我国六价铬淡水水生生物安全基准推导研究

参照美国国家环境保护局(USEPA)"推导保护水生生物及其用途的国家水质基准的技术指南"的程序和规范,筛选了我国广泛存在的淡水水生生物物种,收集现有的急性和慢性毒性数据,结合课题组实验得到的部分本土生物毒性数据,分别采用物种敏感度排序法(SSR)、物种敏感度分布法(SSD)以及澳大利亚的水质基准技术方法对我国六价铬的淡水水生生物安全基准进行了推导。获得了我国淡水水生生物的六价铬的双值基准,3种方法得到的基准最大浓度(CMC)分别为23.97、22.84、29.06μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为14.63、10.35、9.00μg·L-1,在同一个数量级上,但与美国的基准值有一些差异,建议使用SSD法推导CMC值和CCC值。研究结果可为我国水质基准的制定提供一些有用的基础资料。     

我国硝基苯的海水水质基准及生态风险评估研究

以一种重要的化工原料硝基苯为研究对象,通过收集、筛选我国本土物种的硝基苯海水生物毒性数据,同时针对我国海区生物特点补充8种典型海洋受试生物的毒理学实验,应用物种敏感度分布(SSD)方法推导了用于保护水生生物的我国硝基苯海水水质基准值。在此基础上,尝试应用2种概率生态风险评估方法初步评估了硝基苯在我国东海椒江口水体中的生态风险。研究结果表明,用于保护我国海水生物的硝基苯水质基准高值为1.42 mg·L-1,低值为0.037 mg·L-1,与应用SSD方法推导的硝基苯淡水水质基准差异不大。商值概率分布法和联合概率曲线法的风险表征结果表明,硝基苯对椒江口中的水生生物存在潜在的生态风险,需要管理部门采取一定的风险管控措施。研究结果有望为我国水质基准、生态风险研究及硝基苯的海水水质标准制定提供参考。     

红霉素水生生物基准推导和对中国部分水体生态风险初步评估

红霉素是大环内酯类抗生素,环境中红霉素残留具有较高的生态风险和健康风险,而中国目前尚缺乏红霉素的淡水水生生物基准值,因而研究适合中国流域水环境的红霉素水生生物基准,对于保护中国淡水水生生物以及水质基准的研究具有重要意义。该研究搜集筛选了红霉素对中国淡水生物的急慢性毒性数据,共获得3门8科的10个急性毒性数据和2门4科的4个慢性毒性数据。利用美国环境保护局推荐的物种敏感度排序法(SSR)推导红霉素的水生生物基准,同时以log-normal SSD法和log-logisticSSD法对基准计算结果进行了比对。比较了3种方法的优缺点,以及与国内外已有研究基准值之间的差异及形成原因,分析了影响红霉素水生生物基准的关键因素。得出采用SSR法推导的保护中国水生生物的红霉素急性基准值(CMC)为0.47μg·L~(-1),慢性基准值(CCC)为0.10μg·L~(-1)相对可行。将该研究推导出的红霉素慢性基准值(CCC)与中国部分江河和湖泊中红霉素暴露浓度相比较,采用风险商值(RQ)评价了红霉素的生态风险。结果表明,风险区域主要集中在辽河、海河和珠江,部分区域点位存在一定的红霉素暴露生态风险。研究结论可为红霉素水质标准制定和流域水环境管理提供科学依据。     

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。     

十二烷基苯磺酸钠淡水水质基准初探及生态风险评估

十二烷基苯磺酸钠(LAS)是一种常用的洗涤剂,具有难降解和易残留等特点,是我国水体中普遍存在的有害物质.当水中LAS浓度过高时,会对淡水水生生物的生存产生不利影响.以LAS为研究对象,结合我国淡水水生生物组成特征,筛选国内外文献中有关LAS水生生物毒性数据,涵盖5门12科19种,共40个急性毒性数据.运用毒性百分数排序法(SSR)和物种敏感度分布曲线法(SSD)进行推导,结果表明,利用SSR法推导得出基准最大浓度(CMC)为0.56 mg·L-1、利用急慢性比(取10)求得基准连续浓度(CCC)为0.11 mg·L-1;利用SSD法得到CMC为0.58 mg·L-1,CCC为0.12 mg·L-1.2种方法结果相近,从安全角度考虑,选取SSR法所求的水质基准为最终结果.风险评估结果显示,我国水体中存在LAS潜在生态风险,且主要集中在城市水体中.     

中国典型河湖水体铅的水生生物安全基准与生态风险评价

采用物种敏感度排序法(SSR)对我国铅的淡水水生生物安全基准进行推导,并以太湖为例进行了流域水生生物安全基准推导。对于难以获得的本土生物毒性数据,开展了相应的毒性试验。获得了我国国家与太湖流域铅的水生生物安全基准值,基准最大浓度(CMC)分别为63.92、104.26μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为1.21、4.06μg·L-1。同时,对我国主要河流以及太湖流域进行了铅的生态风险评价,联合概率曲线法显示影响5%水生生物种类的概率分别为66.22%和43.19%,熵值法则显示中国主要河流存在较大的铅暴露风险,因此,我国铅的潜在生态风险较大,主要河流与太湖流域存在铅污染问题。     

长三角农田土壤中滴滴涕的污染特征与生态风险

以长江三角洲地区农田土壤为研究对象,分析了土壤和蔬菜中滴滴涕(DDTs)的残留水平和空间分布特征,评估了DDTs对土壤生态和人体健康的潜在风险。结果显示,长三角地区农田土壤中DDTs含量范围为0.2~3 520 ng·g-1,平均63.8 ng·g-1,主要残留在土壤耕作层(0~30 cm)。土壤中DDTs及其代谢产物残留量较低,98.5%的点位土壤符合《中国土壤环境质量标准》的二级标准。15%的蔬菜样品中检出DDTs,其浓度为相应土壤DDTs浓度的9%~18%,土壤残留的DDTs通过食物链进入人体导致的健康风险很小。低残留DDTs对土壤微生物的群落结构和多样性无显著影响(-0.25R0.25,0.307P0.979)。应用美国环保署(USEPA)方法评估了土壤中DDTs对人体的健康风险,其中致癌风险级别为非常低,对儿童和成人具有非致癌风险的样品比例分别为1.1%和0.7%。因此,长三角地区大多数点位农田土壤DDTs残留量较低,不会对生态环境和人体健康产生危害。     

马拉硫磷水生生物基准推导研究

通过开展毒性试验和查阅国内外相关文献,获取马拉硫磷对长江三角洲流域22个代表性物种毒性数据,采用物种敏感度分布法和毒性百分数排序法推导长江三角洲流域马拉硫磷水生生物基准值。结果显示,采用物种敏感度分布法得出的急性基准值和慢性基准值分别为0.865 5和0.036 2μg·L~(-1),采用毒性百分数排序法得出的急性基准值和慢性基准值分别为0.400 0和0.033 4μg·L~(-1)。为充分保护水生生物,建议以毒性百分数排序法推导出的基准值作为长江三角洲流域马拉硫磷水生生物基准推荐值。研究结果可为我国地表水环境质量标准修订及水生生态风险评估提供科学依据。     

基于物种敏感性分布评价长三角地区地表水壬基酚生态风险

壬基酚(NP)是一种具有内分泌干扰效应的持久性有机污染物,具有难降解、易生物蓄积的特性,并在环境介质中长期赋存,其生态风险受到广泛关注。物种敏感性分布法(SSD)广泛应用于水生生物基准制定及水环境生态风险评估等研究工作。不同地理区域敏感物种有所差异,这会影响对水质基准与风险评估结果的分析。本研究以NP为例,基于通用敏感物种、中国本地敏感物种的SSD法获取NP的急慢性预测无效应浓度(PNEC),并以长三角地区典型地表水为评估对象采用商值法获取风险商(RQ)进行生态风险评价。研究结果表明,基于急性毒性数据时,用SSD法获取的通用敏感物种与中国本地敏感物种的PNEC差异较小,说明中国本地物种对NP的急性毒性效应敏感程度与通用物种类似;基于慢性毒性数据计算得到的PNEC差异较大,中国本地物种对于NP的慢性毒性效应更为敏感,直接采用非本地物种的PNEC可能导致本地物种"欠保护"。基于获取的急慢性PNEC,采用商值法表征长三角地区地表水生态风险,结果表明,基于急性PNEC和通用物种慢性PNEC评估风险,可能低估NP的生态风险。基于中国本地物种的慢性PNEC得到NP长三角地区地表水的RQ均值为0.23～1.55,其中,骆马湖具有高风险;太湖、长江南京段RQ最大值超过1,表明个别区域具有高风险,值得进一步关注。综上,NP对本地水生生物的慢性毒性效应较为明显,应持续关注NP长期危害并采取相关措施保障生态系统安全。     

PFOS和PFOA的水生生物基准探讨及对中国部分水体生态风险的初步评估

全氟辛基磺酸盐(PFOS)和全氟辛酸盐(PFOA)是中国淡水环境中广泛存在的两种典型全氟类污染物,中国目前尚缺乏PFOS和PFOA的淡水水生生物基准值。收集PFOS和PFOA对中国本土水生生物的毒性数据,利用美国环境保护局推荐的物种敏感度排序法推算了这两种物质的水生生物基准,获得PFOS的急性和慢性基准阈值分别为32.9μg·L~(-1)和1.97μg·L~(-1),PFOA的急性和慢性基准阈值分别为46.1 mg·L~(-1)和5.46 mg·L~(-1),两者的基准阈值表现出数量级的差异。针对中国部分淡水水体中PFOS和PFOA的污染水平,采用商值法(RQ)评价了两种污染物的生态风险,结果表明,PFOS和PFOA尚未对中国淡水环境中水生生物产生风险,处于可以接受的程度。     

珠江水产品中滴滴涕和六六六残留特征及风险评价

以珠江河口水生食物链较顶端的鱼类和虾类作为研究对象,利用气相色谱(GC-ECD)法检测分析了有机氯农药滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)及其单体在这些水生动物体内的残留水平和特征,以期为珠江流域水生生物生态风险评价提供基础资料和科学依据。结果显示,鱼类肌肉中的DDTs含量(以湿质量计)范围为未检出(nd)～42.73μg.kg-1(平均值为7.61μg.kg-1),在虾类肌肉中的含量范围为nd～9.51μg.kg-1(平均值为1.97μg.kg-1);鱼类肌肉中的HCHs含量范围为nd～1.71μg.kg-1(平均值为0.62μg.kg-1),在虾类肌肉中的含量范围为nd～0.86μg.kg-1(平均值为0.56μg.kg-1)。鱼类肌肉中DDTs和HCHs的残留均值高于虾类,而鱼类和虾类体内DDTs的残留量均高于HCHs的残留量。HCHs、DDTs的单体分别以γ-HCH、p,p'-DDT的含量最高,而且近期都有新的污染源输入。所采集的水产品中DDTs、HCHs残留量尚低于我国的无公害水产品质量安全标准要求(GB18406.4),亦低于日本、欧盟等发达国家和地区相关的最大残留限量,因此,DDTs、HCHs通过膳食的暴露暂时不会对该地区的人体健康产生危害。     

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)对大型溞(Daphnia magna)的毒性效应

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)在水体及各种水生生物(鱼类、海洋哺乳动物以及水生无脊椎动物)中被广泛检出,但BDE-47对水生无脊椎动物毒性效应的研究还处于起步阶段。以大型溞(Daphnia magna)为受试生物,通过急性(48h)和慢性(21d)毒性暴露实验,考察了BDE-47对大型溞活动抑制率、心率、产仔情况和酶活性等指标的影响。结果显示,BDE-47对大型溞活动抑制率的48h-EC50为112.5μg.L-1;高浓度(>100μg.L-1)BDE-47显著诱导提高大型溞的心率。21d慢性暴露实验中,8μg.L-1处理组中大型溞全部死亡;其他各浓度处理组(0.5、1、2、4μg.L-1)中,母溞第1胎产仔时间延后,第1胎子代数量减少,总产仔数量大幅减少,这表明大型溞的繁殖能力受到抑制。BDE-47在一定程度上抑制了母溞胆碱酯酶(ChE)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性,大型溞体内的代谢机制没有被诱导,神经活性虽被抑制,但抑制率不高。BDE-47大幅诱导过氧化氢酶(CAT)的活性,并呈现一定的剂量效应关系,相对于ChE和GST,CAT对BDE-47暴露更为敏感,可作为BDE-47对大型溞慢性暴露毒性效应的潜在生物标志物。     

基于物种敏感性分布的保护海水水生生物的石油烃急性毒性基准研究

溢油污染对水生生物的危害以及分散剂使用对原油毒性的影响一直是溢油应急响应及危害评估时关注的焦点。本研究收集筛选了基于标准测试方法的90组急性毒性数据(LC50/EC50),其中37组毒性数据来自15种油品的水容纳组分(water accommodated fraction,WAF),53组来自11种化学分散剂与15种油品的分散液(chemically dispersed water accommodated fraction,CEWAF),应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)方法推导了基于水生生物保护的石油烃总量(total petroleum hydrocarbon,TPH)的急性毒性基准值,同时还分析了分散剂和不同暴露方式对原油毒性的影响。结果显示,以名义浓度(nominal concentrations)所表示的毒性结果可能高估分散剂对原油毒性的影响,基于CEWAF和WAF的LC50/EC50所推导的有害浓度(HC5s)差异较小,计算出的保护水生生物TPH急性毒性基准值为0.38 mg·L-1(TPH);鱼类对原油污染的响应明显敏感于甲壳类;同时证明了SSD方法在溢油毒性评估及风险阈值推导中具有可行性和合理性。     

5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻生长及叶绿素含量的影响

近年来,抗癌药的环境污染特征及其生态风险引起了广泛关注。为获取典型抗癌药5氟尿嘧啶的基础生态毒性数据,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和羊角月芽藻(Selenastrum capricornutum)为受试生物,考察了5氟尿嘧啶对2种绿藻的生长和叶绿素含量的影响。结果表明,5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻的生长具有抑制作用,随着暴露浓度升高,细胞生长抑制率增强。5氟尿嘧啶对2种绿藻的96 h半数抑制浓度(EC50)分别为450.36 mg·L~(-1)和692.30 mg·L~(-1),属于低毒性物质。暴露96 h后,低浓度5氟尿嘧啶(32 mg·L~(-1))对蛋白核小球藻和羊角月芽藻叶绿素含量有一定的促进作用,高浓度5氟尿嘧啶(32~500 mg·L~(-1))则抑制了2种绿藻的叶绿素含量,且两者具有明显的负相关关系。和叶绿素b相比,叶绿素a对5氟尿嘧啶胁迫更为敏感。     

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对马氏珠母贝(Pinctada martensi)血细胞免疫功能及氧化应激效应的影响

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)是一种持久性的有机污染物(POPs),具有潜在毒性、致癌性。选取马氏珠母贝(Pinctada martensi)为研究对象,研究DEHP对其血淋巴细胞免疫功能和脂质过氧化水平的影响。将成年马氏珠母贝暴露于不同浓度(0.5、2.0、8.0、16.0 mg·L-1)的DEHP中,暴露14 d后测定血细胞数目(THC)、吞噬能力(phagocytic activity)、细胞膜稳定性(cell membrane stability)、脂质过氧化程度(LPO)和总谷胱甘肽含量(T-GSH)的变化。结果显示,血细胞数目随DEHP浓度的升高而降低,呈明显的剂量-效应关系,最低可见效应浓度(LOEC)0.5 mg·L-1。细胞膜稳定性和吞噬活力均随DEHP浓度的升高,呈现先升高后降低的变化趋势,其LOEC值分别小于2和8 mg·L-1。细胞中丙二醛(MDA)含量随染毒浓度增加逐渐升高,在8 mg·L-1浓度组达到最高值,之后降低,与之相应的脂质过氧化水平也呈现先升高后降低的变化趋势,LOEC2 mg·L-1。8mg·L-1浓度组的总谷胱甘肽含量与对照组相比存在显著差异性(p0.05),LOEC8 mg·L-1。研究结果表明:DEHP染毒14 d对马氏珠母贝血淋巴细胞免疫功能有明显的影响,同时还会诱导机体产生氧化应激效应,在所测试的指标中,血细胞计数对DEHP的胁迫最敏感(LOEC0.5 mg·L-1),细胞膜稳定性和脂质过氧化水平的敏感性次之(LOEC2 mg·L-1)。     

纳米TiO2与重金属Cd对铜绿微囊藻生物效应的影响

为了更全面地评价纳米TiO2的生物效应,尤其是纳米TiO2与其他环境污染物的联合作用,以铜绿微囊藻为受试生物,探讨了不同浓度的纳米TiO2,以及纳米TiO2与Cd联合作用对藻生长的影响。根据叶绿素a及藻胆蛋白的含量变化,低浓度的纳米TiO2溶液(0～50mg.L-1)可以促进藻的生长,当纳米TiO2的浓度大于50mg·L-1时,藻细胞的生长有所抑制,生长减慢,并呈剂量-效应关系;当纳米TiO2与Cd离子同时存在时,由于纳米TiO2对Cd离子的吸附作用,水中游离态Cd离子浓度降低,Cd离子对藻的毒性明显降低。因此,纳米TiO2的生态毒性和环境效应不容忽视,同时,应重视纳米材料及与其他环境污染物质共同作用后的生物效应。     

华东地区鳜肌肉重金属含量现状与风险分析

为了解我国华东地区鳜肌肉重金属含量现状,采集华东地区(江西南昌,安徽池州、滁州,江苏南京、扬州,浙江建德等)10个采样点野生鳜和池塘主养、池塘套养鳜样本共60份,采用原子荧光光谱分析法(AFS)、石墨炉原子吸收法(GFAAS)测定鳜背部肌肉中铬(Cr)、镉(Cd)、无机砷(As)、汞(Hg)和铅(Pb)等5种重金属的含量,评估其食用安全性与健康风险。结果表明,肌肉中Cd、Cr、Pb、As和Hg的总检出率为98.67%,总超标率为11.67%;其中,Pb、Cd和As超标样,分别占总样本量的28.33%、15%和15%,超标浓度为(0.612±0.111)、(0.181±0.031)和(0.474±0.035) mg·kg~(-1),71.43%的超标样分布于野生鳜群体;Cr、Hg的检出含量均低于我国鱼类水产品重金属的最高限量标准(GB 2762—2017)。3种养殖方式的鳜肌肉中重金属含量分布具有相似的规律(Pb>As>Cr=Cd>Hg),野生鳜肌肉中重金属含量高于人工养殖鳜,池塘主养鳜与池塘套养鳜之间无明显差异。食用安全性评价结果显示,目前,华东地区鳜达到国家标准的限量要求,仅Pb、As含量稍高,分别占周可耐受摄入量(PTWI)的14.42%和21.54%。健康风险评价结果显示,所有鳜样均未超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受水平(5×10~(-5)a~(-1))。野生鳜食用安全性低于人工养殖鳜,健康风险高于人工养殖鳜。上述研究结果为鳜水产品安全性评价与健康养殖提供了基础数据。     

黑斑蛙与非洲爪蟾蝌蚪急性毒性试验方法敏感性的比较

两栖动物蝌蚪急性毒性试验是评价化学品急性毒性的一种方法。以毒死蜱、乙草胺、重铬酸钾和全氟辛烷磺酸盐(PFOS)为测试物,比较了我国本土黑斑蛙(Rana nigromaculata)与国际通用种非洲爪蟾(Xenopus laevis)在蝌蚪急性毒性试验中的敏感性。结果发现：2类蝌蚪分别进行的11次试验中,空白对照组黑斑蛙蝌蚪死亡率(0.9%)远低于非洲爪蟾蝌蚪的死亡率(5.8%);重铬酸钾和PFOS对黑斑蛙蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为34.0 mg·L^-1和81.0 mg·L^-1,而对非洲爪蟾蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为51.6 mg·L^-1和92.1 mg·L^-1,显示黑斑蛙蝌蚪对这2种化学品的敏感性略高于非洲爪蟾蝌蚪;毒死蜱和乙草胺对黑斑蛙蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为0.41 mg·L^-1和4.1 mg·L^-1,而对非洲爪蟾蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为0.12 mg·L^-1和3.1 mg·L^-1,显示黑斑蛙蝌蚪对这2种化学品的敏感性略低于非洲爪蟾。鉴于2类蝌蚪对化学品的敏感性存在差异,且黑斑蛙蝌蚪的自然死亡率低,材料更易获得,笔者认为黑斑蛙蝌蚪比非洲爪蟾更适合作为蝌蚪急性毒性试验的材料,用于我国化学品环境管理中的毒性评价。