太湖背角无齿蚌组织中8-羟基脱氧鸟苷的含量及在水体污染评价中的初步应用

对2003--2008年闯采集自太湖不同水域的9个背角无齿蚌（Anodontawoodiana）样品组织中的DNA损伤产物-8-羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2-deoxyguanosine,8-OHdG）的水平进行了分析,同时研究了蚌体组织中重金属cd2＋和有机污染物PCBs的蓄积残留量,以探明水体污染和DNA损伤的相关性。研究结果显示,9个样本中的8-OHdG的含量在1．021-8．886ng．g-1之间,尤其以无锡三山岛和宜兴大浦这2个水域的样本最为突出,差异显著,表明上述水域已受到较严重的污染。PCBs在9个样本中有7个检出,但含量无明显差异（P〉0．05）,表明PCBs并非引起背角无齿蚌体内DNA损伤的主要污染因素。而背角无齿蚌组织中的cd2＋残留量与8-OHdG水平间存在显著的剂量一效应关系,呈正相关。这一结果与实验室内的模拟试验相吻合,提示重金属cd2＋是引起水体中背角无齿蚌DNA受损的主要污染因素。研究显示,背角无齿蚌机体组织中的8-OHdG具有稳定性强、测定方法简单快速、在一定的范围内具有显著的剂量—效应关系、实验室与野外分析相吻合等特点,因此可作为分子生物标志物来评价生物体受水环境持久性污染物污染而导致的DNA损伤效应。     

背角无齿蚌不同组织的基因组DNA甲基化分析

用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)对背角无齿蚌(Anodonta woodiana)腮、唇瓣、闭壳肌、外套膜和斧足五个组织基因组DNACCGG区域的甲基化水平进行了分析.结果表明,背角无齿蚌腮基因组DNA甲基化比例为47.9%,唇瓣甲基化比例为35.5%,闭壳肌甲基化比例为50%,外套膜甲基化比例为46.3%,斧足甲基化比例为56%;基因组中CCGG区域存在甲基化现象.不同组合甲基化比例不同说明该区域甲基化可能参与到基因的调控中.通过比较不同地点的采集的背角无齿蚌,发现污染严重地区(太湖三山岛水域)采集到的样品和非污染地区(南泉养殖水域)采集的蚌样甲基化区域略有变化.其中的相关性有待进一步的研究.     

野生及养殖背角无齿蚌中元素的生物积累特征

作为建立渔业生态环境“淡水贝类观察”体系的基础研究之一,以宜兴养殖水域（N=7）和太湖三山岛自然水域（N=7）采集的背角无齿蚌（Anodonta woodiana）为对象,运用电感耦合等离子质谱仪测定了背角无齿蚌软组织中元素Na、K、Ca、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Se、Cu、Cr、Cd的质量分数范围,并对各种元素积累水平的差异进行比较研究。结果表明,两水域中背角无齿蚌对元素的积累高低顺序具有相似的趋势。其中Ca质量分数最高,Co、Cr的质量分数最低,其它元素界于其间。养殖蚌样中的常量元素Na、K、Ca、Mg和微量元素Mn、Co的积累质量分数高于或接近自然水域蚌样中的相应元素,但后者中的重金属元素Cr、Cu、Cd、Ni质量分数显著地高于前者。养殖水域蚌样中的Mg-K、Mg-Ca、Mg-Ni、Mg-Mn、K-Ca、K—Co、K．Mn、Ca—Co、Ca—Ni、Ca．Mn、Ni—Mn、Cr-Co、Cu-Cd以及自然水域蚌样中的Mg—K、Ca-Cr、Ca—Mn、Ca-Ni、Ca-Cd、Cr—Mn、Cr-Ni、Cr-Cd质量分数之间呈现显著的相关性。     

背角无齿蚌钙调蛋白基因的克隆及Ca2+和Cd2+对其表达的影响

钙调蛋白(CaM)是Ca2+结合蛋白,参与程序性细胞死亡、自噬、肌肉收缩、炎症和免疫应答等多种生物学过程.为探讨Ca2+和Cd2+对背角无齿蚌(Anodonta woodiana)的生理效应,克隆出AwCaM1全基因序列,分析Ca2+和Cd2+对AwCaM1表达的影响.结果显示,背角无齿蚌AwCAM1 cDNA全长由692个碱基组成,包含一个516 bp开放阅读框编码的172个氨基酸的多肽链,AwCaM1氨基酸序列包含有4个Ca2+结合EF-手形结构域.Ca2+处理后,肝胰脏中AwCaM1表达水平在0.01、0.02、0.04和0.08 mg·L-1处理组呈时间和剂量依赖性方式上调;Cd2+处理后,肝胰脏中AwCaM1表达水平在8 mg·L-1和16 mg·L-1处理组增加了65.04％(P<0.01)以上.与对照组相比,Ca2+处理后鳃中AwCaM1表达水平增加了79.41％(P<0.01)以上,Cd2+处理后AwCaM1表达水平增加了88.23％(P<0.01)以上.与对照组相比,外套膜中AwCaM1表达水平在0.16 mg·L-1的Ca2+处理组增加了1.69倍以上(P<0.01),AwCaM1表达水平在8 mg·L-1和16 mg·L-1的Cd2+处理组增加了1.65倍(P<0.01)以上.以上结果表明,Ca2+和Cd2+处理对背角无齿蚌AwCaM1表达水平具有显著的诱导作用,其原因与钙的吸收和胁迫效应有关.     

北部湾潮间带沉积物中重金属和多氯联苯的分布特征及生态风险评价

选择北部湾9个典型采样点,研究了潮间带沉积物中重金属和多氯联苯(PCBs)的分布特征和生态风险.分析结果表明,Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等重金属和总PCBs的平均含量分别为0.100、10.00、19.89、45.97、208.65、0.098、17.86 mg.kg-1和1.48!g.kg-1.重金属和PCBs表现出不同的空间变化规律.相关性分析表明,北部湾潮间带的重金属主要来自人为污染;沉积物的粒度参数和有机质含量等性质特征是影响PCBs分布和迁移的重要因素;重金属和PCBs总量之间不存在明显的相关性.生态风险评价结果表明,PCBs和Cd是北部湾潮间带最主要的生态风险因子,Zn和PCBs是优势污染物;研究区域总体处于中等生态风险等级,表明沿岸港口和临海工业等人为活动已经对北部湾滨海地区造成了一定的环境压力.     

溶解性有机碳影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性研究

为了探究溶解性有机碳(DOC)影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性,以0.1‰盐浓度的去离子水为实验用水,设定梯度为0、10、23、45、90和180μg·L-1的Cu浓度,再分别添加0.3、0.8、1.5、3.0和6.0 mg C·L-1DOC形成实验溶液,开展了96 h铜暴露下背角无齿蚌1~2 d稚蚌的急性毒性实验。对应于各DOC浓度组的96 h-Cu-EC50值分别为19(95%置信区间:13~27,下同),23(17~31),17(12~23),13(8~19)和10(5~14)μg·L-1;DOC浓度与稚蚌的96 h-Cu-EC50值的变化呈负相关关系(R=-0.968,P=0.007)。本研究的结果显示,背角无齿蚌稚蚌对环境中Cu浓度的变化十分敏感,96 h-Cu-EC50值与国家渔业水质标准(GB11607—89)Cu的限量值十分接近,适于预警水环境中Cu的污染水平;但仅调整DOC浓度这一个水化学指标对降低铜毒性、减少稚蚌的死亡等方面效果并不明显。     

五氯苯酚对淡水双壳类背角无齿蚌 ρ 型谷胱甘肽S-转移酶表达的影响

谷胱甘肽S-转移酶(GST)在机体抗击氧化应激中发挥重要作用。前期研究表明,五氯苯酚(PCP)处理对背角无齿蚌(Anodonta woodiana)具有显著的氧化应激和急性毒性效应。为了探讨PCP慢性毒性效应,本研究将背角无齿蚌随机分为对照组和PCP处理组,PCP处理组和对照组分别用13.9 mg·L~(-1)和相同体积二甲亚砜处理;同时,克隆出ρ型谷胱甘肽S-转移酶并命名为ρ-GST,分析PCP对ρ-GST表达的影响。ρ-GST全长c DNA包含一个57 bp的5’端非编码区,291 bp的3’端非编码区和678 bp的开放阅读框。ρ-GST在背角无齿蚌斧足、外套膜、闭壳肌、心脏、肝胰腺、血淋巴和鳃中广泛表达。与对照组相比,PCP处理后肝胰腺ρ-GST mRNA在第1天、第3天和第15天分别增加18.18%、82.88%(P<0.05)和2.43倍(P<0.01); PCP处理后鳃中ρ-GST mRNA水平增加1.44倍以上(P<0.05); PCP处理后血淋巴中ρ-GST mRNA水平显著上调。背角无齿蚌ρ-GST表达水平上调有助于对抗PCP处理所产生的应激效应,提高动物环境耐受能力。     

煤矸石污染水域和天然水域Cd元素在鲫鱼组织中的沉积规律

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物,其中含有大量的重金属元素Cd,煤矸石的无序排放不仅对环境造成了污染,而且也对人体健康和食品安全构成了严重的威胁。研究商丘永城采煤塌陷区煤矸石污染水域Cd在鱼体中的沉积规律,可为进一步研究Cd污染对鱼类的危害和对煤矸石污染水域鱼肉食品安全的评估奠定基础。本试验采用火焰原子吸收法测定了煤矸石污染水域和天然无污染水域鲫鱼各个组织中Cd的含量。结果表明,(1)塌陷区煤矸石污染水域鲫鱼(Carassius auratus)的鳃、心脏、肌肉中Cd含量分别为1.063 0±0.278 4、8.638 9±3.230 1、1.146 1±0.204 6μg·g-1均高于无污染天然水域鲫鱼相应组织的含量,其中鳃、肌肉中Cd含量显著高于对照组(P0.05)。(2)天然水域中,Cd在鲫鱼体内的含量规律为:肝脏心脏肌肉鳃,但是各组织间的含量差异不显著;而煤矸石污染水域中,Cd在鲫鱼体内沉积规律是:心脏肌肉肝脏鳃,心脏中的含量远远高于其他组织。(3)一个成人每周可安全食用这两个水域的鱼肉量分别为823、365 g;若超过此含量,将存在着潜在健康威胁。结论:煤矿石污染水域鳃、肌肉组织中Cd含量远远高于天然水域,Cd更易沉积在鲫鱼的心脏组织中,每周食用煤矸石污染水域鱼肉365 g以上就存在着健康威胁。     

硫化钠对土壤汞、镉、铅的植物可利用性的调控

针对重庆市蔬菜重金属污染现状,通过盆栽试验,研究了硫化钠对污染土壤中Hg、Cd、Pb活性的影响及它们在植物体内的积累效应,筛选出控制叶菜类蔬菜中汞、镉、铅等重金属污染物进入蔬菜的经济有效、易于实施的化学添加剂用量,为蔬菜基地土壤重金属污染控制提供可靠的技术措施。分析结果表明,硫化钠能减少土壤中Hg、Cd的残留量,增加Hg、Cd的植物可利用性;降低土壤Pb的活性,减少Pb的植物可利用性。当硫化钠施用量为0.00351 thm-2时,植物体Pb质量分数下降了23.8%,同时使植物的生物量增加。     

背角无齿蚌AwPrx4A基因克隆及在PFOS和PFOA胁迫下的表达分析

硫氧化蛋白过氧化物酶(Prx)可以将过氧化氢、有机过氧化物和过氧化合物分别转化为水、乙醇和亚硝酸盐,是机体一种重要的抗氧化蛋白。为了探讨全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)对背角无齿蚌的胁迫效应,背角无齿蚌随机分为对照组、PFOS处理组和PFOA处理组;同时克隆出AwPrx4A全基因序列,分析PFOS和PFOA对AwPrx4A表达的影响。背角无齿蚌AwPrx4A cDNA全长由958个核苷酸组成,包含1个120 bp的5’非编码区,1个412 bp的3’非编码区和1个426 bp的开放阅读框,开放阅读框为由142个氨基酸组成的多肽链。PFOS和PFOA对背角无齿蚌的LC50分别为28.388和192.083 mg·L~(-1)。与对照组相比,浓度6.25、12.5、25、50和100 mg·L~(-1)的PFOS处理后,实验观察过程中肝胰腺中AwPrx4A mRNA水平分别增加了18.75%、2.85倍(P 0.05)、5.08倍(P 0.01)、5.52倍(P 0.01)和6.77倍(P 0.01)以上。与对照组相比,浓度50、100、200、400和800 mg·L~(-1)的PFOA处理后,实验观察过程中肝胰腺AwPrx4A mRNA水平分别增加了20.83%、2.21倍(P 0.01)、2.25倍(P 0.01)、3.19倍(P 0.01)和5.64倍(P 0.01)以上。与对照组相比,PFOS和PFOA处理后鳃中AwPrx4A mRNA水平分别增加了61.61%(P 0.05)和59.59%(P 0.05)以上。与对照组相比,PFOS和PFOA处理后血淋巴中AwPrx4A mRNA水平分别增加了47.42%和20.61%以上。结果表明,PFOS和PFOA处理对背角无齿蚌AwPrx4A表达具有明显的诱导作用,其原因与对抗PFOS和PFOA的胁迫效应有关。     

太湖流域水源地多氯联苯分布特征与污染水平

为系统了解太湖流域主要水源地多氯联苯(PCBs)的污染现状,于2012年3月和6月分别采集水相、悬浮颗粒物和沉积物样品,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对PCBs的浓度进行了分析。结果表明,3月水相、悬浮颗粒物和沉积物中均未检测出PCBs类物质。6月水相中PCBs质量浓度在ND~1.04 ng·L~(-1)之间,平均值为0.57 ng·L~(-1),悬浮颗粒物和沉积物中PCBs质量浓度分别在0.96~2.72 ng·g-1和0.47~1.29 ng·g-1之间。Aroclor 1016和Aroclor 1260在3种介质中均有检出,且Aroclor1016浓度均为最高。与国内外研究相比较,太湖流域主要水源地PCBs污染水平较低。水相中PCBs浓度水平低于我国地表水环境质量标准;悬浮颗粒物和沉积物中PCBs浓度水平均低于加拿大保护水生环境沉积物化学品风险评价标准的LEL值,说明各样点PCBs对底栖动物无毒性影响。     

太湖入湖河流中精神活性物质污染特征与生态风险

精神活性物质是一类摄入人体后对中枢神经系统具有强烈兴奋或抑制作用的新型污染物,其在水环境中的存在可能对水生生物、水生态系统甚至人体健康产生潜在的危害。为评价太湖中精神活性物质的污染水平和生态风险,利用超高效液相色谱-质谱联用法检测了太湖19条入湖河流中13种典型精神活性物质的质量浓度和空间分布规律。结果表明,在太湖19条入湖河流中除苯甲酰牙子碱(BE)和去甲氯胺酮(NK)外,其余11种目标物均有检出,质量浓度范围为n.d.～43.2 ng·L~(-1)。其中麻黄碱(EPH)的检出率和中间浓度最高,分别为100%和11.0 ng·L~(-1);其次为甲基苯丙胺(METH),检出频率为58%,浓度中值为1.0 ng·L~(-1);苯丙胺(AMP)在东部湖区均未检出。大部分精神活性物质浓度水平较高的河流分布在竺山湾和西太湖,而海洛因(HR)的高值区主要在南太湖。运用风险熵方法对其进行风险评估,结果显示,太湖流域地表水中检出的13种精神活性物质的风险熵值均<0.1,生态风险较低,但其对水生生态系统的长期和综合风险值得关注。     

太湖水体中5种有机磷农药混合物生态风险评价

有机磷农药是一类广泛分布于我国水环境中的污染物,即使在水体中的污染水平处于规定“安全标准”之下,其联合暴露产生的风险仍有可能威胁水生生态安全。采用基于浓度加和模型与生物敏感度分布曲线的混合物风险商法,评价了太湖水体中敌敌畏、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和乐果5种有机磷农药混合物产生的生态风险。结果表明：2003～2004年期间3个不同时期太湖水体中5种有机磷农药的混合物生态风险商(RQ_m )均大于1,有机磷农药混合物在2003～2004年期间对太湖水生生物构成了一定威胁。     

Human health ambient water quality criteria for 13 heavy metals and health risk assessment in Taihu Lake

• The concentrations of 13 heavy metals in Taihu Lake were analyzed. • Aquatic vegetables intake was first included in deriving human health AWQC. • The human health AWQC for 13 heavy metals in Taihu Lake were derived. • Human health risk assessment for 13 heavy metals were conducted in Taihu Lake. Heavy metals are widely concerning because of their toxicity, persistence, non-degradation and bioaccumulation ability. Human health ambient water quality criteria (AWQC) are specific levels of chemicals that can occur in water without harming human health. At present, most countries do not consider the effects of aquatic vegetables in deriving human health AWQC. Therefore, the intake of aquatic vegetables (Brasenia schreberi) was added to the derivation of human health AWQC and a health risk assessment for 13 heavy metals in Taihu Lake. The human health AWQC (consumption of water, fish and aquatic vegetables) values of 13 heavy metals ranged from 0.04 (Cd) to 710.87 μg/L (Sn), and the intake of B. schreberi had a very significant effect on the human health AWQC for Cu, with a more than 62-fold difference. The hazard quotients of As (2.8), Cd (1.6), Cr (1.4) and Cu (4.86) were higher than the safe level (HQ= 1), indicating that As, Cd, Cr and Cu in Taihu Lake posed a significant health risk. Sensitivity analysis showed that the contribution rate of B. schreberi intake to the human health risk from Cu was 91.6%, and all results indicated that the risk of Cu in B. schreberi to human health should be of particular concern. This study adds the consideration of aquatic vegetable consumption to the traditional method of human health AWQC derivation and risk assessments for the first time, and this approach can promote the development of risk assessments and water quality criteria.     

Investigation of metallothionein level,reduced GSH level,MDA level,and metal content in two different tissues of freshwater mussels from Atatürk Dam Lake coast,Turkey

Atatürk Dam Lake is one of the important freshwater ecosystems in the world in terms of the size of the surface area and the biodiversity. The objective of this study was to determine the effects of metal pollution in the Atatürk Dam Lake on some biochemical markers in the gills and digestive glands of mussels (Unio mancus). Mussel samples were collected in July-2018 from four stations. The metal residues (Cd, Cu, Pb, Zn, and Ni) in the tissues were determined by ICP-MS. The MT, reduced GSH, and MDA levels were analysed using the proposed spectrophotometric methods. According to the results, toxic metals such as Cd and Pb in both tissues were determined mostly in mussels collected from St1. The highest MT and MDA levels in the gills were determined in St3 and St2 respectively, while the highest MT and MDA levels in the digestive glands were determined in St1. Although there was no significant difference in the reduced GSH level in the gills among the stations, the highest reduced GSH level in the digestive glands was determined in St4. These results indicated that mussels are appropriate sentinel organisms for metal contamination with effects on oxidative stress and metal exposure biomarkers.     

铈对酸雨和镉双重胁迫下小麦生理指标的影响

以小麦永良4号(Triticum aestivum)为材料,通过营养液水培实验,研究了在酸雨和镉的双重胁迫下,铈对小麦幼苗叶片内丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、硝酸还原酶(NR)活性的影响.实验结果显示:pH2.0+10 mg·L~(-1) Cd~(2+)、pH2.0+50 mg·L~(-1) Cd~(2+)、pH2.0+200 mg·L~(-1) Cd~(2+)三种处理都可明显增加MDA含量,提高SOD活性,降低NR活性,双重胁迫的抑制作用明显,且随着Cd~(2+)的质量浓度增加,抑制程度加重;叶面喷施40 mg·L~(-1)的铈预处理后,MIDA含量下降,SOD活性降低,NR活性上升,显示叶面喷施适当质量浓度铈可以有效降低小麦体内氧自由基含量,减轻膜系统的损伤,提高小麦对氮肥的利用能力,缓解镉和酸雨双重胁迫对小麦幼苗生长与代谢的损伤.数据还显示:适当铈对三个测定指标的修复作用不同,表现为SOD>MDA>NR.