污染土壤中铅、砷的生物可给性研究进展

土壤铅、砷污染已成为重要的环境问题,并可对人体健康造成严重危害。对食物链途径的有效控制使得从口部无意摄入的土壤铅、砷对人体,特别是对儿童铅、砷摄入总量的贡献率越来越大,甚至成为主要来源。土壤中铅、砷直接进入人体的消化系统并可被人体胃肠道溶解出的部分称为其生物可给性。有效、准确地判定土壤中铅、砷的生物可给性已经成为解决儿童铅、砷中毒的关键科学问题。因此,有关土壤中铅、砷的生物可给性及其在人体健康风险评价中的应用受到了越来越多的关注。文章综述了污染土壤中铅、砷生物可给性的研究方法及各方法的优缺点,并从土壤性质、模拟胃肠条件等方面分析了影响土壤中铅、砷生物可给性的主要因素和存在的问题,还进一步论述了土壤中铅、砷生物可给性在人体健康风险评价中的应用。最后,提出了今后该领域应重点加强土壤铅、砷生物可给性的标准参考物、模拟胃肠条件的优化以及土壤铅、砷生物可给性在人体健康风险评价中的应用等方面的研究。以期充分发挥铅、砷等环境污染物的生物可给性研究方法的潜力,更好地为控制土壤污染、保护人类健康服务。     

人工纳米材料的生物效应及其对生态环境的影响

人工纳米材料由于具有独特的物理化学性质而得到广泛的应用,其对人体健康及环境的潜在影响也已引起科学界及政府部门的关注.通过总结近年来的相关研究资料,分类归纳了目前国内外对一些常见的人工纳米材料如富勒烯、碳纳米管、量子点、二氧化钛、纳米铁材料及纳米铝材料的生物和生态效应研究,详细总结了纳米材料毒理学的研究对象、研究方法以及最新研究成果,同时分析了各种纳米材料生物毒性的可能机制,最后对纳米材料安全性今后的研究方向进行了展望.     

毛细管电泳技术在纳米材料毒性研究领域的应用进展

纳米材料(nanomaterials,NMs)在各个领域的广泛应用导致其不可避免地通过环境暴露、职业暴露和医源性暴露进入人体.当NMs进入人体后,生理环境中复杂的生物分子都可能与NMs发生相互作用,不仅使NMs获得全新的生物学特性而影响其潜在毒性,还可能改变生物分子的结构和生物学功能而引发疾病.随着对NMs毒性效应研究的不断深入,能够详细描述NMs、生物分子以及NMs和生物分子相互作用形成的复合物的分析技术受到广泛关注.毛细管电泳技术(capillary electropho-resis,CE)以其高灵敏、高分辨、高通量、条件温和以及低消耗的优势在NMs与生物分子相互作用研究领域展现出巨大潜力.本文阐述了2010—2019年间CE技术研究NMs与蛋白质相互作用的动态行为表征、结合平衡分析、蛋白冠的形成和转换监测,以及NMs与其他生物分子相互作用的新进展.     

黑磷纳米片应用及生物毒性研究进展

黑磷纳米片(black phosphorus nanosheet,BPNS)是一种新型纳米材料,它拥有可调节的带隙宽度、高度各向异性、高载流子迁移率、广谱光吸收性和良好生物相容性等诸多特性,在电子、光电、电化学、环保和生物医学等领域表现出巨大的应用潜力.近年来,随着对BPNS研究的深入,其生物安全性问题备受关注.本文简要介绍了BPNS的应用现状和前景,着重综述了其环境危害、健康危害以及毒性机制研究进展,为生产生物安全性更高、环境更友好的黑磷纳米材料提供科学依据.     

人工纳米材料对斑马鱼生态毒理效应研究进展

随着纳米技术的快速发展,人工纳米材料在光电、生物医药、化妆品等诸多领域得到了广泛应用。人工纳米材料在生产、使用和废弃处理等过程中,不可避免地通过水体、土壤、大气等进入环境,其对环境产生的生态效应逐渐引起国内外的广泛关注。斑马鱼(Danio rerio)作为一种重要的脊椎模式生物,在环境毒理学研究中应用广泛,可以作为检测人工纳米材料生态毒理效应的一种重要工具。本文介绍了人工纳米材料对水生态环境的影响及斑马鱼在生态毒理学研究中的优势,总结了其对斑马鱼的毒性效应,主要包括急性毒性和对个体发育的影响、对组织细胞及基因表达的影响,分析了人工纳米材料对斑马鱼的毒性机制,以期为人工纳米材料毒理学研究提供基础信息。     

纳米材料的食品暴露及其毒性研究进展

纳米材料作为一类新兴化学品广泛用于食品加工、作物栽培和包装运输等领域,来改善营养成分、生物活性和包装材料性能,经摄食进入人体后能分布于血液、消化道和组织细胞中,广泛参与多种生理代谢过程.当前,纳米材料在食品中的暴露途径、分类、存在状态和毒性机制引起了广泛关注,但尚未形成完整、广泛接受的科学研究体系.结合近几年文献,本文分析了食品中纳米颗粒的暴露途径,探讨了当前食品中纳米颗粒分析检测技术的优缺点,阐述了生物化学转化、生物过程环境及分布状态对纳米毒性的诱导机制,在结尾归纳相关研究不足并对今后研究的趋势进行了展望.     

食物中营养物及污染物的生物可给性研究进展

随着人们对食物质量关注度的提高,生物可给性的测定结果已逐渐代替物质的总量进行评价,包括有毒物质对人体健康的危害程度和营养物质的被吸收利用程度.因此,在阐述生物可给性意义,概括并介绍生物可给性的不同的测定方法及各自的优缺点的基础上,重点综述了in vitro消化方法的生理基础和实验操作,以及应用于各种食物样品生物可给性检...     

生物炭吸附有机污染物的研究进展

生物炭(biochar)是指生物质在缺氧条件下热裂解产生的一种产物.由于其精致的孔隙结构和独特的表面化学性质,对环境介质中的有机污染物有超强的吸附能力,进而影响污染物的迁移与归宿.近年来生物炭对有机污染物的吸附特性及机理研究已成为环境科学领域的研究热点之一.本文从生物炭的典型性状、吸附有机污染物的机理、影响因素以及对土壤中有机污染物生物可给性的影响等方面进行了综述,并提出生物炭吸附有机污染物未来的研究方向.     

人工纳米材料对贝类生态毒理效应的研究进展

纳米技术已成为21世纪发展最迅猛的技术领域之一。纳米材料因其具备新异的物理、化学特性而广泛应用于各种领域,包括农业,电子工业,生物医学,制造业,医药品和化妆品等,因此纳米颗粒不可避免会释放到水环境中。贝类由于其具有分布广,处于食物链中的关键位置,滤食食性,对重金属及污染物有较强的生物累积能力,且很多贝类具有养殖和商业价值,因而纳米颗粒对贝类的生态毒性效应备受关注。本文通过对已有相关研究成果进行归纳分析,重点阐述了3方面的内容:1)人工纳米材料在水环境中的行为;2)贝类作为水生污染监测指示生物的重要意义;3)人工纳米材料对贝类的毒性效应,主要包括贝类对纳米颗粒摄取、积累和转移,并从组织细胞水平,分子和基因水平,胚胎发育和个体生长水平等阐述了纳米材料对贝类的毒性效应。     

不同含磷化合物修复铅污染土壤后的人体健康风险评价

磷酸盐钝化铅是铅污染土壤的重要修复技术之一.但磷酸盐修复土壤铅污染后,土壤铅对人体的健康风险仍缺乏系统研究.本研究通过向铅污染土壤添加五种不同的含磷化合物(KH_2PO_4、NH_4H_2PO_4、CaHPO_4,植酸和卵磷脂),分析了其对铅污染土壤的钝化效果,运用in vitro和SHIME模型评估修复后土壤铅对人体的健康风险.结果表明,添加含磷化合物30 d后,五种处理均有效降低了铅的DTPA和CaCl_2可提取态,分别降低了62.5%—66.5%和27.8%—49.5%,其中植酸和CaHPO_4处理效果较好,卵磷脂处理效果较差.5种处理中,铅的生物可给性在胃、小肠和结肠阶段有显著差异,分别为8.67%—9.31%、0.88%—1.55%、2.06%—2.76%,由于受pH的影响,铅在胃阶段生物可给性最高且各处理之间差异不明显,在小肠阶段KH_2PO_4处理土壤铅的生物可给性最低,卵磷脂处理铅的生物可给性最高,结肠阶段NH_4H_2PO_4处理土壤铅的生物可给性最低,卵磷脂处理铅的生物可给性最高.结肠阶段铅的生物可给性均高于小肠阶段的,可见肠道微生物促进了土壤中Pb的溶出,提高了铅的生物可给性,增加了人体的健康风险.在添加同等含量的含磷化合物修复铅污染土壤后,KH_2PO_4处理对人体健康风险最小,卵磷脂最大.     

茶叶中砷含量特征及不同摄入方式对茶叶中砷生物可给性的影响

本研究选取不同产地不同品种的茶叶作为研究对象,分析其砷含量特征,并采用人工胃肠模拟系统,研究茶叶以不同摄入方式(茶水、原茶、粉末)进入人体对砷生物可给性的影响.结果显示,17个不同产地不同种类茶叶样品中砷含量为ND—1.16±0.03 mg·kg-1,23.5%的样品未检测出砷浓度,11.8%的样品砷含量超过绿色食品-代用茶《中华人民共和国农业行业标准》(0.5 mg·kg-1),这是因为在加工过程中硫磺熏制干燥会造成茶叶砷污染;选择含砷量较高的茶叶样品研究不同摄入方式对砷生物有效性的影响,结果表明在胃肠阶段茶水中砷生物可给性显著大于原茶和粉末的摄入方式,其中在胃阶段粉末样品砷生物可给性显著大于原茶样品砷生物可给性,而在肠阶段原茶和粉末样品砷生物可给性差异不大.茶以3种不同摄入方式进入人体,在胃肠液中溶出浓度为0.02—2.80μg·L-1,小于WHO和我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)中砷的限量标准10μg·L-1,不会对人体造成健康风险.     

碳纳米材料的水环境行为及对水生生物毒理学研究进展

随着纳米科技的迅猛发展,人工碳纳米材料的生产和使用逐年递增,越来越多的碳纳米材料进入水环境中,对水生生物产生毒性效应。本文在介绍了碳纳米球、石墨烯、碳纳米管3种碳纳米材料的基础上,分析了碳纳米材料的水环境行为,重点综述了碳纳米材料对水生生物毒性效应研究现状,以及可能的致毒机制,并指出今后碳纳米材料对水生生物毒理学亟待加强的研究领域。     

甲基硅氧烷对人体暴露途径的研究进展

由于有机硅产品的大量生产和使用,使得其中的甲基硅氧烷,都已在大气、水体、土壤及淤泥、沼气、生物体等环境样本、个人护理产品、食品、硅橡胶制品、以及人体样本中被广泛检出并引起关注.尤其以最常见的、具有环境持久性、生物富集性、易挥发性和生殖毒性的挥发性甲基硅氧烷(VMS),以及高聚合度的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为典型.本文概述了VMS和PDMS的定义、用途、毒性及法规标准,重点综述了近些年甲基硅氧烷在大气、个人护理产品、食品及经口接触的硅胶制品、医疗假体中的污染水平及其相应的对人体的呼吸暴露、皮肤接触暴露、经口暴露及体内植入暴露的研究进展.现有研究表明,甲基硅氧烷的最高暴露量从高到低依次是:医疗假体中其对人体组织的暴露、个人护理产品中其对人体的皮肤接触暴露(但皮肤渗透性低)、大气中其对人体的呼吸暴露、以及食品及经口接触硅胶制品中其对人体的经口暴露.此外,甲基硅氧烷的污染监控、多途径暴露的评估和健康风险评价还需要更深入地研究.     

市售面粉及面制品中镉的人体健康风险研究

对非吸烟人群,饮食是镉暴露的首要途径.近年来农产品镉含量超标问题在我国的不同类型重金属污染区被广泛报道,严重危害人体健康.但以往研究多关注大米中镉的人体健康风险,目前对我国市场上销售的面粉及面制品镉含量及健康风险的系统报道还较缺乏.本研究从我国不同省份采集了16份白面粉、16份全麦面粉、16份小麦麸皮及10份全麦面包样品,测定样品中镉的含量;采用体外生理原理提取法(Physiologically Based Extraction Test,PBET)的胃液提取阶段测定样品中镉的人体生物可给性,并基于镉生物可给性评价了面粉及面制品中镉的人体健康风险.白面粉、全麦面粉、小麦麸皮、全麦面包样品中镉的含量分别为6.8—24.9、8.4—50.2、21.8—199.6、13.8—28.0μg·kg~(-1),平均值分别为15.6±5.1、25.7±11.8、64.7±43.5、17.5±4.0μg·kg~(-1),所有白面粉、全麦面粉和面包样品中镉含量均远低于国家安全限定值100μg·kg~(-1).镉含量的整体趋势为白面粉全麦面粉和全面面包小麦麸皮,表明了镉在小麦麸皮中富集浓度要显著高于胚乳部分.基于PBET胃液提取,全麦面粉中镉的生物可给性为60.9%—69.8%(平均值63.6%±3.1%),显著高于麸皮中镉的生物可给性18.5%—61.1%(平均值50.2%±13.5%).基于镉的人体生物可给性,成人摄入面粉及面制品导致的镉摄入量(0.02—0.13μg·kg~(-1) bw·d~(-1))远低于Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives(JECFA)规定的每日允许的最大镉暴露剂量0.5μg·kg~(-1) bw·d~(-1),表明了我国市面上销售的面粉及面制品可以安全食用.本研究通过对市场销售面粉及面制品中镉的含量、人体生物可给性的测定及健康风险的评价,为人们对面粉及面制品品牌及种类的选择提供建议,为规避食品镉危害做出重要贡献.     

纳米材料及其研究进展

综述了纳米材料力学、磁学与电学等方面的特性与其在半导体、磁性材料、催化剂等领域的应用及其研究现状,并对纳米材料的研究趋势和市场前景进行了预测和展望.参20.     

富勒烯化学修饰与生物医学应用研究进展(Trends in Studies on Chemical Modification and Biomedical Applications of Fullerenes)

富勒烯以及内嵌金属富勒烯作为一种新型含碳纳米材料,由于其独特的结构和物理化学性质,在生物、医学、超导、光学及催化等多领域有着极为广阔的应用前景.在生物和医学领域,富勒烯及其衍生物具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、载带药物和肿瘤治疗等活性.但是富勒烯本身难以直接溶于生物友好介质中,且制备过程中残存的有机溶剂容易引起生物毒性,富勒烯需要进行合适的化学修饰来进一步改善其生物活性,这些问题已成为其在生物医学领域应用的主要障碍.在总结国内外相关研究基础上,论文重点综述了富勒烯及其衍生物的生物医学应用,同时对其化学修饰与毒性相关性研究进行了阐述.     

环境空气中六溴环十二烷研究进展

六溴环十二烷(HBCDs)是一种添加型溴系阻燃剂,广泛应用于建筑隔热材料、纺织品涂层、电气和电子产品中.其为继多溴联苯醚、四溴双酚A之外的世界第三大溴代阻燃剂.HBCDs具有持久性有机污染物的长距离迁移性、生物累积性及毒性等特征,引起了全球关注.2013年5月HBCDs已被增列入《斯德哥尔摩公约》附件A中.HBCDs在环境各介质及生物体内均有检出,近年来,在室内空气和灰尘中也检出了大量HBCDs,其已成为人体暴露的一个重要来源.本文对大气环境及室内空气与灰尘中HBCDs的采样与分析方法、污染水平与来源,及人体暴露概况进行了综合阐释,并对其未来研究方向进行了展望,以期为我国大气和室内环境中HBCDs的研究工作提供参考.     

单细胞质谱揭示四膜虫对极低剂量纳米颗粒的摄入特征

水生单细胞微生物的摄取是纳米材料进入食物网的重要途径之一.研究纳米材料在单细胞水生生物体内累积,对理解纳米材料在生态环境中的环境行为和生态毒理学效应具有重要意义.前期研究表明,暴露浓度是纳米材料生物累积过程中最重要的影响因素之一.然而,目前大多的研究中的纳米材料暴露浓度比实际环境浓度高多个数量级,无法反映实际环境暴露特征.此外,基于群体平均水平的研究方法不能识别具有独特的生理或摄取特性的个体,可能造成一些重要信息的丢失.当前,在单细胞水平研究极低暴露浓度下纳米颗粒的累积特征和毒性效应仍然面临严峻挑战.     

双酚S毒理学、人体暴露水平与健康效应研究进展

双酚S(BPS)是类雌激素干扰物双酚A(BPA)的主要替代品.尽管BPS已被广泛用于塑料等产品中,但其生态安全性和对人体暴露产生的毒性作用却不明了.随着BPS分子和细胞水平毒理学研究的深入,特别是其对动物体繁殖和神经内分泌系统表现出的毒性,使BPS人体暴露的安全性遭到了质疑.本文以BPS毒理学和人体暴露水平研究为聚焦点,阐述了近年来BPS不同水平毒理学研究进展和结论.在此基础上介绍当前人体BPS暴露研究的相关内容,包括人体BPS暴露途径、暴露水平和健康效应最新的调查结果.基于当前研究中存在的争论和有待解决的科学问题,未来的热点将集中在暴露的潜在毒性和风险评价方面.应该加快人体BPS暴露水平及暴露毒性研究,而BPS暴露形态、浓度及时间是人体BPS暴露毒性、特别是BPS早期暴露毒性深入研究不可忽略的重要因素.     

纳米材料的环境行为及其毒理学研究进展

随着纳米科技的迅速发展,纳米材料被广泛应用于工业、农业、食品、日用品、医药等领域.在纳米材料广泛应用的同时,其不可避免地会被释放到环境中(包括水体、空气和土壤),对生态系统产生不利影响.与常规物质相比,纳米材料具有独特的物理、化学性质,其对生态系统生物种群和个体的潜在负面影响不容忽视.在总结国内外相关研究基础上,论文对纳米材料在水体、大气和土壤中的环境行为和生态毒性进行了综述.