微囊藻毒素的环境暴露、毒性和毒性作用机制研究进展

微囊藻毒素(MCs)是富营养化淡水水体中蓝藻的爆发性繁殖产生的最常见的藻毒素,因其分布广、结构稳定、毒性大引起了科学界的广泛关注。本文系统梳理了微囊藻毒素在我国水体中的污染现状和典型毒性效应及毒性作用机制。另外,针对目前藻毒素研究的不足提出了建议,可为有效降低环境中微囊藻毒素的潜在安全风险及深入研究其生态毒性效应提供支持。     

手性农药的环境行为研究进展

手性农药由于其对映体选择性,在环境中具有特殊的归宿.研究其环境行为有助于准确评价生态系统和人体健康的风险性.文章综述了手性农药的研究进展,指出高效液相和气质联用法是不同环境介质中手性农约的主要分离分析方法;利用手性农药的对映体分数可研究农约在土壤-大气,水体-大气间的迁移过程;一些手性农药在土壤、水体和动物体内中发生的选择性降解与累积与微生物或特异性的酶有直接关系,可利用此性质修复被污染的土壤;归纳了在手性农约污染环境风险研究中应注意的问题;加强手性农约在环境中的选择性降解动力学、对映体转化及毒理学机制研究,并最终深人到代谢机理、蛋白和基因水平上,阐述产生手性对映体选择性的根源将是未来研究的方向.     

微囊藻毒素与孔雀石绿对唐鱼游泳行为的影响

鱼类行为能准确地反映环境变化,并且随着污染物浓度的变化而发生改变.采用人工饲养的方法,以对环境毒素敏感的唐鱼(Tanichthys albonubes)作为指示生物,检测了其行为对水体中微囊藻毒素和孔雀石绿的反应.结果表明,唐鱼对0.2μg·L-1的微囊藻毒素即有明显的行为反应,摆尾频率和游泳速度均在30min后显著下降;0.5μg·L-1微囊藻毒素处理下,摆尾频率和游泳速度均在15min后显著下降.0.5mg·L-1孔雀石绿处理下,游泳速度在30min后显著下降,而摆尾频率则无显著性变化.初步推断,以对毒素敏感的唐鱼行为作为标记,用以监测水环境安全是可行的.     

畜禽养殖排放的雌激素对周边水体环境的影响

环境雌激素是一大类化学物质,它们能够干扰生物体内激素的合成、分泌、转运、活性等,或与生物体内激素结构相似而发挥激素作用,对生物体的生长、繁殖及行为产生不利影响。环境雌激素包括天然雌激素及人工合成类雌激素。随着国内畜禽养殖的规模与数量的不断扩大,养殖场成为了一个很大的环境雌激素的产生源,其环境风险应得到相应的重视。目前对畜禽养殖过程中环境雌激素的产生量以及雌激素进入环境后的迁移转化行为已有很多的研究,包括野外的调查与实验室内机理研究。畜禽养殖过程产生的大量雌激素进入环境后能够被土壤吸附及微生物降解。室内的静态平衡吸附实验、土柱迁移试验及降解研究均表明雌激素进入环境后绝大部分迅速被吸附到土壤颗粒或悬浮胶体、沉积物颗粒上,同时发生转化与生物降解,由此推断其对周边环境中的雌激素贡献很小。然而,野外调查结果却表明实际情况下雌激素的迁移性高于理论期望值。因此,畜禽养殖对周边环境中雌激素的贡献量的大小尚未明确。本论文综述了畜禽养殖过程中环境雌激素的排放情况,结合国内外的调查研究,阐述了畜禽养殖产生的环境雌激素在土壤及水体中的迁移与降解行为,探讨了影响准确评估畜禽养殖排泄物对周边水体中雌激素贡献大小的因子,并提出了今后应开展原位吸附与迁移的实验,重点考虑天然有机质及抗生素等共存物质对雌激素环境行为的影响,建立综合模型来估算不同时期养殖场对周围水环境雌激素的贡献量的建议。     

药品和个人护理品(PPCPs)在土壤中的迁移转化和毒性效应研究进展

药品和个人护理品(PPCPs)是一类新型有机污染物,随着生产和使用量的大量增加,越来越多的PPCPs进入土壤,对土壤生态环境和人体健康构成潜在威胁。文章根据现有研究,综述了国内外有关PPCPs在土壤中的吸附、生物降解、迁移、挥发等环境行为的研究进展,并分别评述了PPCPs对土壤生物(包括微生物、动物、植物)和人体的生态毒性效应。有关研究表明,PPCPs主要吸附于高有机质的土壤表层,低有机质亚表层土壤中PPCPs具有极高的迁移潜力;生物降解是PPCPs从土壤中去除的主要途径,受化合物自身结构和土壤理化特性的影响。高浓度PPCPs会对土壤生物(包括土壤微生物、动物和植物)产生急性生理生化甚至遗传毒性效应,最终可通过饮食危害人体健康,而PPCPs残留在土壤中的环境浓度通常较低,对土壤生物及人类极易造成慢性毒性损伤。目前有关土壤环境中PPCPs污染的研究尚处于初级阶段,今后可在真实土壤环境中痕量PPCPs的调查分析、迁移转化规律、生态健康风险及其代谢产物的行为和毒性等方面加强研究,以期为土壤环境中PPCPs生态风险的准确评估提供理论依据。     

微囊藻毒素及其与其他环境污染物的联合毒性研究进展

微囊藻毒素(microcystins,MCs)是一种蓝藻代谢产物,在全球富营养淡水生态系统中广泛分布,高浓度的MCs不仅对水生生物造成负面影响,还会与水体中共存污染物发生相互作用,影响彼此在生物体内转化代谢和毒性效应.因此,开展MCs与多种环境污染物的复合污染对不同生物的毒性研究十分必要,其对水体复合污染风险评价和防控有着重要的意义.笔者综述了 MCs在全球水体中的分布情况,并介绍了 MCs与水体中其他典型污染物联合暴露时对不同生物的毒性作用,最后针对目前相关研究的不足进行了分析并提出几点展望.     

重金属对药物和个人护理品在土壤/沉积物中吸附的影响机制:现状与展望

药物和个人护理品简称(PPCPs)是一类具有潜在累积效果的环境污染物,其广泛分布于水体与土壤环境中.在土壤/沉积物中,PPCPs将发生一系列的物理、化学和生物作用,其中吸附是PPCPs在土壤/沉积物中极为关键的环境行为,将影响PPCPs在环境中的迁移转化及其对生物体的危害程度.重金属作为一类常见的无机污染物,它们的存在会影响PPCPs在土壤/沉积物表面的吸附行为,对土壤/沉积物吸附PPCPs的吸附效果造成不同影响.本文归纳总结了重金属存在时,PPCPs在土壤/沉积物中的吸附机理,综合探讨了PPCPs官能团组成、重金属离子类型、pH、离子强度和有机质等因素对PPCPs吸附的影响,并针对以往研究存在的问题进行了展望.     

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.     

有机磷酸酯阻燃剂分析方法及其污染现状研究进展

有机磷酸酯(OPEs)阻燃剂作为溴代阻燃剂的主要替代品,由于大量广泛使用并且极易释放到环境中而受到广泛关注.毒理学研究表明,多种OPEs具有明显的神经毒性、致癌性和基因毒性,对生态环境和人体健康造成潜在威胁.本文介绍了OPEs的使用现状、毒性效应、不同环境介质中的分析方法,及其在水环境系统中(水、污泥、沉积物和水生生物)的污染现状和迁移转化行为,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望.在今后,应该加强污泥和沉积物等复杂环境基质中多种OPEs的分析方法研究;系统研究环境中OPEs的污染现状和迁移转化行为,并开展OPEs的环境风险和人体健康风险研究.     

水体中金属(氧化物)纳米颗粒的环境行为与污染控制研究进展

金属(氧化物)纳米材料在生产和使用过程中,可以通过各种途径进入到水环境中,对水生生物、生态环境和人体健康产生威胁.理解纳米颗粒在水体中的环境行为,对于评估纳米材料的归趋及其对环境和人体的健康风险至关重要.本文概述了金属(氧化物)纳米颗粒的性质、来源和毒性危害,汇总了表征纳米颗粒浓度、粒径及形貌的分析方法与技术,分析了它们在水环境中的环境行为以及影响其稳定性的主要环境因素,并总结了水体中金属(氧化物)纳米颗粒的去除方法和效果的最新研究进展.随着金属(氧化物)纳米材料的广泛应用,未来有必要加强对自然水体中纳米颗粒环境行为的研究,并系统开展纳米颗粒健康风险评估工作,为预测纳米材料进入水环境后的归趋和风险提供科学依据.     

藻毒素在传统净水工艺中的去除特性

通过模拟试验及水厂实测数据，考察了传统制水工艺对微囊藻毒素的去除规律，结果表明：富营养化原水预氮化会导致藻细胞内的毒素释于水中，混凝沉淀通过去除藻类而去除细胞内藻毒素，但对细胞外的溶解性藻毒素无去除作用，过滤与氯消毒可去除部分细胞外藻毒素，对细胞内藻毒素的去除作用较弱，传统制水工艺不能保证出水藻毒素达标，必须采取预处理和深度处理措施。     

Toxins and bioactive compounds from cyanobacteria and their implications on human health

Many species of cyanobacteria (blue-green algae) produce secondary metabolites with potent biotoxic or cytotoxic properties. These metabolites differ from the intermediates and cofactor compounds that are essential for cell structural synthesis and energy transduction. The mass growth of cyanobacteria which develop in fresh, brackish and, marine waters commonly contain potent toxins. Cyanobacterial toxins or cyanotoxins are responsible for or implicated in animal poisoning, human gastroenteritis, dermal contact irritations and primary liver cancer in humans. These toxins (microcystins, nodularins, saxitoxins, anatoxin-a, anatoxin-a(s), cylindrospermopsin) are structurally diverse and their effects range from liver damage, including liver cancer to neurotoxicity. Several incidents of human illness and more recently, the death of 60 haemodialysis patients in Caruaru, Brazil, have been linked to the presence of microcystins in water. In response to the growing concern about the non-lethal acute and chronic effects of microcystins, World Health Organization has recently set a new provisional guideline value for microcystin-LR of 1.0 microg/L in drinking water. Cyanobacteria including microcystin-producing strains produce a large number of peptide compounds, e.g. micropeptins, cyanopeptolins, microviridin, circinamide, aeruginosin, with varying bioactivities and potential pharmacological application. This article discusses briefly cyanobacterial toxins and their implications on human health.     

Analyses of cyanobacterial toxins (microcystins,cylindrospermopsin) in the reservoirs of the Czech Republic and evaluation of health risks

Massive cyanobacterial water blooms and production of toxins (cyanotoxins) have become a worldwide problem. In this report, we present results of cyanotoxins analyses (peptide microcystins, alkaloid cylindrospermopsin) in the Czech Republic reservoirs using HPLC-PDA and ELISA. Our study suggests the occurrence of cylindrospermopsin in the Czech Republic for the first time (particularly, in water blooms containing Aphanizomenon klebahnii). We also discuss human health risks associated with microcystins in relation to the drinking water guideline value of 1.0 μg/l as recommended by the World Health Organization.     

厦门市水体表层沉积物重金属污染生态风险分析

沉积物是水环境的基本组成部分,其重金属含量常被作为水环境质量的重要指标之一。以厦门市为例探讨了不同城市化区域水体表层沉积物中重金属的分布特征,并采用沉积物地累积指数、Hakanson潜在生态风险指数等方法对重金属Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、As、Hg进行环境风险评估。研究结果表明,厦门水体表层沉积物中Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、As、Hg的含量分别为182.2、63.7、31.3、0.19、67.9、10.4、0.11 mg/kg,空间分布呈现出从城市远郊区到中心城区显著增加的趋势;依照地累积指数评价结果显示：7种重金属的污染程度顺序依次为：Hg（Pb（Zn（Cu（Cd（As（Cr;采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法,获得厦门市主要水库重金属生态风险构成危害的顺序：Hg（Cd（Pb（As（Cu（Zn（Cr;水体表层沉积物中重金属污染水平与区域城市化水平在一定时期内呈正相关关系,这为我国快速城市化发展过程中水环境恶化问题的改善提出了警示。     

高效液相色谱法测定天然水体中微囊藻毒素方法优化

以3种微囊藻毒素Microcystin-RR(MC-RR)、Microcystin-YR(MC-YR)和Microcystin-LR(MC-LR)为研究对象,对前处理及高效液相色谱分析测定方法进行优化,使3种目标物均可检测.进一步对天然水体样本的采集与储存条件进行探讨.研究结果显示,聚乙烯塑料瓶和棕色玻璃瓶对于样品保存不存在明显差异;-20℃条件下保存45 d内样品变化不存在明显差异,可作为样品储存条件.     

Multiannual trend of microcystin production in the toxic cyanobacterium Planktothrix rubescens in Lake Garda (Italy)

Massive developments (blooms) of cyanobacteria represent a major concern in many natural and artificial waterbodies, because of the high levels of toxins that can be released into water. Microcystins, potent hepatotoxins, represent the most frequent toxins produced by cyanobacteria. The determination of the microcystins’ profile in waterbodies is important for determining the real toxic potential. We have investigated the evolution of the microcystins’ profile of Lake Garda (Italy) from both a qualitative and a quantitative point of view over a period of five years. We have also analysed possible correlations between toxin profile and selected environmental parameters. We found that a demethylated microcystin variant (RRdm) was always dominant but showing a cyclic trend, alternating periods in which it represented the only variant, and periods in which other variants were present (LRdm, HtyrRdm, RR, and LR). These changes are probably due to changes in chemotypes composition inside the resident Planktothrix rubescens population and do not seem to be exclusively linked to the considered environmental variables. Total microcystin concentrations were always low (in the ng?L^?1 scale), and showed typical peaks in the metalimnetic layer during summer–autumn time of each year.     

松嫩平原盐碱土水分扩散率研究

对盐碱地土壤水盐运动的定量描述是控制区域土壤次生盐碱化的基础，其中的土壤水分扩散率是研究土壤水盐运动的重要参数之一。文章通过非稳定流水平土柱法对实验区扰动的盐碱地土壤水分扩散率进行了测定，并将实验结果拟合为经验公式，然后将测定的土壤水分扩散率应用于水平入渗方程，用数值计算软件Mathcad6.0对土柱水分水平入渗进行了数值模拟，将实测结果和方程模拟的土壤水分分布状况进行了对比。结果表明本研究得出的土壤水分扩散率的经验方程误差较小。最后讨论了影响土壤水分扩散的土壤质地因素及土壤水分扩散率和含水率之间的单值函数关系。     

Enrichment and solubility of trace metals associated with magnetic extracts in industrially derived contaminated soils

Magnetic fractions (MFs) in industrially derived contaminated soils were extracted with a magnetic separation procedure. Total, soluble, and bioaccessible Cr, Cu, Pb and Zn in the MFs and non-magnetic fractions (NMFs) were analyzed using aqua regia and extraction tests, such as deionized water, toxicity characteristic leaching procedure (TCLP), and gastric juice simulation (GJST) test. Compared with the non-magnetic fractions, soil MFs were enriched with Fe, Mn, Pb, Cd, Cr, Cu, and Ni. Extraction tests indicated that soil MFs contained higher water, TCLP, and GJST-extractable Cr, Cu, Pb, and Zn concentrations than the soil NMFs. The TCLP-extractable Pb concentration in the MFs exceeded the USEPA hazardous waste criteria, suggesting that soil MFs have a potentially environmental pollution risk. Solubility of trace metals was variable in the different extraction tests, which has the order of GJST?>?TCLP?>?water. TCLP test showed Cu and Zn were more mobile than Cr and Pb while bioaccessibility of trace metal defined by GJST test showed the order of Cu?≈?Cr?≈?Zn?>?Pb. These findings suggested that the MFs in the industrially derived contaminated soils had higher possibility of polluting water bodies, and careful environmental impact assessment was necessary.