手性药物的水环境行为、毒性效应及生态风险

药物污染已经成为一个重要的环境问题,目前生产和使用的药物中大部分为手性药物,进入地表水环境后,2个对映异构体在生物降解和生态毒性等方面可能存在显著的差异。本文以8种手性药物为研究对象,系统综述了手性药物在水环境中的暴露特征和降解转化规律,分析其对不同生物靶点的毒性效应和机理,探讨了其对水生态系统的潜在风险。结果表明,8种手性药物在国内外地表水中的检出浓度达到μg·L^-1水平。手性药物在地表水环境中的对映体构成受药物种类、环境条件和时间的影响;布洛芬、普萘洛尔等差异显著的手性药物可以作为污染源示踪的特征污染物;不同污水处理工艺的对映体选择性也有较大差异,导致污水处理厂出水中手性药物对映体分数(enantiomer fraction, EF)值不同。由于手性药物在生物体内发生手性代谢和手性转化,导致体外毒性实验与体内毒性效果差异很大,手性药物在不同水生生物类群体内的受体或生物利用率有所差异,从而表现出不同的立体选择性。基于外消旋体的生态风险评估研究表明,目前布洛芬、卡马西平和萘普生等手性药物对水生生物具有潜在的风险,而不同对映体对水生生物的毒性存在一定差异。因此,有必...     

我国地表水中磷酸三苯酯的多层次生态风险评估

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)在电缆材料、塑料制品中被大量使用,是地表水中检出频率最高的有机磷酸酯类阻燃剂之一,近年来受到广泛关注。本文通过文献检索TPP的地表水环境暴露浓度以及对水生生物的毒性效应浓度,利用风险商(hazard quotient,HQ)和概率生态风险评价法(probabilistic ecological risk assessments,PERA)对我国主要地表水中的TPP进行多层次生态风险评价。结果显示,TPP在我国地表水中的浓度为0.2～96.3 ng·L~(-1),以生存为测试终点的急性毒性数据推导出的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)为36.49μg·L~(-1),而以繁殖、发育和生长等为测试终点的慢性毒性数据推导出的PNEC值为1.30μg·L~(-1)。基于急、慢性毒性数据计算的风险商均小于0.1。我国地表水中TPP对0.1%到1%的水生生物造成繁殖、发育和生长等慢性毒性影响的概率分别为1.40%和0.04%,存在较低的潜在生态风险。     

三氯生对水生生物的毒性效应研究进展

三氯生(TCS)作为一种广谱抗菌剂,在个人护理品中的广泛应用,将使其不可避免地释放到水环境中.随着在河流、湖泊、河口系统等水环境以及水生生物体内检测到TCS,TCS对于水生生物的生态毒理效应引起了学者们的广泛关注.本文概述了TCS在水环境及水生生物体内的赋存状况,归纳总结了TCS对水生生物的急性毒性、亚急性毒性、酶及基因毒性、内分泌干扰性及其降解产物毒性,最后展望了TCS对水生生物的生态毒理效应这一研究领域的发展方向.     

中国地表水环境中药物与个人护理品生态风险评价的研究进展

药物与个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)作为一类与人们生产生活联系最为紧密的新型污染物在水环境中广泛检出,PPCPs在水环境中能够痕量存在,并在生物体内富集转化,对水生生态系统产生潜在的不利影响,其对水环境安全构成的潜在风险受到普遍关注.本文主要综述了我国地表水环境中PPCPs对生态环境的影响及生态风险评价的方法,分析了我国对水环境中PPCPs研究中存在的不足,提出了应对PPCPs风险评价的对策及建议.     

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。     

我国地表水中药物与个人护理品污染现状及其繁殖毒性筛查

根据文献报道,我国地表水中已检出至少144种药物及个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs),包括抗生素、激素、其他药物、个人护理品(personal care products,PCPs)4大类,其中检出浓度最高的达到了μg·L~(-1)量级,在长期的污染下有可能对水生生物产生内分泌干扰效应或繁殖毒性,进而影响到整个水生生物种群的繁衍变化。因此,有必要根据我国地表水中PPCPs的污染水平,筛查出具有潜在生态风险的PPCPs。由于目前缺乏针对PPCPs类污染物的筛选体系,以国内外优先控制污染物筛选体系为基础,借鉴基于风险的欧洲兽药分级方法,利用风险指数(risk index,RI),筛选得出目前我国的地表水中有16种具有繁殖毒性的PPCPs的RI1,包括1种抗生素,5种激素类药物,3种其他药物和7种PCPs,其中乙炔雌二醇(ethinylestradiol,EE2)的RI最高(115 730),其次是壬基酚(nonylphenol,NP)(1 796)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)(255.31),对水生态环境有较高的风险的PPCPs需进一步进行较高层次的风险评价。     

双酚S和双酚F在水环境中的分布、毒理效应及其生态风险研究进展

双酚S(BPS)和双酚F(BPF)作为双酚A(BPA)的替代品在工业中被广泛使用。近年来BPS和BPF在水环境中不断检出,因其难降解、易蓄积,可能会对水生态系统和人体健康造成不利影响。因此对BPS和BPF在水、沉积物等水环境介质中污染状况进行综述,发现BPS和BPF的含量有日益升高的趋势,甚至在某些水体中的浓度超过BPA。然后,从急性毒性、内分泌干扰效应、发育毒性等3个方面,阐述了它们对水生生物产生的毒理效应。并且基于水环境介质中的检出浓度和实验室毒理数据,对水体和沉积物中BPS和BPF的生态风险进行评估,发现沉积物中的风险要高于水体。最后对目前研究局限以及未来的研究方向进行了探讨和展望。     

单细胞质谱揭示四膜虫对极低剂量纳米颗粒的摄入特征

水生单细胞微生物的摄取是纳米材料进入食物网的重要途径之一.研究纳米材料在单细胞水生生物体内累积,对理解纳米材料在生态环境中的环境行为和生态毒理学效应具有重要意义.前期研究表明,暴露浓度是纳米材料生物累积过程中最重要的影响因素之一.然而,目前大多的研究中的纳米材料暴露浓度比实际环境浓度高多个数量级,无法反映实际环境暴露特征.此外,基于群体平均水平的研究方法不能识别具有独特的生理或摄取特性的个体,可能造成一些重要信息的丢失.当前,在单细胞水平研究极低暴露浓度下纳米颗粒的累积特征和毒性效应仍然面临严峻挑战.     

草铵膦和草甘膦在水环境中的行为和毒性效应研究进展

草铵膦和草甘膦均为灭生性广谱除草剂,具有低毒、高效的特点,是目前世界上使用最多的2种有机磷类除草剂,广泛应用于防除果园、非耕地等的杂草.在世界范围内广泛使用导致这2种农药越来越多地进入环境,尤其是水环境中.由于草铵膦和草甘膦在水中的溶解度大,且在水溶液中较稳定,目前在多地的水体中均检出2种农药残留.随着对草铵膦和草甘膦毒性研究的深入,有越来越多的研究结果显示这2种农药对水生生物存在一定的毒性.针对目前草铵膦和草甘膦在水体中的环境行为和毒性效应(包括对鱼类、藻类和其他水生生物的毒性效应)研究进展进行了总结,旨为草铵膦和草甘膦在水环境中的环境行为和对水生生物的毒性研究提供有益借鉴,为2种农药的合理使用提供参考.     

最大累积率识别中国地表水中邻苯二甲酸酯类关键污染物和复合污染生态风险

邻苯二甲酸酯类物质(phthalic acid esters,PAEs)环境存在量大,研究表明其能对水生生物造成寿命减少、发育不良、细胞受损等负效应.因此,为保护水生生物,我国地表水中PAEs的生态风险需要科学评估.本文利用了风险商法(risk quotient,RQ)、最大累积率法(maximum cumulative ratio,MCR)、联合概率曲线法(joint probability curve,JPC)结合毒性当量的概念构建了三层级生态风险评价体系,借此评估了我国地表水中PAEs的分布情况与生态风险.结果显示,我国地表水中共检出19种PAEs,浓度范围为ND—5616.80μg·L^-1.邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)环境存在量最高,且DEHP为PAEs风险的主要贡献者.以DEHP为参照物,JPC的结果显示我国PAEs对5%生物造成急性影响的概率为6.25%—24.02%,造成慢性影响的概率为8.05%—27.79%.PAEs对我国水生生态系统,尤其是西北、东北、中部及华东地区存在较高的生态风险.     

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)污染及其毒性研究进展

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)作为重要的增塑剂被广泛应用于涂料、食品包装、医疗器材、儿童玩具等产品中。研究表明DEHP在水、土壤、空气等各个环境要素以及食物、饮用水中已被普遍检出,并对环境产生潜在的危害。本文通过分析国内外DEHP的环境暴露和毒性效应的研究成果,总结了DEHP在室外大气、室内空气、土壤、地表水、地下水、食品和饮用水中的污染现状,并对DEHP的替代产品进行总结;此外,本文深入探讨了DEHP对水生生物和陆生生物的生态毒性效应,以及对生殖发育、肝脏、呼吸系统和神经系统等的健康毒性效应。最后,结合DEHP在环境暴露调查和毒性效应研究方面的不足,指出需要进一步加强我国DEHP的环境暴露调查,制定相关环境基准值与标准限值,开展慢性生态毒性效应和人体健康毒性效应等方面的研究。     

水体和沉积物中毒害污染物的生态风险评价方法体系研究进展

人类活动导致大量毒害污染物进入水体和沉积物,从而对水生生物产生诸多不利影响.开展毒害污染物的生态风险评价,筛选高风险毒害污染物,是毒害污染物风险管控和生态系统保护的基础.对美国和欧盟等发达国家和地区毒害污染物的生态风险评价方法进行了综述.水体和沉积物中毒害污染物风险评价的基本方法首先是采用预测或测定环境浓度(PEC或M...     

化感物质的抑藻作用研究、应用及生态安全性评价

水体富营养化日益严重,水华频繁爆发,如何有效控制水华,治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点和前沿。目前湖泊藻类控制技术主要有：物理方法、化学法、生物法,但是这些方法都有其固有的缺点。利用植物化感作用抑制有害藻类生长具有廉价、生态安全等优点近年来备受关注。化感作用就是生物体产生的生物活性物质即化感物质在生物体之间传递信息并导致生物体相互作用。归纳了国内外不同生活型水生植物化感作用研究的主要成果（包括已报道的抑藻水生植物种类、已从水生植物体内和种植水中分离鉴定得到的化感物质）,以及化感物质的联合作用研究,讨论了化感物质的生态安全性。通过化感作用能有效控制引起水体富营养化的各种藻类生长,优化水生生物的组成结构。例如,水体中投放大麦秆可以增加无脊椎动物以及鱼类的数量,从而达到改善水生生态系统的目的。展望了植物化感作用用于水环境治理的发展前景。以期为利用植物化感作用控制水华的发生提供理论基础。     

锌对淡水生物的毒性特征与水质基准的研究

锌是生命体必需的一种微量元素,但当锌的浓度超过一定剂量时,又会对生物体产生一定的毒害作用.为了系统研究锌对水生生物的毒性作用,亟需开展锌的水质基准研究工作.本文用物种敏感度分布法对锌的毒性特征开展了深入研究,并按照水质基准常用的几种方法,包括评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法分别推导了我国锌的保护淡水水生生...     

Tetracycline antibiotics in the environment: a review

Tetracycline antibiotics are one of the primarily antibiotics groups used for veterinary purposes, for human therapy and for agricultural purposes. Amongst the different antibiotics used, more attention is paid to tetracycline’s as it exhibits serious environmental problems including ecological risks and human health damages. Due to their extensive usage, most of the actual evidence suggests that tetracycline antibiotics are omnipresent compounds found in different ecological compartments. After medication, more than 70 % of tetracycline antibiotics are excreted and released in active form into the environment via urine and feces from humans and animals. Their highly hydrophilic character and low volatility have resulted in significant persistence in the aquatic environment. Very few studies describe the fate and toxicity of tetracycline antibiotics in the environment. Here, we review several important issues with regard to: (1) the toxicity of these compounds on aquatic and terrestrial organisms; (2) their estrogenic effects; (3) their behavior in different ecological systems and; (4) the by-products generated during water treatment. These antibiotics residues promote the development of antibiotic resistant microorganisms, which can induce adverse effect to human health by increasing the risk of certain infections. Based on recent research results, the occurrence of tetracycline antibiotics in the environment inhibits the growth of some terrestrial and aquatic species. Besides, the residual concentrations of such drugs could affect steroidogenic pathway and consequently may cause endocrine disruption of aquatic species. Most of the wastewater treatment plants are not capable of removing effectively the tetracycline antibiotics. Therefore, there is a need to develop alternative processes to remove them from waters. Advanced oxidation processes have been proposed as alternative methods to ensure higher degradation and mineralization of tetracycline antibiotics are present in waters.     

硫丹的环境行为及水生态毒理效应研究进展

有机氯农药硫丹作为一种典型的持久性有机污染物(POPs)曾广泛应用于农业生产,我国曾大量使用。硫丹作为一种重要的污染物通过地表径流、淋、溶、干/湿沉降等方式进入水体,在直接影响大型水生植物和浮游藻类的同时,给鱼类等水生动物也带来了一定的毒性效应。由于其半衰期较长、迁移能力强、富集性高,在水体环境中已普遍检测出硫丹的存在,因此,对硫丹的水生生态安全性评价显得十分重要。硫丹对水生生物具有高毒性,它可影响生物正常受体配体作用、损伤生物膜、影响活性氧代谢并具有潜在的内分泌干扰作用。本文介绍了硫丹的环境行为效应,并综述了硫丹对水生生物的毒性及几种致毒机制,展望了该领域今后的研究重点和方向。     

环境雌激素对水生动物的影响研究进展

水环境是环境雌激素的最大储存库。环境雌激素通过食物的传递进入动物体内，类似于雌激素的功能。环境雌激素可导致水生动物性别特征丧失和后代不能繁殖；可引起水蚤性别比例失调，蜕皮率下降，导致软体动物性畸形和超雌性化现象；导致鲤鱼等生殖器畸形，引起鱼类种群生存力和资源量下降。壬酚(NP)、双酚A(BPA)和E2在河水、水生附着生物和底栖生物之间的生物积累与放大倍数在18～1200倍之间，环境激素通过食物链的生物放大作用比通过水体的传递对鱼类等水生生物的危害更大，并且在河流等的枯水期对水生动物的影响更大。文章讨论了环境雌激素的降解与研究前景。     

美国水环境标准及其实施体系述评

从立法和技术角度系统分析了美国水环境标准及其实施的体系。美国水环境标准体系由环境水质标准和废水排放标准构成,制定这两种标准时不是力求完美,而是着重其实用性,考虑其在职能上互为补充;同时在实施中水环境标准也不是孤立起作用,而是依赖法律制度如许可证制度、市场手段如排放权交易等,构成一个完整的水环境标准及其实施体系。这对我国环境标准的制定和实施颇有借鉴作用     

A new photodegradable molecule as a low impact ballast water biocide: efficacy screening on marine organisms from different trophic levels

Marine species carried by the ships’ ballast waters are a potentially serious environmental problem. Many strategies are being adopted to minimize the transfer of invasive or pathogenic marine species between different aquatic ecosystems. This problem is often addressed by using biocides for ballast water treatment; however, the biocide could be dangerous to native organisms once the ballast water is discharged. Chemical treatments such as chlorination and addition of glutaraldehyde could cause problems related to toxicity and application costs. The search for new effective molecules with a low environmental impact is pressing. This paper presents data from a preliminary efficacy screening of a promising molecule derived from alkylated naphtoquinones on a battery of ballast water model organisms. Results show that this new molecule is very effective in the absence of light and is extremely photodegradable (half-life <6 h). It can thus be easily degraded when released in the environment. Physical and Chemical Impacts on Marine Organisms, a Bilateral Seminar Italy-Japan held in November 2004.