物的毒性相互作用,并采用剂量减小指数(DRI)来表征混合物中各个组分对毒性相互作用的贡献情况.结果表明,BAN、DBAN和DCAM对Q67的浓度效应曲线为“S”型,具有明显的急性毒性,长期毒性均高于急性毒性(BAN-pEC_(50)-0.25h=4.16<BAN-pEC_(50)-12h=4.93;DBAN--pEC_(50)-0.25h=4.36<BAN-pEC_(50)-12h=4.84;DBAN--pEC_(50)-0.25h=1.41<BAN-pEC_(50)-12h=1.61);BAN-DCAM混合物出现拮抗作用,BAN-DBAN出现协同作用,而DBAN-DCAM与BAN-DBAN-DCAM既出现拮抗作用又出现协同作用;3个二元混合物体系,除BAN-DCAM外,暴露初期均表现为不同强度的协同作用;在BAN-DBAN-DCAM体系中,DRI_(max,DBAN)(=258.706)>DRI_(max,BAN)(=38.166)>DRI_(max,DCAM)(=2.658),故推测3种组分对协同作用的贡献度为:DCAM>DBAN>BAN.

聚丙烯纳米塑料与有机磷阻燃剂联合暴露对斑马鱼发育和神经毒性的影响

以斑马鱼为模式生物,探究了2-乙基己基二苯基磷酸酯(EHDPP)暴露以及与聚丙烯纳米塑料(PP-NPs)联合暴露的毒性效应及致毒机制.结果表明,EHDPP对120hpf斑马鱼幼鱼急性毒性LC50值为2240μg/L.250、500μg/LEHDPP急性暴露引发斑马鱼发育延缓和畸形,抑制幼鱼自主游动活力,降低其对周围环境的感知灵敏度;在分子水平上,50、125、250μg/LEHDPP较对照组,均显著降低斑马鱼幼鱼的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,导致活性氧(ROS)在体内过度蓄积,丙二醛(MDA)水平上升,进而诱发机体炎症,加快细胞凋亡.尽管PP-NPs对斑马鱼幼鱼的毒性有限,100μg/L PP-NPs与EHDPP的联合暴露使得其LC50值降为494.6μg/L,显著增强EHDPP的毒性,并降低了EHDPP对上述效应的阈值,致使低浓度EHDPP即引起显著的发育和神经毒性.本研究强调纳米塑料与有机污染物共存时会产生协同毒性作用,对于理解微塑料与有机污染物在实际环境共存的相关风险具有重要意义.

Cd、Zn复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响

主要研究了重金属Cd、Zn单一及复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响。超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)活性都在 0 1mg·L-1Cd处理浓度时达到峰值 ,随培养浓度的增加 ,活性下降。叶绿素含量则随处理的浓度的上升而呈递减趋势。在各Cd处理梯度中加入Zn后 ,随加入Zn浓度的增大 ,上述各指标与单一Cd处理差异显著性增强 ,表明Zn增强了Cd的毒害作用 。

三种碳纳米材料对水生生物的毒性效应

为了评价碳纳米材料的水生态安全性,以斜生栅藻(Scenedesmus oblignus)和大型蚤(Daphnia magna)为受试生物,研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)、多壁碳纳米管(MWCNTs)和富勒烯(C60)3种碳纳米材料水悬浮液对水生生物的毒性效应.结果发现,SWCNTs、MWCNTs和C60对斜生栅藻生长的96hEC50值分别为22.6,15.5,13.1mg/L;对大型蚤活动抑制的48hEC50值分别为1.3,8.7,9.3mg/L.3种碳纳米材料水悬浮液对斜生栅藻的毒性大小无显著性差异(P>0.05);SWCNTs对大型蚤的毒性大于MWCNTs和C60(P<0.05);2种生物对碳纳米纳米材料的敏感性也不同.3种碳纳米材料对2种水生物的毒性大小与氯苯相似.

咪唑类离子液体系列对卤虫的急性毒性研究

选取卤虫作为实验生物,研究了1-丁基,1-辛基,1-十二烷基-3甲基咪唑盐酸盐([Cnmim][Cl](n=4,8,12))3种离子液体的暴露对卤虫个体存活率的影响.同时,选取了实验室常用的有机试剂甲醇和乙腈,无机化学品重铬酸钾作为阳性对照.根据剂量效应曲线的拟合结果发现,受试离子液体系列随着咪唑环上烃基侧链碳原子数的增加,对卤虫的毒性效应也相应增强,3种离子液体对卤虫的LC50-24h依次为171.1,133.6,17.76μg/mL.离子液体对卤虫的LC50-24h比甲醇(LC50-24h=84.83mg/mL)和乙腈(LC50-24h=52.84mg/mL)低了2～3个数量级,重铬酸钾对卤虫的(LC50-24h=16.87μg/mL)与离子液体对卤虫的LC50-24h处于同一水平.

无锡鼋头渚夜鹭体内重金属残留与分布特征

分析了太湖鼋头渚夜鹭幼鸟各组织样品中Cd、Pb、Cr、Hg、Se等重金属的残留水平 ,发现Cr与Se在各组织中的残留量相对较高 ,而Cd的残留量最低 .从几种重金属在各组织中的分布特征来看 ,Pb和Cd在羽毛中残留水平最高 ,Se、Hg、Cr在肝脏中残留量最高 .研究证实羽毛和肝脏是重金属富集的主要目标器官 ,而且Hg和Cd等重金属残留水平与Se含量有一定的相关性 .同其它类似研究结果相比 ,该地区夜鹭体内的重金属污染水平尚未达到明显的致害浓度 .

镉、汞、铅污染及其微生物修复研究进展

随着人类活动的增强,重金属的应用越来越广,同时造成的环境污染问题愈发严重,特别是重金属镉、汞、铅。利用微生物技术修复环境污染中的重金属,以其成本低、效率高等特点,已经成为环境污染修复领域的研究热点。作者综述镉、汞、铅污染及其微生物修复的研究进展,并提出利用微生物细胞表面展示技术构建高效吸附重金属的基因工程菌,在微生物修复方面应用的重要价值。

苄嘧磺隆对水稻田土壤微生物群落功能多样性的影响

采用BIOLOG碳源底物利用法研究了不同浓度苄嘧磺隆(空白对照0 mg·kg-1、田间最大推荐剂量0.4 mg·kg-1和10倍田间最大推荐剂量4mg·kg-1)对水稻田土壤微生物群落功能多样性的影响。对BIOLOG微平板每孔颜色平均变化率(AWCD值)的分析结果表明,低浓度苄嘧磺隆会提高微生物的碳源利用能力,高浓度苄嘧磺隆表现抑制作用,且随着时间延长,苄嘧磺隆对微生物的促进和抑制作用逐渐消失。施药后96 h水稻田土壤微生物群落功能多样性指数(Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数)的数据分析结果表明,苄嘧磺隆会导致水稻田土壤微生物群落的碳源利用能力集中、可利用碳源种类数减少以及碳源利用程度下降。对水稻田土壤微生物群落主成分分析结果表明,苄嘧磺隆改变了水稻田土壤微生物的群落结构,但随着时间延长,苄嘧磺隆对水稻田土壤微生物群落结构的影响逐渐消失。

纳米ZnO对斑马鱼胚胎抗氧化酶系统的影响

为评价纳米ZnO的水生态毒性,以斑马鱼胚胎为受试生物,研究了纳米ZnO对其抗氧化酶系统的影响.结果发现,纳米ZnO能够降低斑马鱼胚胎谷胱甘肽(GSH)含量,抑制过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,引起胚胎脂质过氧化水平增大,证明氧化应激是纳米ZnO抑制斑马鱼胚胎孵化的作用机制之一.

Cu暴露条件下翡翠贻贝(Perna viridis)消化腺内金属和类金属硫蛋白的变化

通过室内急性暴露实验研究了翡翠贻贝（Perna viridis）消化腺富集Cu及其MTLP（metallothionein like protein）水平随时间的变化规律．结果表明，2种Cu浓度暴露条件下（12．7μg／L和63．5μg／L），贻贝消化腺内Cu的平均吸收速率分别为2．045和7．028μg·（g·d）^-1，富集系数分别为2074和1619．实验测定了所有样本的溶解态Cu与总Cu含量，2个暴露组二者的比值随时间呈现出不同的变化趋势，低浓度组先降低随后上升到与对照样本几乎相同的水平，而高浓度组一直呈下降趋势，表明不同污染程度生物体内金属消化机制进程存在差异．利用Brdicka极谱法测定了贻贝消化腺内MTLP的含量，对照组贻贝消化腺的MTLP平均含量为（0．551±0．037）ms／g；12．7μg／L Cu暴露组MTLP含量随时间的变化范围是0．407～0．699ms／g，而63．5μg／L Cu暴露组在暴露初始MTLP水平就显著增加（P〈0．001），变化范围由初始0．942mg／g降至0．826mg／g．分析结果表明贻贝消化腺内的MTLP水平随着水体及生物体内的金属含量升高而增加，并与体内Cu浓度成明显的负指数增长关系（P〈0．0001）．