生物标志物

生物标志物(Biomarker),是通过测定生物体液、细胞和组织的各种反应,用生物化学、免疫学、遗传学等方法,来指示污染物的存在与否及生物个体的反应。它能够直接以生物体内靶细胞或靶分子为反应终点,十分敏感。检测结果能够说明生物个体内的细胞和组织是否已经暴露于超量的污染物中,环境污染物是否已对生物靶诱发了毒性效应,以及毒性效应是否会对种群、群落、或生态系统引起连锁反     

双酚-A对Medaka的类雌激素效应研究

利用Medaka进行了双酚-A与17β-雌二醇的短期暴露研究．研究结果发现实验室建立的流水式暴露体系可为实验提供连续、恒定的污染物暴露浓度．利用肝肉指数可灵敏响应和指示污染物暴露．双酚-A可以剂量相关的方式诱导雄性Medaka肝脏产生卵黄蛋白原，从而有效证实了其类雌激素效应．     

生物大分子加合物的检测及其在环境风险性评价中应用

环境中化学物质对人体致癌的风险性评价对于预防人类疾病和控制环境污染具有非常重要的意义。而反映暴露水平与生物效应的生物标记物研究不仅是导向预防研究的核心内容，也是环境致癌物风险评价的重要手段。传统的有毒化学物监测方法在研究人群暴露和危险度评价时得到的仅为近似接触量，而对个体在吸收、代谢、排泄，生物利用上的差异不能提供任何信息，分子生物标记物可用于检测生物暴露于环境致癌物的剂量和效应，生物体的遗传性或诱发性的敏感性差异，以及由环境致癌物引发的各种疾病的早期诊断，不仅提供个体有效接触量，还能提供许多化学物质结构与毒性之间关系及毒物代谢动力学方面的信息。与其他手段相比，分子生物标志物作为指示污染物危害效应的生物信号，其检测是从以往测定环境中化学物的含量估计生物体的接触水平，发展到直接检测化学物与生物受体结合产物的一种方法。文章对分子生物标志物一生物大分子加合物(如DNA，RNA，蛋白质加合物等)的形成机理以及在环境风险评价中的应用进行了综述：介绍了几种生物大分子加合物的检测方法，并对各种方法的特点进行评述，讨论了目前分子生物标志物研究存在的问题，并展望了该领域的应用前景。     

摇蚊幼虫的水生态毒理学研究进展

本文综述了国外对摇蚊幼虫的水生态毒理学研究的最新进展，包括生物检测、生物积累和遗传毒理研究等几方面．国外的研究表明摇蚊幼虫可以作为常用试验生物（鱼类和蚤类）的补充，用于有毒化学品的急、慢性毒性生物检测和遗传毒性研究，以及生物积累试验，以评价化学品的生态效应，并对污染物进行生物监测．     

中国生态毒理学研究现状

从陆生生态毒理与水生生态毒理两方面综述了我国生态毒理学在近年取得的研究成果。陆生生态毒理包括大气污染物、重金属和有毒有机物对植物影响的生态毒理效应研究及陆生动物生态毒理学研究;水生生态毒理包括化学物质对浮游类生物和鱼虾类生物的生态毒理效应研究及逆境物理因素对水生生物影响的毒理研究。      

毒死蜱对斜生栅藻急、慢性毒性效应的研究

为了解有机磷农药毒死蜱污染对本土水生敏感性物种斜生栅藻的毒性效应,在实验室条件下采用静态毒性实验,研究了毒死蜱对斜生栅藻96 h急性毒性效应,并在急性试验基础上进行慢性试验,分析了不同浓度毒死蜱存在14 d后斜生栅藻叶绿素含量、可溶性蛋白以及丙二醛含量。结果表明,毒死蜱96 h EC50为8.4 mg/L;毒死蜱对斜生栅藻叶绿素a无明显毒性效应;但在前期短时间,低浓度作用下能促进可溶蛋白、MDA含量的上升,但在后期长时间胁迫作用下,总体可溶蛋白、MDA含量呈下降趋势;这说明,可溶蛋白和MDA这两个指标对毒死蜱敏感,可作为生物标志物来指示有机磷农药污染物对水生生物的影响,研究结果可为本土水生敏感性物种的保护和农药安全使用标准的制定提供理论依据。     

藿类生物标志物及其对海洋碳氮循环过程的指示

由微生物介导的海洋碳氮生物地球化学循环对全球气候变化具有重要影响.五环三萜的藿类化合物（hopanoids）,包括以细菌藿多醇（BHPs）为主的生物藿类和藿烷等地质藿类,是指示近现代环境和重建古环境中碳氮循环过程的重要类脂生物标志物.本文总结了藿类化合物的生物合成途径和生理功能,及在海洋碳氮循环关键过程（固氮、硝化、厌氧氨氧化、甲烷氧化和陆源有机质输入）中的指示作用.微生物膜脂中的藿类化合物主要由hpn基因编码的藿类合成和修饰酶调控,与微生物理化特征及环境条件具有密切关系.2-甲基藿类、2-甲基环醇醚和不饱和环醇醚等藿类化合物可调节细胞膜的氧渗透性以发挥固氮酶保护作用,可指示环境中固氮蓝细菌及其固氮过程.细菌藿四醇异构体之一的BHT-x是海洋厌氧氨氧化菌Candidatus Scalindua的专属产物,可指示海洋厌氧氨氧化和低氧环境.土壤标志物BHPs及陆源输入指标R_soil可追踪陆源有机质向海洋环境的输入和迁移.35-氨基BHPs和3-甲基（氨基） BHPs可指示好氧甲烷氧化活动.细菌藿六醇和3-甲基细菌藿六醇可指示亚硝酸盐型甲烷氧化活动.未来,随着分子生物学、基因组学和仪器分析技术的不断发展,藿类化合物在指示海洋碳氮循环过程方面势必会发挥更加重要的作用.     

海湾资源开发的累积生态效应研究

通过相关性分析,筛选了地形地貌环境、水动力环境、水质和沉积质量环境、生物生态环境、景观环境等方面的累积效应以及对灾害的潜在诱发效应共六大类作为海湾资源开发累积生态效应的指示因子;然后以厦门海湾为例对各指示因子的累积效应深入分析;最后应用灰色评估模型对海湾常见资源开发类型的累积生态影响效应进行赋值评估。结果表明,六大类指示因子在时间和空间尺度上的累积效应与海湾资源的开发利用强度呈正相关关系;海湾资源开发利用的累积生态效应,在一定程度上改变了海湾资源与环境体系的结构,生物多样性降低,景观破碎,影响了自然海湾生态系统的生产力和生态服务功能,最终将影响沿海可持续发展能力。建议开发利用强度较大的海湾,借鉴生态城市的规划建设理念,布局合理的生态源、生态嵌块、生态廊道,防止资源开发利用不断加大而导致海域生态沙漠的出现。     

SEA中非突发性大气环境健康风险分析

建立了一种基于指示性污染物的非突发性环境健康风险评价模式。根据研究区域的能源类型及气候条件选择对该区域人群健康产生明显影响的指示性污染物,并根据多个城市及地区的历史数据确定指示性污染物与常住人口死亡率之间的定量对应关系,将大气预测模型和GIS系统进行集成开发,再将指示性污染物浓度与区域常住人口死亡率之间的定量对应关系嵌入与GIS集成后的大气预测模型中．．通过将区域气象数据及规划中关于指示性污染物连续排放的源强数据输入上述模型进行模拟预测,得出区域不同级别大气环境健康风险范围分布。     

生物标志物在溢油生物修复效果评价中的应用研究进展

原油中含有多种生物标志物,并具有抗生物降解、抗风化等特点,可以作为内标化合物用于溢油生物效果评价。本论文在介绍原油中类异戊二烯类、甾烷类、萜烷类和烷基化多环芳烃类生物标志物结构特点和分析方法的基础上,重点评述了近年来这几类生物标志物的降解性及其在溢油生物修复效果评价中应用的国内外研究进展。     

Significance of adverse outcome pathways in biomarker-based environmental risk assessment in aquatic organisms

In environmental risk assessments (ERA), biomarkers have been widely used as an early warning signal of environmental contamination. However, biomarker responses have limitation due to its low relevance to adverse outcomes (e.g., fluctuations in community structure, decreases in population size, and other similar ecobiologically relevant indicators of community structure and function). To mitigate these limitations, the concept of adverse outcome pathways (AOPs) was developed. An AOP is an analytical, sequentially progressive pathway that links a molecular initiating event (MIE) to an adverse outcome. Recently, AOPs have been recognized as a potential informational tool by which the implications of molecular biomarkers in ERA can be better understood. To demonstrate the utility of AOPs in biomarker-based ERA, here we discuss a series of three different biological repercussions caused by exposure to benzo(a)pyrene (BaP), silver nanoparticles (AgNPs), and selenium (Se). Using mainly aquatic invertebrates and selected vertebrates as model species, we focus on the development of the AOP concept. Aquatic organisms are suitable bioindicator species whose entire lifespans can be observed over a short period; moreover, these species can be studied on the molecular and population levels. Also, interspecific differences between aquatic organisms are important to consider in an AOP framework, since these differences are an integral part of the natural environment. The development of an environmental pollutant-mediated AOP may enable a better understanding of the effects of environmental pollutants in different scenarios in the diverse community of an ecosystem.     

Pollutant toxicology with respect to microalgae and cyanobacteria

Microalgae and cyanobacteria are fundamental components of aquatic ecosystems. Pollution in aquatic environment is a worldwide problem. Toxicological research on microalgae and cyanobacteria can help to establish a solid foundation for aquatic ecotoxicological assessments. Algae and cyanobacteria occupy a large proportion of the biomass in aquatic environments; thus, their toxicological responses have been investigated extensively. However, the depth of toxic mechanisms and breadth of toxicological investigations need to be improved. While existing pollutants are being discharged into the environment daily, new ones are also being produced continuously. As a result, the phenomenon of water pollution has become unprecedentedly complex. In this review, we summarize the latest findings on five kinds of aquatic pollutants, namely, metals, nanomaterials, pesticides, pharmaceutical and personal care products (PPCPs), and persistent organic pollutants (POPs). Further, we present information on emerging pollutants such as graphene, microplastics, and ionic liquids. Efforts in studying the toxicological effects of pollutants on microalgae and cyanobacteria must be increased in order to better predict the potential risks posed by these materials to aquatic ecosystems as well as human health.     

3种典型有机污染物对2种水生生物的急性毒性及安全评价

在实验室条件下研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)、硝基苯和毒死蜱这3种典型有机污染物对我国两种本土淡水水生生物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)的急性毒性效应,并进行生物安全性评价.结果表明,随污染物浓度增加和时间的延长,3种污染物的毒性均明显增强,两种水生生物的死亡率上升,呈明显剂量-效应关系.1,2,4-TCB、硝基苯和毒死蜱对霍甫水丝蚓的96 h半致死效应浓度(96 h-LC50)分别为71.88、285.76和5.50 mg·L-1,对四膜虫的96 h-EC50分别为15.58、140.22和14.69 mg·L-1.3种典型污染物的毒性评估结果表明,1,2,4-TCB对霍甫水丝蚓表现为中等毒性,硝基苯为低等毒性,而毒死蜱则表现为高等毒性;3种污染物对嗜热四膜虫的毒性顺序依次为:1,2,4-三氯苯毒死蜱硝基苯.研究结果将为开展水生态风险评估,制定和完善我国水质基准提供本土数据支持.     

红树林湿地有机污染生态学的研究评述

有机污染物广泛并持久地存在于天然环境中,能够破坏生态环境,危害人体健康。红树林具有特殊的生态和环境特性,是吸收和积累多种有机污染物的理想场所。本文介绍了红树林生态系统有机污染物的分布及来源,总结了有机污染物对红树植物和动物的影响;评述了有机污染物在红树植物中的积累以及根际微生物对其的降解。最后,提出未来可能的发展方向,主要包括:（1）开展并建立红树林大量有机污染物的基础数据库;（2）研究典型有机污染物在红树林生态系统中的形态及迁移转化规律,同时探究其对红树植物和顶级捕食者的潜在毒性。（3）建立有机污染物浓度与生态效应的量化关系,利用模型评估有机污染物的直接毒性效应和间接生态效应。（4）加强红树林湿地微生物多样性调查,探究沉积物微生物对典型有机污染物的降解机理。     

有机化学品生物富集性-构效关系研究进展

近年来,越来越多的有机化学品被排放到环境中,这些有机化学品被动植物摄取并富集,严重危害人类健康。有机化学品在生物体内的富集趋势可以用生物富集因子(BCF)表示,它是评价化学品环境行为的重要参数。通过定量-活性关系(QSAR)预测BCF值,可解决传统实验测定BCF值耗时长、成本高等问题。文章主要综述了近几年来国内外在这领域的研究进展,对现有的有机化合物的结构与生物富集因子定量关系模型进行系统的总结、评价,分析了模型研究中存在的具体问题,并提出了进一步改进的几点建议,展望了其在环境保护规划、预警及评估等方面的应用前景。     

水环境中有机污染物与溶解性有机质相互作用研究

溶解性有机质(DOM)是水环境中重要的有机组分,主要通过氢键、范德华力、疏水作用等多种作用吸附结合有机污染物,影响有机污染物的迁移转化等环境行为,同时DOM对水环境中有机污染物的吸附作用还受DOM和有机污染物的性质等诸多因素的影响。     

腐植质与有机污染物作用研究进展

综述了腐殖质的结构特性、与有机污染物的结合性质以及腐殖质对有机污染物毒性和生物可利用率的影响。已有的研究表明:腐殖质与有机污染物的结合能力受到下列因素的影响———腐殖质的结构、腐殖质的分子量和浓度、有机物的结构、水环境条件以及光化学降解作用等;腐殖质的存在通常降低了有机污染物的毒性,但在少数情况下例外,其推测性的机理还有待于实验进一步验证;有机污染物的生物可利用率不仅与腐殖质的浓度和组成有关,还受水体PH值的影响。本文同时对腐殖质的结构和多样性的研究、腐殖质对极性有机污染物的迁移、毒性和生物可利用率的研究、腐殖质增强某些有机物毒性的机理的研究进行了展望。     

水质基准本土环节动物与水生昆虫受试生物筛选

作为水环境质量评价体系中重要的指示生物类别,水生环节动物和水生昆虫是水生生物基准研究中不可或缺的基准受试生物.参照美国水生生物基准技术指南, 选择我国广泛分布的10种本土环节动物和水生昆虫,搜集、筛选对各水生物种毒性最大的3种污染物,并进行水生生物敏感性分析. 在污染物毒性数据的物种敏感度分布中,若物种的累积概率小于30%则为较敏感,该物种可作为基准研究受试生物. 结果表明:不同生物对污染物敏感性存在差异,颤蚓对有机锡化合物、重金属,苏氏尾鳃蚓对重金属均较敏感;仙女虫、黄翅蜻、四节蜉、扁蜉对各类农药均较敏感;尾盘虫能够在一定程度上指示表面活性剂污染状况. 因此,环节动物颤蚓属、尾鳃蚓属、尾盘虫属、仙女虫属,水生昆虫黄翅蜻属、四节蜉属及扁蜉属均可作为水质基准研究中的受试生物.      

Interfacial effects of suspended particles on biodegradation of N (2,4 dimethyl phenyl) N'' methylformamidine hydrochloride and dibutyl phthalate in waters

ＩｎｔｅｒｆａｃｉａｌｅｆｅｃｔｓｏｆｓｕｓｐｅｎｄｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＮ（２，４ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）Ｎ’ｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｉｎｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅａｎｄｄｉｂｕｔｙｌｐｈｔｈ...