砷和二氯乙酰胺联合暴露下斑马鱼脏器富集及毒性的性别二态性研究

砷（As）是全球性毒害污染物,可与消毒副产物共存于水环境中,但目前缺乏两者对水生生物的系统联合毒性效应评估数据.本研究选用毒性较强的含氮消毒副产物—二氯乙酰胺（DCAcAm）为代表,研究其与无机三价As在不同性别成年斑马鱼肝脏、肠道、脑和鳃等器官中的联合毒性效应.结果表明,100 μg·L^-1 As和300 μg·L^-1 DCAcAm单一和联合暴露主要累积于肝脏,并在肝脏诱导最强的氧化损伤及炎症反应.As单一暴露对雌性斑马鱼表现出更强毒性,而DCAcAm单一暴露则在雄性斑马鱼中诱导更强毒性,两者的联合毒性效应在两种性别斑马鱼肝脏中均减弱.在雄性斑马鱼肠道、脑和鳃中,As和DCAcAm的毒性效应相互独立;而在雌性斑马鱼脑和鳃中联合毒性减弱,肠道中联合毒性增强.本研究结果可为As和DCAcAm联合毒性评估及健康风险评价提供数据支撑,对DCAcAm暴露的性别二态性响应的首次表征,可为DBPs类污染毒性效应评估提供另一维度的参考数据.     

四环素和砷对斑马鱼的联合毒性及机制

选取斑马鱼为模式生物,研究TET（四环素）和As（砷）对斑马鱼的联合毒性.结果表明,50μg/L TET和100μg/L As的联合暴露显著增加斑马鱼体内氧化应激（GPx）、炎症因子（TNF-α）和凋亡因子（C-jun）相关基因表达,造成肠道和肝脏组织更严重的损伤.50μg/L TET和100μg/L As联合暴露呈现的协同毒性效应与P-gp基因被抑制介导的As在肠道和肝脏蓄积量[（704.15±24.50） ng/g和（458.35±24.25ng/g）]显著增加有关.此外,发现肠道的通透性及微生物群落结构的变化对TET和As协同毒性无明显影响.     

二氯苯醌对斑马鱼胚胎发育及超氧化物歧化酶的影响

2,6-二氯-1,4-苯醌（2,6-dichloro-1,4-benzoquinone,2,6-DCBQ）作为一种新型消毒副产物,因其高检出率及高含量的特点而备受人们关注.本研究以斑马鱼胚胎为实验材料探究了2,6-DCBQ的发育毒性.结果发现：斑马鱼胚胎在8~24 hpf（器官发育形成时期）对2,6-DCBQ暴露最为敏感,死亡率最高;2,6-DCBQ安全浓度为27.15 μg·L^-1,属于极度危险外源化学物.在本实验中,2,6-DCBQ对斑马鱼的生长没有显著影响,但高浓度（100和150 μg·L^-1）2,6-DCBQ会显著增加斑马鱼胚胎及仔鱼的畸形率.在实验过程中还发现,高浓度（≥ 80 μg·L^-1）2,6-DCBQ会明显抑制斑马鱼胚胎的心率.此外,≥ 30 μg·L^-1 2,6-DCBQ可提高超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）的活性,并影响Cu/ZnSOD和MnSOD的正常转录.本研究较全面地探究了2,6-DCBQ对斑马鱼早期发育阶段的发育毒性,可为2,6-DCBQ的毒性研究提供可靠证据.     

2,4-二叔丁基苯酚对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性

2,4-二叔丁基苯酚（2,4-di-tert-butylphenol,2,4-DTBP）作为一种合成酚类抗氧化剂（Synthetic Phenolic Antioxidants,SPAs）被广泛应用于塑料、橡胶、食品等工业产品中,近年来在水体、空气、生物体中被不同程度检出.然而目前有关2,4-DTBP的毒理学研究十分有限,尤其是对鱼类早期发育阶段的神经毒性效应尚未可知.因此,本文以斑马鱼为研究对象,在涵盖环境相关浓度水平上（0.01、0.1和1 μmol·L^-1,即2.06、20.6和206 μg·L^-1）,从运动活性、焦虑行为及多巴胺和5-羟色胺神经信号通路的基因转录水平探讨2,4-DTBP对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性效应及其作用机制.结果发现,0.01和0.1 μmol·L^-1 2,4-DTBP暴露引起仔鱼在暗周期过度活跃,1 μmol·L^-1 2,4-DTBP暴露引起仔鱼在光周期异常平静及焦虑行为,斑马鱼的行为异常可能与5ht1ab 和drd1的过度表达有关.研究表明,2,4-DTBP可能对斑马鱼早期发育阶段具有神经毒性,且不同剂量下的作用机制不同.     

太湖TCIPP和TCEP的人体健康水质基准及风险评估

有机磷酸酯作为溴代阻燃剂的替代物,在各种环境介质及生物体中不断被检出,因其可能具有生殖毒性、内分泌干扰效应和致癌性等效应,受到人们的广泛关注.本文以太湖流域为研究对象,选择两种典型有机磷酸酯磷酸三（2-氯异丙基）酯（TCIPP）和磷酸三（2-氯乙基）酯（TCEP）,开展人体健康水质基准研究.基于太湖流域的人群暴露参数和生物累积系数,推导出太湖流域TCIPP和TCEP的非致癌效应人体健康水质基准值分别55.62 μg·L^-1和35.43 μg·L^-1,TCEP的致癌效应人体健康水质基准值为1.266 μg·L^-1.健康风险评估结果表明,太湖水体中TCIPP和TCEP的非致癌健康风险均处于可接受水平,但TCEP存在致癌健康风险,值得关注.本研究可为我国有机磷酸酯的环境风险管理及相关水质标准修订工作提供技术支持.     

我国硒淡水水生生物水质基准值推导

水体中硒含量过高会导致水生生态系统退化,而中国现有的地表水环境质量标准对硒的标准值设定并不是基于我国水生生物相关毒理学研究得出的,难以因地制宜地保护我国水生生物.为保护我国水生生物,本研究利用物种敏感度分布法,推导出基于最大无效应浓度（NOEC）、最低有效应浓度（LOEC）的慢性硒（无机）淡水水质一级基准值和基于半数致死效应浓度（LC₅₀）、半数最大效应浓度（EC₅₀）、半数抑制浓度（IC₅₀）的急性硒（无机）淡水水质二级基准值分别为0.58 μg·L^-1、0.52 mg·L^-1,发现我国现有的水质标准可能会对我国水生生物造成欠保护.进一步推导出为保护我国鱼类的硒（无机）淡水水质一级、二级基准值分别为0.21 μg·L^-1、1.60 mg·L^-1,以及硒淡水鱼类饲料有机硒和无机硒含量一级基准值分别为97 μg·kg^-1和98 μg·kg^-1.本研究基于硒对水生生物的急性和慢性毒性效应,推导出硒的系列基准值,为保护我国淡水水生生物安全的标准制定提供数据支撑和科学依据.     

罗红霉素对大型溞生殖生长及抗氧化系统的影响

罗红霉素（ROX）在水环境中广泛赋存,并产生一定的生态毒理效应.为了进一步认知ROX对水生生物的负面影响,以大型溞为模式生物研究了ROX在生殖、生长及抗氧化系统方面的急慢性毒理效应.结果发现ROX对大型溞的急性毒性等级为Ⅲ级（48h-LC₅₀为60.26 mg·L^-1,96h-LC₅₀为39.81 mg·L^-1）.0.5 μg·L^-1和50 μg·L^-1的ROX均显著增加了大型溞的产卵胎次,提高了大型溞的产卵总量和每胎产卵量.暴露初期ROX改变了大型溞的性成熟时间,大型溞通过调节产卵胎数和单胎产卵数量,弥补ROX造成的环境胁迫,50 μg·L^-1 ROX显著提升了大型溞的内禀增长率.ROX暴露组中大型溞均出现了体长变短、心率失调和游泳活性抑制现象.50 μg·L^-1 ROX对POD（过氧化物酶）、CAT（过氧化氢酶）和GSH-Px（谷胱甘肽）的抑制率接近50%,对MDA（丙二醛）的诱导甚至超过100%,造成机体内活性氧蓄积,损伤细胞膜.大型溞通过上调per06表达,增强体内免疫应答,但gst和gst-theta表达受到抑制下调,解毒作用减弱,ROX抑制了大型溞jhe、ecra、ecrb、rxr、vg1、vg2和vit-2基因表达,致使保幼激素和甲状腺激素分泌紊乱和卵黄蛋白合成受阻,影响其生长发育和种群稳定.本结果为水环境中ROX对水生生物的生殖和生长及在蛋白水平和基因水平的响应提供了借鉴.     

微塑料对斑马鱼胚胎孵化影响及其在幼鱼肠道中的积累

微塑料在环境中的广泛存在引起了研究者对其潜在的生物影响的关注.为评价微塑料对水生生物的影响,本文以模式生物斑马鱼胚胎及其幼鱼为研究对象,探究了两种粒径不同的微塑料：粒径0.5 μm的红色荧光标记聚苯乙烯微塑料（0.5RF-PM）和粒径10 μm的绿色荧光标记聚苯乙烯微塑料（10GF-PM）对斑马鱼胚胎发育的影响及其在出生后5 d的斑马鱼幼鱼肠道中的积累.结果表明,10GF-PM对出生后3 d胚胎孵化没有影响,0.5RF-PM在500 mg·L^-1时对胚胎孵化抑制率达37%;10GF-PM溶液浓度为10、100、200和500 mg·L^-1时,出生后5 d幼鱼平均存活率分别为80%、54%、44%和41%;对应浓度0.5RF-PM暴露溶液中,幼鱼平均存活率分别为62%、37%、25%和12%.暴露在10、100和500 mg·L^-1的10GF-PM溶液中0.5 h,幼鱼肠胃道中微塑料荧光值分别是0.06、0.53和1.84,对应浓度0.5RF-PM暴露溶液中,荧光值分别是0.63、2.32和3.45.将暴露的幼鱼转移至清水中,1 h内可观察到微塑料通过肠道排出体外,持续放置24 h后,对应GF-PM暴露幼鱼肠道内微塑料荧光值分别是0.03、0.08和0.56,对应RF-PM暴露幼鱼肠道内微塑料荧光值分别是0.06、0.41和1.56.微塑料对斑马鱼的影响与浓度和粒径有关：浓度越高,胚胎孵化率和幼鱼成活率越低;粒径越小,越容易在肠胃道内积累.     

海洋真核微藻Ostreococcus tauri对砷的解毒机制研究

实验选取模式藻种——海洋真核微藻Ostreococcus tauri为材料,以毒性较强的三价砷(As(Ⅲ))为代表,采用液态纯培养法研究海洋微藻对As(Ⅲ)的解毒机制.结果表明,As(Ⅲ)的氧化是O.tauri体内主要的砷解毒机制.暴露于含30 μmol·L^-1和1.67 μmol·L^-1 As(Ⅲ)的培养基时,该微藻分别在培养的60 h和72 h内将培养基中90%以上的As(Ⅲ)氧化为毒性较低的五价砷(As(V)).随着培养时间的增加,培养6 d后在添加30 μmol·L^-1 As(Ⅲ)的培养基和藻体内均检测到二甲基砷(DMAs(V)),表明该海洋微藻同时具有砷甲基化功能.在O.tauri体内砷甲基化可作为另一种解毒机制,满足其对较高浓度砷的解毒需要.对O. tauri的气态砷挥发能力研究表明,该海洋微藻具有砷挥发功能,可通过将砷挥发出体外进行解毒.20、40、80 μmol·L^-1 As(Ⅲ)培养4周后,O.tauri可分别产生气态砷16.7、4.0和1.3 ng.O. tauri通过对砷的氧化来降低细胞周围环境的砷毒性,通过砷甲基化及挥发降低细胞体内的砷毒性.     

黄渤海气溶胶中砷的分布特征和季节变化

于2017~2018年冬、春和夏季,在黄渤海海域走航采样,采集总悬浮颗粒物（TSP）样品,分析总砷（As）、As （Ⅴ）、As （Ⅲ）以及水溶性离子,讨论了As在黄渤海气溶胶中浓度、空间分布以及季节变化,估算了As的干沉降通量.气溶胶中As含量冬季（6.6 ng·m^-3） > 夏季（5.5 ng·m^-3） > 春季（4.4 ng·m^-3）,渤海和北黄海远大于南黄海.冬、夏季As（Ⅲ）/As（Ⅴ）比值分别为0.41和0.21.冬、春和夏季As/TSP平均值分别为95.4、83.9和81.4 μg·g^-1,冬季明显高于春季和夏季.冬季在冬季风主导下,携带了环渤海地区排放的污染物导致砷含量最高,夏季受东南季风携带的东部沿海地区污染物的影响也较大,而春季受西伯利亚陆地气团和东南远海海洋性气团的共同影响,浓度最小.冬季K⁺/TSP与As/TSP存在显著正相关（r=0.78,P<0.05）,说明受陆地生物质燃烧排放的As的影响明显,而夏季两者相关性不显著,说明来源不同.冬、春和夏季黄渤海大气气溶胶As的干沉降通量分别为1.15、0.77和0.97 μg·（m²·d）^-1,年平均为0.95 μg·（m²·d）^-1.