被动加标在水生生态风险评价中的应用——以多氯联苯分配系数的测定为例

准确的水生生态风险评价需要可靠的毒性数据,而其获取要求在一定时间范围内,水体中污染物的浓度保持恒定。对疏水性有机污染物进行水体生物毒性测试时,通常采用有机溶剂加标,然而该方式可能因为污染物的挥发和降解、容器壁吸附、生物摄取等问题,水体中污染物浓度持续下降,导致污染物的浓度-效应关系难以明确。近期为了克服这些问题,被动加标用于替代溶剂加标,通过污染物在加标体系中平衡分配来维持精确和恒定的水体浓度,同时还可通过测定加标聚合物中污染物的浓度来监测水体浓度。首先介绍了被动加标方法及其材料选择,讨论了该方法在生态风险评价中的主要应用,包括分配系数的测定、体外细胞测试、体内生物积累及毒性测试,以及沉积物毒性评价等。然后,以测定代表污染物多氯联苯在聚二甲基硅氧烷与水间的分配系数为例,详细说明被动加标的操作流程。最后,讨论了被动加标方法的优缺点,并对其在水生生态风险中的应用前景进行了展望。     

沉积物质量综合评价及应用证据权重法的案例分析

水体沉积物是水生生态系统重要的组成部分,沉积物污染将影响整个水生生态系统,因此有必要构建科学全面的水体沉积物质量评价方法,为环境污染修复与监管提供科学依据。已有文献报道了多种沉积物质量评价方法。其中,证据权重法通过对不同的证据进行测定与整合,弥补了传统评价方法的不足,可以对沉积物质量进行科学全面的评价。本文对证据权重法中化学分析、生物毒性和底栖生物群落结构3种证据的测量方法、赋权方法、证据整合与信息解译方法进行了系统评述,并以淡水河为例介绍了用多目标决策理想点法(TOPSIS)整合数据进行沉积物质量综合评价的方法。     

微囊藻毒素及其与其他环境污染物的联合毒性研究进展

微囊藻毒素(microcystins,MCs)是一种蓝藻代谢产物,在全球富营养淡水生态系统中广泛分布,高浓度的MCs不仅对水生生物造成负面影响,还会与水体中共存污染物发生相互作用,影响彼此在生物体内转化代谢和毒性效应.因此,开展MCs与多种环境污染物的复合污染对不同生物的毒性研究十分必要,其对水体复合污染风险评价和防控有着重要的意义.笔者综述了 MCs在全球水体中的分布情况,并介绍了 MCs与水体中其他典型污染物联合暴露时对不同生物的毒性作用,最后针对目前相关研究的不足进行了分析并提出几点展望.     

淡水水生态基准方法学研究:繁殖/生殖毒性类化合物水生态基准探讨

繁殖/生殖毒性类化合物由于特殊的毒理作用模式(mode of action,MOA),通过影响生物繁衍影响到种群和群落,因此依靠基于急、慢性毒性测试终点和传统基准推导方法推导的水生态基准值并不能够为水生生物群落结构提供足够的保护。本文根据文献资料,分析了推导此类化合物水生态基准时的关键科学问题,包括繁殖/生殖毒性类化合物MOA,毒性数据类型,受试物种选择,以及不同生命阶段、多代毒性测试和测试终点的判别和选择。并用所收集的壬基酚数据,尝试推导了基于水生生物生殖毒性的水生态基准值。研究得出基于生殖毒性的壬基酚预测无观察效应浓度(PNEC)值为0.12μg·L-1,其数值比美国环境保护局根据传统基准方法推导的基准持续浓度(CCC)的6.59μg·L-1低了近50倍。因此,基于其繁殖毒性(包括产卵量、受精率、孵化率、多代效应以及种群变化等)的实验结果更适合用于具有繁殖/生殖毒性污染物水生态基准的推导。     

纳米材料与环境污染物的复合毒性

纳米材料因其独特的物理化学性质,不仅其自身具有毒性,还会与共存污染物相互作用,影响彼此的迁移转化和毒性效应。文中总结了纳米复合污染毒性的研究方法,并介绍了几种纳米材料(碳纳米材料、金属氧化物、量子点和零价金属)与重金属或有机物复合时造成的生物毒性,包括不同层次毒性指标响应(生物整体、生物积累、大分子水平)和毒性机制的探讨,展望了纳米复合污染毒性领域今后的发展方向和亟待研究的重要问题。     

组织残留法在水生生物基准中的应用概述

水生生物基准已成为生态风险评价和水环境管理的主要参考依据,在水污染治理、控制和管理以及水生生物保护方面发挥着重要作用。环境和生物学参数对基于水体或沉积物等外暴露浓度的毒性阈值和环境基准存在影响,使其具有变异性和不确定性。而基于组织残留的毒性剂量指标可以减少毒性值的变异性以及不确定性,特别是对于生物累积性物质而言,在毒性效应及环境基准研究中存在显著优势。针对组织残留法在水生生物基准研究中的应用,对组织残留法的概念、优势、应用,以及组织残留基准的推导方法等几个方面进行了综述,并提出了组织残留法在应用中存在的关键问题及建议,旨在推动环境基准、生态风险评价理论和方法的研究,以及为水环境管理和污染防治提供技术支持。     

有机磷酸酯阻燃剂分析方法及其污染现状研究进展

有机磷酸酯(OPEs)阻燃剂作为溴代阻燃剂的主要替代品,由于大量广泛使用并且极易释放到环境中而受到广泛关注.毒理学研究表明,多种OPEs具有明显的神经毒性、致癌性和基因毒性,对生态环境和人体健康造成潜在威胁.本文介绍了OPEs的使用现状、毒性效应、不同环境介质中的分析方法,及其在水环境系统中(水、污泥、沉积物和水生生物)的污染现状和迁移转化行为,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望.在今后,应该加强污泥和沉积物等复杂环境基质中多种OPEs的分析方法研究;系统研究环境中OPEs的污染现状和迁移转化行为,并开展OPEs的环境风险和人体健康风险研究.     

污染水体中河蚬的生物毒性响应研究进展

河蚬作为广泛分布于世界各国的典型底栖生物,由于其活动性低、滤食性等特征被广泛用作指示生物研究多种水体污染物的生物有效性。但迄今为止,尚没有系统论述污染水体中河蚬生物毒性响应的研究进展。为此,本文从污染物种类、测试指标、试验参数等角度探讨了过去30多年间河蚬在氨、重金属、有机污染物生物富集及生物毒性效应等方面的研究过程及主要成果。以往研究主要以河蚬生物体内累积、形态学及行为学观察、生化指标、代谢组学、基因完整性等指标表征污染水体的生物毒性效应,并随着分子生物学的发展已逐步由多指标全面表征代替单一指标测试。此外,现有研究多偏重于重金属和持久性有机污染物,对氨、新型污染物及纳米材料的河蚬生物毒性效应探讨尚处于起步阶段。河蚬在自然水体污染状况评估、污染水体的生物修复、水体毒性预测等方面具有较高适用性,但河蚬在沉积物毒性鉴定评估(TIE,Toxicity Identification and Evaluation)中的应用研究依然较为缺乏,有待进一步开展。     

酚类环境雌激素对水生生物毒性效应的研究进展

已有研究发现多种酚类化合物可以干扰水生生物正常内分泌代谢,对生物生殖系统、神经系统、免疫系统等产生毒性效应,进而通过食物链的生物放大作用对人体产生危害。酚类化合物对生物体的内分泌干扰效应已经成为了近年来的研究热点。结合近年来国内外毒理学研究进展,在详细概述酚类化合物对水生生物的毒性效应及作用机制的基础上,并对目前研究中存在的问题以及未来的研究方向进行了探讨和展望。     

玉米秸秆生物炭对沉积物中BDE-47生态毒性的影响

生物炭对于污染沉积物的原位修复具有很大的潜力,但关于生物炭对沉积物中有机污染物生态毒性影响的研究则较少报道。为评价生物炭对沉积物中BDE-47生态毒性的影响,以底栖动物铜锈环棱螺为测试生物,采用28 d慢性沉积物生物测试研究了不同添加比例的玉米秸秆生物炭(CSB)与BDE-47联合作用对BDE-47生物积累、肝胰脏细胞DNA损伤以及氧化胁迫生物标志物的影响。结果表明,在慢性暴露情况下,CSB对铜锈环棱螺不具有毒性;CSB通过显著降低沉积物间隙水中BDE-47的浓度而降低其在铜锈环棱螺体内的生物积累。在实验浓度范围内(1%～7%),CSB添加比例越高,降低BDE-47生物积累的效果越显著。不同添加比例的CSB均可以显著降低BDE-47对铜锈环棱螺DNA损伤的毒性,较高比例(4%和7%)CSB的效果更为显著,但BDE-47的氧化胁迫毒性不随CSB添加比例的升高而下降。因此,从降低BDE-47生态毒性的角度考虑,沉积物中CSB的合适添加比例为4%左右。     

水体沉积物质量基准研究现状

沉积物质量基准是对水质基准的补充,对水质管理具有重要意义。目前国际上沉积物质量基准计算方法有十几种。对各种方法的理论基础、数据需求、适用范围等方面进行了概述之后,综合分析了各种方法的理论基础。研究结果认为,应将建立沉积物质量基准的方法分为以生物效应数据为基础的生物效应数据库法和以相平衡分配原理为依据的相平衡分配法。而根据统计方法不同,生物效应数据库法又分为单值基准、双值基准和三轴图法。同时还对美国、加拿大、荷兰、英国、澳大利亚和新西兰的沉积物质量基准研究发展和应用概况进行了分析。结合我国实际情况认为,依赖于大量生物效应数据的生物效应数据库法,目前在我国的适用范围有限,只能用于推导少数几种污染物的基准值。相平衡分配法具有可靠的理论基础而且不需要大量的生物效应数据,具有很大的发展潜力。因此,对于目前沉积物质量基准研究处于初级阶段的我国,更适合使用相平衡分配法计算污染物沉积物质量基准。     

大沽排污河河口地区沉积物中重金属污染及其潜在生物毒性风险评价

本文以大沽排污河口表层沉积物为研究对象,分别运用ERL/ERM和生态危害指数两种评价方法对沉积物中6种重金属的潜在生物毒性风险进行评价,并对两种方法的评价结果进行对比。经均一化处理,重金属的含量均值由大到小的顺序排列为铬（168 mg/kg）〉锌（157 mg/kg）〉镍（60.7 mg/kg）〉铜（45.3 mg/kg）〉铅（7.31 mg/kg）〉镉（0.215 mg/kg）。经计算20个采样断面的沉积物中重金属毒性单位总和均在3~4之间,有80%的采样断面沉积物中重金属毒性单位总和大于3.5,毒性单位总和最大值为3.789。说明大沽排污河口沉积物中重金属的潜在生物毒性水平较低,可视为无生物毒性。     

四环素对不同品种蔬菜毒性阈值及其敏感性分布

研究抗生素污染对蔬菜毒性阈值及其敏感性分布,对于科学评价土壤抗生素污染的生态风险具有重要意义。采用室内培养方法,选取四环素(TC)作为代表抗生素,调查其对珠三角地区多种蔬菜品种种子萌发的影响。以影响程度最大的指标为测试终点,采用Log-logistic分布模型,对TC的毒性剂量-效应关系进行拟合,并计算其IC₅₀和IC₁₀。以IC₅₀为评价参数,采用物种敏感性分布法(Species sensitivity distributions,SSD),构建TC污染对不同蔬菜品种的SSD曲线,并获得TC毒性阈值(HC₅)和无效应浓度(PNEC)。结果表明,TC污染对实验所选品种蔬菜种子萌发指标的影响程度为：根长>芽长>发芽率,当TC质量浓度为10 mg·L^-1时,9种品种蔬菜种子相对根长、相对芽长和发芽率分别为16.9%-72.5%,42.3%-129.4%,83%-100%。TC污染对种子萌发的影响程度不仅与测试指标相关,还与蔬菜品种密切相关。当TC质量浓度为10mg·L<...     

基于不同毒性终点的双酚A(BPA)预测无效应浓度(PNEC)研究

双酚A(BPA)已被证实是一种类雌激素类物质。本研究根据BPA对水生生物毒性效应的特点,按照不同的毒性终点将BPA的毒性数据进行归类,采用物种敏感度分布法(species sensitivity distribution,SSD)推导了BPA对水生生物的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)。结果表明:以雌激素效应为暴露终点的急、慢性PNEC分别为25.11μg·L-1、1.075μg·L-1;而以所有数据的急、慢性毒性效应为暴露终点推导的PNEC值分别为355.7μg·L-1、7.549μg·L-1。BPA对水生生物的雌激素效应更为敏感,建议在推导BPA这类内分泌干扰物的PNEC值时,应依据其毒性终点分别推导,从而得到更加合理的基准值。研究成果以期为我国地表水环境质量标准的制修订提供数据支持。     

洞庭湖表层沉积物重金属污染状况评估

基于2010—2015年连续对洞庭湖3个主要湖区10个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb和Cr等重金属含量分析,对洞庭湖湖区表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用地积累指数法、潜在生态风险指数法和对数衰减模型评价洞庭湖沉积物重金属的污染状况.结果表明,洞庭湖沉积物中重金属平均含量大小顺序为CrPbCuAsCdHg,Cd、Cr和Pb的含量年际变化变幅较大,Hg、Cu和As则较小.地积累指数值(I_(geo))和单因子生态风险值(E_i~r)表明Cd和Hg是洞庭湖沉积物重金属主要污染物;从产生可以观察到毒性效果的最大可能性(P_(max))来看,Cd是洞庭湖沉积物重金属首要潜在水生生物风险毒性因子.综合地累积指数值(I_(tot))、总潜在生态风险值(RI)和预测的水生生物毒性比率(Y)的评价结果表明,在2010—2015年期间全湖重金属呈重度污染,面临重度潜在生态风险并可能具有产生水生生物毒性的风险,其各子湖区重金属的污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平排序为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖;从随时间的变化趋势来看,在2014—2015年期间全湖及其东洞庭湖和南洞庭湖两个湖区的重金属污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平都要比2010—2013年降低,西洞庭湖区的重金属潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平没有变化.     

有机磷酸酯类阻燃剂毒性效应研究进展

有机磷酸酯类阻燃剂(organophosphate flame retardants,OPFRs)作为多溴联苯醚等溴代阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)的替代品被广泛应用,由此带来的环境影响广受关注。目前针对OPFRs的生物毒性研究仍相对有限,需要更全面调查其在多环境介质中的暴露状况、环境归趋、生物毒性效应等研究成果,在此基础上才能综合评价其可能引起的生态风险。因此,综述了OPFRs对水生生物、哺乳动物和人类等多种生物体的急性毒性、生殖与发育毒性、神经毒性、脏器毒性、基因毒性与致突变性和内分泌干扰性。OPFRs的多种生物毒性已得到证实,但相关致毒机制研究尚不完整深入。最后对OPFRs的进一步研究存在的问题进行分析,提出了研究展望,以期促进开展OPFRs的环境风险和人体健康风险研究。     

珠江河口沉积物中拟除虫菊酯类农药污染及毒性评价

拟除虫菊酯农药是一种广谱、高效、低毒、低残留的亲脂性杀虫剂,它会随农田排水、降雨淋洗进入水体,最终进入沉积环境,故沉积物是其最终归宿之一。本研究针对珠江河口沉积物中菊酯类农药的污染状况进行调查,研究它们的含量、组成比例、污染来源及其潜在毒性,为珠江渔业水生生态环境管理及掌握环境中有机污染情况提供依据,对保护渔业环境安全有十分重要的意义。2012年5月采集珠江河口表层沉积物,采用气相色谱法-电子捕获法（GC-ECD）对表层沉积物中联苯菊酯、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯进行残留检测,并利用其对钩虾的生物毒性来评价沉积物的潜在毒性。结果显示,表层沉积物（以干质量计）中7种菊酯类农药质量分数介于ND~6.59μg·kg-1（ND表示未检出）,平均值为0.75μg·kg-1,其总质量分数与有机碳质量分数呈现一定的正相关性;组成比例表明,氯菊酯最多,占总量的57.63%,它的检出率为61.90%,甲氰菊酯其次,约占总量的16.39%,检出率为28.57%,氯菊酯占主要组成部分,可能与其在珠江三角洲居民生活中被大量使用及其降解速率有关;珠江桥采样点高浓度的菊酯类农药的检出（6.59μg·kg-1）,可能与其靠近人口密集和经济发达的广州有关;与国内外其他地区相比,珠江河口沉积物中菊酯农药处于较低水平;采用毒性单元TU（选用钩虾Hyallela Azteca的LC50）进行毒性评估,∑TU值范围为0~0.09,远远低于1,表明珠江河口拟除虫菊酯不存在生态风险。     

长江口南支沉积物对卤虫的毒性效应研究

以Ⅱ-Ⅲ龄卤虫幼体（Artemia salina）为受试生物,开展生物检测试验,研究长江口南支沉积物的毒性效应。生物检测结果表明长江口南支部分站位的沉积物对卤虫幼体已产生毒性效应,其中,2、5、8三站沉积物对卤虫体长和体内SOD酶活性具有显著影响（p〈0.05）,1号和2号站沉积物对卤虫体内LDH活性有显著影响（p〈0.05）。对多个毒性效应指标运用因子分析法得到长江口南支各站因子得分F,F值大小可表征各站沉积物对卤虫综合毒性的强弱,各站F值排序为：2号（-1.59）〈5号（-0.76）〈8号（-0.42）〈1号（0.06）〈6号（0.62）〈7号（0.78）〈3号（1.31）,2号站沉积物毒性最强,3号站毒性最弱。经逐步回归分析,因子得分F与沉积物中Cu、Cd含量具有显著相关关系（R=0.91,p〈0.05）,表明长江口南支沉积物中Cu和Cd是对卤虫产生毒性效应的关键污染物。     

工业废水毒性鉴定评价方法体系的建议及其应用示例

工业废水是自然环境中毒害污染物的主要来源,对其进行毒性鉴定和评价,是废水毒性管控的基础。我国目前仍缺乏规范的工业废水毒性鉴定和评价体系,本文针对这一状况,综述了美国环保局颁布的废水毒性鉴定评价（TIE）指南和欧盟采用的效应导向分析（EDA）方法,提出了结合TIE方法和EDA方法的优点建立工业废水毒性鉴定评价方法体系的建议,并选取珠三角地区电镀废水作为该体系的应用示例,采用发光菌和重组基因酵母菌进行快速毒性测试,并结合化学分析方法,确定电镀行业废水毒性主要来源于金属Cu和壬基酚聚氧乙烯醚类有机物。     

铜陵矿区水系沉积物中重金属污染及潜在生态危害评价

重金属潜在生态危害指数是评价沉积物化学参数生物毒性大小的有效手段．我们于2002年11月和2003年11月对铜陵矿区水系进行了沉积物采样,结合水样分析结果,将不同区段河流沉积物中重金属的含量与国标值进行比较分析,并用潜在生态危害指数法对矿区水系的重金属污染和生态危害进行了评价．