苯并三唑类紫外稳定剂在环境中的检测、分布及其毒性效应

苯并三唑类紫外稳定剂(benzotriazole UV stabilizers,BUVSs)因具有良好的紫外吸收能力广泛应用于个人护理品及工业产品中。由于其环境持久性、生物累积性,以及对生物体具有潜在的毒性效应,近年来得到广泛关注。对环境中典型BUVSs的分析方法、在不同环境介质中的浓度水平及其毒性效应进行了综述,预测了BUVSs的生物活性(毒性作用模式),并对其未来的研究方向进行了展望。     

不同生物膜附着微塑料对文蛤鳃的毒性效应

近年来,微塑料在海洋环境中的广泛分布及其生物毒性效应与健康风险备受关注。天然海洋环境中,微塑料表面易被多种微生物定殖并形成生物膜,这可能影响微塑料的生物毒性,然而目前对其影响仍知之甚少。以海南典型双壳贝类文蛤（Meretrix lyrata）为受试动物,并以其重要的呼吸和滤食器官鳃为靶器官,研究生物膜对微塑料生物毒性的影响。通过将文蛤暴露在质量浓度为100μg·L-1的不同类型原始和生物膜附着的微塑料（聚苯乙烯PS、聚乙烯PE、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET）环境中14 d,研究微塑料在文蛤鳃中的富集特征及其对鳃组织的病理损伤、抗氧化及免疫防御系统相关指标的影响。结果表明,原始和生物膜附着微塑料均能在文蛤鳃组织中富集,富集量随暴露时间延长而增加,且生物膜附着微塑料的生物富集效应更显著;微塑料富集导致鳃组织发生不同程度的机械损伤,出现鳃丝粘连、萎缩及断裂、鳃丝细胞坏死、纤毛脱落等病理现象,其中附着生物膜的微塑料比原始微塑料对鳃显微结构的损伤更为明显;微塑料胁迫造成超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和碱性磷酸酶（ALP）活性升高,谷胱甘肽（GSH）含量下降,丙二醛（MDA）含量无显...     

稀土的生物效应与农用稀土的累积影响

综述稀土元素的环境行为、累积影响、生物富集和生物效应,从动植物对稀土元素的生物富集及其产生的负面效应,探讨了农业应用稀土在土壤中累积后对生态环境可能产生的影响     

稀土的生物效应与农用稀土的累积影响

综述稀土元素的环境行为,累积影响,生物富集和生物效应,从动植物对稀土元素的生物富集及其产生的负面效应,探讨了农业应用稀土在土壤中累积后对生态环境可能产生的影响。     

河蚬在我国沉积物毒性评价与鉴定中的应用研究

河蚬作为原产并广泛分布于我国及东南亚的双壳类淡水软体动物,是我国众多水域的底栖优势种。河蚬对水体污染物具有较强累积能力,已成功用于水体沉积物生物富集及生物毒性效应研究。但应用于沉积物毒性鉴别评估(TIE)研究整体上仍处于起步阶段,尚未形成一套标准指标测定方法和技术体系。为此,本研究在调查底栖生物在我国沉积物毒性研究的基础上,以河蚬为主要研究对象,探讨其在我国生态分布等生物学背景,系统分析其对重金属和有机污染物的生物富集特征以及相关生物毒性效应方面的研究进展,以期为河蚬作为我国特色的沉积物毒性鉴别评估(TIE)受试生物提供参考依据。     

3种毒性预测模型在镉对小麦根毒性预测中的应用及比较

一些基于重金属形态的生物毒性机理模型被广泛应用于水体和陆生生态系统,例如:自由离子活度模型(FIAM)、生物配体模型(BLM)和生物膜电势斯特恩双电层模型(GCSM),但不同模型的应用效果之间还缺乏系统比较。本研究选取小麦作为受试生物,采用水培实验进行了镉对小麦根伸长的毒性测试,通过数据分析软件对实验数据进行非线性拟合,分别建立了3种模型,并从根毒性、根表面吸附镉和根中富集镉3个方面对3个模型的预测能力进行了比较。除此之外,选取苹果酸和柠檬酸2种有机配体,研究了配体对镉生物毒性的影响。结果表明,Ca~(2+)和H~+对Cd的根毒性存在竞争效应,而Mg~(2+)、K~+和Na~+未发现竞争效应。由于BLM模型同时考虑了镉的自由离子态浓度和竞争离子的影响,在预测镉对杨麦13号根毒性和生物体内富集量时效果最好。而FIAM和GCSM模型由于计算中仅考虑了离子活度的影响,缺乏对竞争离子保护效应的考虑,因此预测效果相对较差;此外,Cd对小麦根毒性的主要受扩散过程控制,而非跨膜过程,这可能也是FIAM模型和GCSM模型预测不佳的原因之一。同时结果还发现有机配体存在时尽管降低了溶液中镉的离子活度,但未显著影响镉毒性,进一步证明了扩散过程对Cd毒性的影响。以上结果为评价和预测镉的陆生生态毒性提供了基础数据和模型依据。     

脂环族溴代阻燃剂的生物富集、代谢及毒性效应研究进展

以六溴环十二烷（HBCD）为代表的脂环族溴代阻燃剂（CBFRs）被广泛应用于纺织、建材、电子、电气、化工、交通、建材等领域.随着HBCD作为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》增列持久性有机污染物,与HBCD具有相似结构和性能的四溴环己烷（TBECH）和四溴环辛烷（TBCO）等CBFRs被当作HBCD的潜在替代产品.迄今为止,HBCD、TBECH和TBCO已在大气、水体、土壤等多种环境介质和生物体中被检出,它们在生物体内的代谢转化以及内分泌干扰、神经、生殖、发育等毒性效应亦受到广泛关注.值得指出的是,所有CBFRs均含有同分异构体,表现出异构体选择性的生物富集、代谢和毒性效应.遗憾的是,目前相关研究还十分匮乏.本文从CBFRs的环境暴露水平、生物富集、毒性效应、以及CBFRs的生物转化等方面展开综述,特别强调了从异构体水平研究HBCD及其替代物的必要性.本文有助于全面了解CBFRs生物富集、代谢及毒性效应,对于正确认识和准确评价CBFRs的生态和健康风险具有重要的科学意义.     

农药类化合物对大型溞的毒性作用模式:与基线毒性化合物比较研究

农药在控制有害生物的同时,对水生生态系统产生较大的毒性效应。本文通过实验获得了25种基线化合物对大型溞的急性毒性数据,并与57种农药类化合物对大型溞的急性毒性数据进行比较研究,同时根据体外浓度LC_(50)、生物富集因子BCF和体内临界浓度CBR的关系,计算了这些化合物在大型溞体内的临界浓度,研究了农药类化合物对大型溞的毒性作用机理。结果表明,基线化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值在一个很窄的范围波动,而农药类化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值范围广且较高。这说明多数农药类化合物对大型溞为反应性毒性作用模式。其中,除草剂对大型溞的毒性显著低于杀菌剂和杀虫剂对大型溞的毒性。这可能是因为除草剂主要通过干扰植物光合作用、植物激素或植物分子合成发挥毒性效应,从而导致其对大型溞的生理系统难以发生反应性毒性效应。而杀虫剂和杀菌剂主要通过干扰生物神经系统、生殖系统、呼吸作用或大分子合成发挥毒性效应,因此易与大型溞生理系统发生生物化学反应,从而具有较高的毒性效应。本文分别建立了除草剂、杀菌剂和杀虫剂对大型溞的急性毒性QSAR模型。除草剂对大型溞的急性毒性机理较简单,其毒性与化合物疏水性程度和离子化程度有关;而杀菌剂对大型溞的急性毒性主要与化合物的标准生成热和极性表面积有关;杀虫剂对大型溞的急性毒性作用机理较复杂,它们对大型溞的毒性效应与其和生物分子之间的氢键和范德华力有关。     

水体、土壤和沉积物中铊的化学形态研究进展

铊(TI)是一个典型性的毒害重金属元素,在环境中的迁移转化行为、富集机制、毒性和生物效应与其赋存化学形态密切相关.本文对水体、土壤和沉积物中Tl化学形态分布、演化特征和化学形态分析方法作了系统总结和评述,并对Tl化学形态分析存在问题及未来发展趋势进行了展望.     

全氟和多氟烷基化合物异构体的分析方法、环境行为和生物效应研究进展

全氟和多氟烷基化合物(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)是一类人为源的有机污染物,普遍具有环境持久性、生物富集性和潜在毒性.环境中的PFASs存在直链和多种支链异构体,各种异构体的环境界面行为以及生物富集、代谢和毒性效应存在显著差异.只有从单个异构体的角度进行分析,才能准确评估PFASs潜在的生态和健康风险.本文对PFAS异构体的来源、命名和分析方法进行了介绍,总结了PFAS异构体在不同介质中的环境行为和生物效应研究的最新进展,有助于全面认识环境中PFASs的迁移转化规律及最终归趋.     

Advances on Toxicological Mechanism of AhR Pathway and Early Biomonitoring of Persistent Organic Pollutants (POPs)in Aquatic Animals

过去30年,随着工农业的不断发展,由持久性有机污染物(POPs)导致的癌症患者不断增加.目前POPs已广泛存在于水生态系统中,对水生动物的生长发育、种群繁衍、群落结构等产生重要影响.虽然POPs对水生动物的毒理机制非常复杂,但研究表明其毒理机制主要通过芳香烃受体通道(Ah Rpathway)来进行调控.为全面理解水生动物AhR通道中每一个基因在毒理调控过程中的作用,论文从水生动物芳香烃通道的角度详细阐述了POPs的毒理机制,同时对水生动物中POPs的早期监测进行了讨论,最后提出了未来POPs毒理机制研究的发展方向.     

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。     

Acute toxicity of benzophenone-type UV filters and paraben preservatives to freshwater planarian,Dugesia japonica

Fourteen benzophenone-type UV filters and four paraben preservatives were selected to examine their acute toxicities on Dugesia japonica. The 48-h LC₅₀ values for planarians exposed to benzophenone-type UV filters can be ranked as oxybenzone?>?mexenone?>?5-chloro-2-hydroxybenzophenone?> 2,4-dihydroxybenzophenone?>?2-hydroxybenzophenone?>?dioxybenzone?>?benzophenone?>?2,2′,4,4′-tetrahydroxybenzophenone?>?4-hydroxybenzophenone?> 3-hydroxybenzophenone?>?4,4′-dihydroxybenzophenone?>?2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone?>?2,3,4-trihydroxybenzophenone?>?sulisobenzone with a range from 0.9 to 145?mg?L^?1 with a similar sequence for the 96?h LC₅₀ values, ranging from 0.5 to 77?mg?L^?1. The 48 and 96?LC₅₀ values for planarians exposed to paraben preservatives can be ranked as butylparaben?>?propylparaben?>?ethylparaben?>?methylparaben. Among all the tested chemicals, oxybenzone was the most toxic and sulisobenzone the least toxic chemical to planarian at each exposure period. Most benzophenone-type UV filters are toxic to aquatic animals with 48?h LC₅₀ values less than 10 mg?L^?1, except for 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, and sulisobenzone. Because of their common occurrence in aquatic environment, more studies on aquatic toxicities of benzophenone-type UV filters and paraben preservativs are needed to provide important information to adequately assess their ecological risk.     

江苏省不同营养状况湖泊底栖动物群落结构与多样性比较

为了解江苏省湖泊底栖动物群落结构和多样性并研究其对水环境质量变化的响应,于2012年春秋两季对江苏省16个湖泊51个采样点湖泊底栖动物群落结构与多样性以及湖泊综合营养状态指数进行调查,分析水质指标与底栖动物指数间Pearson相关关系。结果表明,江苏省16个湖泊营养状态指数范围为35.5~66.4,其中约81.2%的湖泊处于轻度-中度富营养状态,表明水质从好到中度污染;湖泊底栖动物优势种为寡毛类的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri),优势度为13.0%;香浓多样性指数(Shannon-Wiener diversity index)范围为0.00~2.20,级别范围由极贫乏到较丰富状态,表明水质污染程度从重度到轻度污染。从全省尺度看,水质评价结果与生物学(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和Biotic Index(BI)指数)评价结果存在一定差异。与历史数据相比,江苏省湖泊底栖动物清洁敏感物种减少甚至消失,总体群落结构趋于小型化。16个湖泊水体总氮和总磷与底栖动物密度呈显著负相关,而综合营养状态指数与底栖动物指数(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和BI指数)间关系不显著。上述研究结果表明综合营养状态指数无法完全客观反映湖泊水生态健康状况,因此需要综合水质、水文、水生生物、生境状况等因素发展新的评价指标体系。     

Introduced trout sever trophic connections in watersheds: consequences for a declining amphibian

Trophic linkages between terrestrial and aquatic ecosystems are increasingly recognized as important yet poorly known features of food webs. Here we describe research to understand the dynamics of lake food webs in relation to a native riparian amphibian and its interaction with introduced trout. The mountain yellow-legged frog Rana muscosa is endemic to alpine watersheds of the Sierra Nevada Mountains and the Transverse Ranges of California, but it has declined to a small fraction of its historical distribution and abundance. Although remaining frogs and introduced trout feed in different habitats of alpine lakes, our stable-isotope analyses clearly show that the same resource base of benthic invertebrates sustains their growth. During one period, insect emergence from naturally fishless lakes was nearly 20-fold higher compared to adjacent lakes with trout, showing that fish reduce availability of aquatic prey to amphibious and terrestrial consumers. Although trout cannot prey on adult frogs due to gape limitation, foraging post-metamorphic frogs are 10 times more abundant in the absence of trout, suggesting an important role for competition for prey by trout in highly unproductive alpine watersheds. Most Sierran lakes contain fish, and those that do not are usually small isolated ponds; in our study, these two lake types supported the lowest densities of post-metamorphic frogs, and these frogs were less reliant on local, benthic sources of productivity. Since Rana muscosa was formerly the most abundant vertebrate in the Sierra Nevada, the reduction in energy flow from lake benthos to this consumer due to fish introductions may have had negative consequences for its numerous terrestrial predators, many of which have also declined. We suggest that disruptions of trophic connections between aquatic and terrestrial food webs are an important but poorly understood consequence of fish introduction to many thousands of montane lakes and streams worldwide and may contribute to declines of native consumers in riparian habitats.     

Sulfur isotopic variations in soft tissues of five benthic animals from the reductive,tidal-flat sediments in northern Kyushu,Japan

The sulfur nutrition of five benthic animals living in or on reductive, tidal-flat sediments has been studied by using the sulfur isotopic signatures of their soft tissues. The mean '³⁴S values (+6.1‰ to +13.8‰, relative to the Cañyon Diablo troilite reference) of these animals' tissues are lower than those of many common marine animals, which have values close to those of seawater sulfate-sulfur (+21‰). This indicates that these animals use a ³⁴S-depleted sulfur source, which may be derived from bacterial sulfide in the sediments (less than -20‰). The animals that inhabit such sediments are adapted to an anoxic environment, where toxic hydrogen sulfide prevails. Due to the sulfide-rich habitat, benthic animals are expected to assimilate hydrogen sulfide directly during detoxification, or to prefer a diet which has a low '³⁴S signature. Variations in '³⁴S values of the sampled molluscs were fairly small, whereas migratory shrimp and fish tended to have larger variations, implying that migratory animals feed on diverse prey, while the molluscs feed on a common food, or their assimilative capacity for sulfide-sulfur does not vary among individuals. A gastropod inhabiting the surface of the reductive sediment showed a distinctively low '³⁴S value (+5.8‰ to +6.4‰), indicating that the animal fed on detritus from reeds and halophytes with low '³⁴S values (-19.1‰ to -2.1‰). This study suggests that some benthic animals incorporate sulfide-sulfur for their nutrition and that sulfur isotope composition can be a useful indicator in the analysis of the food habitat of animals.     

环境中有机紫外防晒剂残留及其生态毒性研究进展

有机紫外防晒剂被广泛添加在个人护理品中,随着日常使用源源不断地进入环境中,成为一类新兴污染物。环境介质中有机紫外防晒剂的检测及其生态毒理是目前的研究热点。概述了个人护理品中常用的有机紫外防晒剂,总结了有机紫外防晒剂在各类地表水、沉积物和生物体等不同介质中的浓度水平,详细分析了有机紫外防晒剂对鱼类的内分泌干扰效应和对水生无脊椎动物的急性毒性,为今后深入研究和科学评价这类新兴污染物提供重要参考。     

平原河网地区大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

大型底栖无脊椎动物是河流生态系统的重要组成生物,具有活动范围相对固定、生命周期较长、生活习性相对稳定等特点,可有效指示河流水质和水生态系统健康状况。有关大型底栖生物群落结构特征及其与水环境之间的关系研究一直是河流生态系统的研究热点。底栖动物具有较强的地域性,其群落结构特征受当地的自然环境特征和社会经济发展程度的双重因素影响。为研究典型平原河网地区的底栖动物群落结构及对水环境状况的响应特征,在上海市选取了83个河道断面进行大型底栖动物采样分析,共获取底栖动物20个分类单位（种）,其中软体动物10种,环节动物6种,节肢动物4种。上海河道底栖动物群落结构总体呈现结构单一、物种丰富度低、高度耐污性等显著特征,环节动物的栖息密度和出现频率均最高。城市化水平的空间差异性直接影响底栖动物空间分布的异质性,由市区至近郊、远郊,物种数从11种逐渐上升至15种,而栖息密度则由8 776.3个/m2下降至690.3个/m2。底栖动物群落结构的空间分布特征与水质理化指标的空间分布特征具有良好的对应性,水质空间变化导致环节动物和软体动物、节肢动物的空间分布存在一定交错性,耐污性较强的环节动物主要分布在有机污染重、溶解氧低的市区河道断面,而喜清洁环境的软体动物和节肢动物主要分布在水质较好的郊区断面。寡毛纲物种的栖息密度与溶解氧质量浓度呈显著负相关性。     

A Chemical Characterization of A Lagoon Ecosystem: The Sacca Di Goro (Po River Delta, Italy)

This work reports on the results of a preliminary estimate of the presence and distribution of common and rare elements in a typical estuarine environment of the Po River Delta. Different environmental compartments (sediment, water, macroalgae and benthic animals) were considered, and analysis conducted on samples taken at two different sites characterized by low and high hydrodynamic regime. Resulting evidence of differences between the matrices, especially in relation to their different nature and sampling site are given.