持久性有机污染物在食物链中积累与放大研究进展

研究持久性有机污染物(Persistent organic pollutants,POPs)在食物链中的积累与放大是进行环境风险评估和有效污染控制的生态学基础.本文综述了POPs的基本特征,POPs在食物链中的生物积累与放大的机制、影响因素以及POPs在食物链中积累与放大的模型等的研究进展.国外学者对POPs在水生食物链的积累与放大方面研究较多,并提出了较为完善的预测模型,而有关POPs在陆生食物链中的生物积累与放大的研究报道较少.大部分学者并未对完整食物链进行过系统而完整的研究.与国外相比,国内学者对POPs在水生陆生食物链中的生物积累、生物放大和预测模型探讨较少.目前POPs对环境和人体健康危害越来越严重,开展对POPs在食物链中积累、放大及相关预测模型更深入更完整的研究,已成为当前生态学和环境科学研究的重点课题和前沿领域.     

海洋环境中持久性有机污染物的生物累积研究进展

20世纪以来化工产业飞速发展,传统及新型持久性有机污染物(persistent organic pollutants, POPs)伴随着生产和使用进入到海洋环境,对全球海洋生态系统造成了长期持续性的生态威胁。本文综述了POPs在海洋生物体内的富集浓度和特征,基于其理化性质、生物富集和食物链放大等相关参数评估了POPs在海洋环境中的生物富集和放大潜力,并探讨了环境和生物因素对POPs生物累积的影响。本文提出未来应进一步加强对全球海洋生态系统中POPs,特别是新型持久性有机污染物生物累积的相关研究,以期为海洋环境中POPs的生态风险管理和标准的制定提供科学支撑。     

多溴联苯醚在典型电子垃圾污染区域水生食物链上的生物富集特征

为调查电子垃圾回收活动对当地水生生物造成的多溴联苯醚(PBDEs)污染,测定了广东某电子垃圾回收地附近水库中水生生物样品(水蛇、鱼类、草虾和田螺)和对照区样品(鲮鱼)中18种PBDEs含量,通过对样品氮同位素的测定,探讨了PBDEs在该地淡水食物链上的生物富集特征.研究结果显示,∑PBDEs(总PBDEs含量)在水蛇、鱼类、草虾和田螺中分别为39.6～186、1.82～75.7、4.60～17.1和7.26～17.0μg·g-1(脂重),比华南地区鱼体中∑PBDEs的平均含量高3个数量级,表明电子垃圾回收活动已对当地水生生物造成了PBDEs的严重污染.除BDE66、BDE99、BDE153、BDE183和BDE209外,其他13种PBDE单体在食物链上均存在着生物放大效应,但生物放大能力(B值)与正辛醇-水分配系数logKOW相关性不明显,可能是由于某些PBDE单体在生物体内存在代谢作用.以上结果表明,由电子垃圾回收活动导致的PBDEs污染存在较大的生态风险,应该引起高度关注.     

水淹条件下锰改性生物炭对水稻砷吸收及形态分布的影响

水淹条件下水稻土有效砷含量高,威胁稻米质量安全.采用谷壳炭与高锰酸钾(质量比为5?1)吸附共沉淀法制备锰改性生物炭,明确其对土壤砷吸附性能的影响,通过盆栽试验设置低度砷污染、中度砷污染水平,探讨其在水淹条件下对水稻不同部位总砷及砷形态的影响.结果表明:(1)土壤中添加2％的锰改性生物炭,砷的吸附能力显著提高,对As(Ⅲ...     

砷在水生生物中的生物累积、转化及在其他生物体内的代谢毒理学研究进展

砷作为全球水生生态系统的重要污染物,普遍存在于淡水和海洋环境中,具有一定的生物累积性与生物毒性.水生生物作为生态系统的重要组成部分,砷在全球生物化学循环的过程中通过迁移、累积、转化、富集在水生生物体内,产生毒性作用,而砷对水生生物的毒性与其在水生生物中的赋存形态有关.目前关于砷在水生生物中的生物累积、生物转化及其代谢毒理的基础科学研究受到国内外研究者的广泛关注,而少有对该领域内的研究进展、研究热点、趋势方向的系统整合,本文针对这一领域文献进行梳理,系统阐述了砷在水生生物中的生物累积和生物转化情况;概述了砷在水生生物、小鼠/大鼠、人体、微生物等生物中的毒性作用及代谢机制;并提出了未来有关砷研究可关注的重点及方向.本文可为进一步阐明砷在水生生物中的生物累积转化规律及砷的代谢毒性作用,为研究者进一步深入探索该领域内科学问题提供参考资料,同时对水产品安全、环境生态、医学等相关领域的研究具有一定的借鉴意义.     

硒的土壤生态环境、生物地球化学与食物链的研究现状

综述了硒的自然生态环境及全球土壤中硒含量与分布、形态及转化 ,决定植物硒含量及食物链系统中硒水平的关键因素 ,植物对硒的吸收和积累与遗传因子的关系 ,硒在植物组织中主要的存在形式 ,植物中硒的形态与生物有效性和生物利用率研究的意义 ,对食物链中的硒水平进行调控的方法及今后硒研究的前沿问题。     

汞在海洋浮游植物中的生物累积和毒性效应

浮游植物是海洋生态系统的主要初级生产者,同时作为食物也是许多水生生物摄取汞的主要途径。本文综述了近年来汞在海洋浮游植物中的最新研究进展,包括汞在浮游植物中的吸收、累积规律及其影响因素,汞对浮游植物的毒性效应(生长抑制、光合作用影响)以及生物的适应机制(汞的还原、螯合解毒、矿化固定等),最后对浮游植物中汞累积和毒性的未来研究方向进行了展望。     

抗氧化系统在蜈蚣草细胞砷解毒机制中的作用

砷超富集植物——蜈蚣草体内可以富集高浓度的砷且不表现出受害症状,暗示蜈蚣草细胞具有较强的砷解毒机制.为探讨抗氧化系统在蜈蚣草砷解毒机制中的作用,测定了0、0.5、1和2mmol/L的砷酸盐[As(Ⅴ)]、亚砷酸盐[As(Ⅲ)]和二甲基胂酸盐(DMA)处理下蜈蚣草愈伤组织的丙二醛(Malonyldiadehyde,MDA)含量、非酶类抗氧化物质含量和酶类抗氧化物质的活性.结果表明,0.5mmol/L As(Ⅴ)和DMA就可以诱导氧化胁迫的产生,浓度越高胁迫程度也越严重.而1mmol/L的As(III)仍未使蜈蚣草愈伤组织产生氧化胁迫.在As(Ⅲ)处理下,酸溶性巯基含量增加,叶绿素和类胡萝卜素含量不变,过氧化氢酶(Catalase,CAT)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性增加.在As(Ⅴ)处理下,酸溶性巯基含量减少,叶绿素和类胡萝卜素含量略有上升;CAT和POD活性先增加后减少.在DMA处理下,酸溶性巯基含量减少,叶绿素含量降低而类胡萝卜素含量增加,CAT和POD活性先增加后减少.与As(Ⅴ)和DMA相比,As(Ⅲ)处理下高酸溶性巯基含量、高氧化酶活性和低MDA含量暗示As(Ⅲ)对蜈蚣草的毒性可能比As(Ⅴ)和DMA要小.这些结果表明,酸溶性巯基和酶类抗氧化物质(CAT和POD)在蜈蚣草细胞砷解毒机制中发挥着重要作用.图4参22     

海洋生物体内砷含量及其形态研究进展

砷是一种强毒性化学物质,毒性不但与其在环境中的总量有关,更与其化学形态密切相关。砷在海洋环境中普遍存在,而海洋生物体内砷化合物的含量较高,是海洋环境中的“砷库”。本文结合国内外对海洋生物体内总砷及砷形态的分析,总结了国内外对各类海洋生物,包括海藻、海葵、多毛类、贝类、鱼类和其他高营养级海洋动物体内不同形态砷含量、累积和形态转化等研究概况和进展。针对目前研究工作和技术水平差异,建议我国应在检测技术、样品前处理、标准品制备、砷对生物体的健康效应等方面开展深入研究,以期揭示海洋生物对砷的累积规律、形态转化机制以及在人类体内代谢过程与危害性,为保护海洋生态环境、维护海洋食品安全提供科学依据。     

Biomagnification of trace elements in a benthic food web: the case study of Deer Island (Northern Yellow Sea)

In this study, we investigated the concentrations of ten trace elements (Cu, Zn, Mn, Se, Ni, Cd, Cr, Pb, Hg, and As) and their trophodynamics in a benthic food chain of Deer Island, Northern Yellow Sea. The concentrations of Cu, Zn, Mn, Se, Ni, Cd, Cr, Pb, Hg, and As in the food chain ranged from 3.2 to 23.2, from 71 to 227, from 7.4 to 45.6, from 0.44 to 5.80, from 0.73 to 7.60, from 0.14 to 1.65, from 0.68 to 6.70, from 0.08 to 1.86, from 0.08 to 1.18, and from 0.24 to 3.92 mg kg^?1 dry weight, respectively. Among these trace elements, the linear regression between the log-transformed concentrations of Hg and Cd and δ¹⁵N values showed statistically significant increase (p<0.05) with the slopes of 0.134 and 0.144, indicating biomagnification of Hg and Cd occurred in the benthic food chain of Deer Island. While the linear regression for other eight trace elements (Cu, Zn, Mn, Se, Ni, Cr, Pb and As) were characterised by extensive scatter with non-significant correlation coefficients (R ²=0.002–0.235) and slopes (p=0.079–0.875), indicating there were not biomagnified or biodiluted of these trace elements.     

Environmental geochemistry study of arsenic in Western Hunan mining area,P.R. China

The geochemical characteristics of arsenic in the soil of the Western Hunan mining area of P.R. China were systematically studied. The results show that the strata of Western Hunan are rich in arsenic and that Western Hunan is a geochemically abnormal region for arsenic. The experimental study on speciation in the strata also indicates that the speciation of arsenic in the Neoproterozoic-Cambrian strata are mainly easily transferred speciation (exchangeable, carbonate-bound, sulfides-bound), which are approaching or exceed 60%. Arsenic content in the main soil of Western Hunan is in the range of 8.8–22.8 μg g⁻¹, the mean value is 16.1 μg g⁻¹, which is larger than the arsenic background value of Hunan soil. The distribution of rock with high arsenic content or high easily transferred arsenic speciation is consistent with the distribution of high arsenic content soil. In the mining region, part soils and river/brook waters were polluted by mine tailings and mining/smelting waste water. The arsenic content in polluted paddy soils and river/brook water is 46.26–496.19 μg g⁻¹, 0.3–16.5 mgL⁻¹, respectively. The positive abnormality and pollution of arsenic in the soil and water affects the arsenic content of the crop and the inhabitants’ health.     

离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用(IC-ICP-MS)测定水体中的砷形态

使用离子色谱(IC)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用技术对水中砷的形态进行分离检测,对流动相、进样量和流速等条件进行了研究。使用IonpacAS18阴离子色谱柱,NH4HCO3作为淋洗液,1.0mL·min-1流速,成功的进行砷形态分离,该方法在100μL进样量下,4种砷形态(三价砷(As(III))、五价砷(As(V))、一甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA))的方法检出限在10～30ng·L-1之间,方法回收率为82.6%～110%,相对标准偏差(n=6)为2.2%～10.9%。     

硝酸辅助超声作用强化污泥中Cd和As的沥出

利用硝酸辅助超声强化污泥中Cd、As沥出实现污泥的农用.研究结果表明,在1.6 W·mL-1超声30 min条件下,污泥中Cd的溶出率高达53.72%;在1.2 W·mL-1超声30 min条件下,污泥中As的溶出率高达58.63%,污泥中镉和砷的含量由6.80 mg·kg-1、91.13 mg·kg-1分别降低至4.61 mg·kg-1和54.66 mg·kg-1.在0.04 mol·L-1硝酸辅助下,污泥中Cd和As的含量进一步降至4.25 mg·kg-1和48.16 mg·kg-1,完全满足我国农用污泥中污染物控制标准要求（Cd≤5 mg·kg-1,As≤75 mg·kg-1）.硝酸辅助低频超声处理后,污泥中交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态镉和砷含量明显下降,有机物结合态和残渣态镉和砷含量显著升高.结果表明,硝酸辅助低频超声可以使污泥中镉和砷高效沥出,实现污泥安全农用.     

植物砷吸收与代谢的研究进展

砷(As)作为一种植物非必需的类金属元素广泛存在于自然界中,砷过量摄入不仅会对植物生长产生毒害作用,而且在植物的可食部位累积并通过食物链对人体健康构成威胁.生长介质中的砷酸盐(五价砷)一般是通过磷酸盐转运蛋白被植物吸收的,而亚砷酸(三价砷)和没有解离的甲基化砷则主要是通过质膜上的水通道蛋白被植物吸收的.在植物体内五价砷很容易被还原为三价砷,三价砷和带巯基的植物络合素(PCs)结合形成络合物储存在液泡中,从而使植物达到解毒的目的.植物能否将无机砷甲基化仍待证实.本文综述了近年来植物对砷的吸收及其在植物体内存在行为的相关研究.     

食物相暴露条件下尼罗罗非鱼对砷的累积与转化

为研究不同类型、不同营养级的生物对砷（As）的累积与转化作用,采用室内培养试验,选取杂食性淡水鱼类尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）为研究对象,让其分别摄食暴露于1 mg·L⁻¹砷酸[As(Ⅴ)]水溶液中15 d的浮水植物青萍（Lemna minor L.）、沉水植物轮叶黑藻（Hydrilla verticillate）、节肢动物日本沼虾（Macrobrachium nipponense）,研究不同食物相暴露条件下尼罗罗非鱼对砷的累积与转化作用. 结果发现,动植物能吸收并累积水中的砷,且随着暴露时间的增加,其对含砷水环境有一定的适应性;尼罗罗非鱼摄食不同类型的食物之后,其肌肉组织中累积的砷含量不同,但总砷量与食物相中的浓度趋势一致,为投喂青萍组>投喂轮叶黑藻组>投喂日本沼虾组;当罗非鱼通过食物摄入砷,相较于一甲基砷酸（MMA） 和二甲基砷酸（DMA）,As(Ⅴ)更容易转化为亚砷酸[As(Ⅲ)],砷被蓄积与转化后主要以砷甜菜碱（AsB）的稳态形式存在;不同生物对砷的累积和转化方式不同,水生动物更易将无机砷甲基化为毒性较小的AsB;投喂日本沼虾的罗非鱼对砷的生物转化能力最高,砷在营养转移过程中可沿食物链传递但没有在罗非鱼中生物放大.