镉胁迫下水生动物的生物标志物研究进展

生物体特定组织或器官内重金属含量可反映环境重金属污染水平,但不能够提供分子水平的信息。生物标志物的变化可用于评估重金属暴露水平及对生物的潜在不利影响。生物标志物包括暴露标志物、效应标志物和易感性标志物。综述了水生动物抗氧化生物标志物、遗传毒性标志物、乙酰胆碱酯酶、金属硫蛋白和热休克蛋白等几种生物标志物监测水体镉污染的原理和应用现状,可为研究镉对水生动物的毒害机制提供参考,为防控重金属污染、保护水生生态系统提供理论依据。     

重金属对水生生物的生态毒理效应及生物耐受机制研究进展

近年来,随着国民经济的快速发展,重金属以其特有的性质而被大量的应用于生产生活当中,同时也由于各种原因造成了水体重金属污染现象。水体重金属污染不仅对水生生物的生长和繁殖造成了严重的威胁,同时也威胁到人类的健康。因此,重金属污染具有潜在的生态与健康风险。本文主要概括介绍了重金属对水生植物、动物、微生物的生态毒理效应以及水生生物对重金属的各种耐受机制,展望了重金属对水生生物生态毒理效应的未来研究重点和方向。     

指示水生生态系统环境雌激素暴露的多种生物标志物的选择

废水中复杂的成分及其复杂的作用机制和外界的种种不确定性因素为水生生态系统中环境雌激素的风险研究造成了困难.文章介绍了用于指示环境雌激素污染的主要生物标志物以及与不同环境雌激素相应的生物转化酶,阐述了卵黄蛋白原、精子DNA损伤、细胞色素P450、谷胱甘酞S-转移酶及黄素单加氧酶等的生物化学响应原理、应用范围以及国内外最新研究进展.针对真实环境的雌激素复合污染现状,筛选一系列互补、敏感、准确、高效的生物标志物,研究它们的变化规律及其相互关系将有利于揭示环境雌激素的致毒机理,并在污染环境早期诊断和生态风险评价中发挥重要作用.     

文蛤养殖水体中重金属Cu的安全限量值研究

通过引入沉积物因子,构建海水-底泥-生物体体系,应用半静态双箱动力学模型在室内模拟了沉积物暴露条件下文蛤(Meretrix meretrix)对重金属Cu的生物富集实验。通过对富集与排出过程中文蛤体内重金属Cu的动态监测和监测结果的非线性拟合,得到了文蛤富集Cu的动力学参数:吸收速率常数k1为71.18、排出速率常数k2为0.03,生物富集系数(bioconcen-tration factors,BCF)平均值为4283.86。对模型的拟合优度检验结果显示,沉积物暴露条件下文蛤对重金属Cu的生物富集数据符合双箱模型。根据双箱动力学模型推算出来的文蛤养殖水体中Cu的安全限量值为0.017mg·L-1。实验结果表明,沉积物暴露条件下双箱动力学模型在一定条件下是可以应用于文蛤富集动力学研究的。通过对比室内模拟实验与实地调查所得BCF发现本研究得出的Cu的安全限量值略高于现有标准。     

铝对水生生物的毒性与硬度的相关关系探讨

铝是一种金属元素,生物体内铝的含量很少。但铝在工业上的应用非常广泛,导致铝在水体、土壤以及各种水生及陆生动植物体内的含量不断升高,对生物体健康产生了一定风险。为了深入了解铝对我国水生生物的影响和生态风险,开展铝对水生生物毒性效应的研究工作是十分必要的。水体硬度对铝的生物毒性存在一定影响,但目前相关研究较少。本文以我国淡水生态系统为保护对象,收集和筛选了铝对淡水水生生物的毒性数据,同时对硬度与铝的毒性效应之间的关系进行了分析,结果显示铝对水生生物的毒性随水体硬度增加而降低,铝毒性与硬度相关关系的斜率为0.5600。通过硬度校正,采用物种敏感度分布法获得硬度为50 mg·L~(-1)时我国铝的短期基准值和长期基准值分别为294μg·L~(-1)和24μg·L~(-1)。研究结果可为铝的生态风险评估和污染控制提供理论基础     

镉胁迫下黑点青鳉(Oryzias melastigma)肝脏金属硫蛋白mRNA性别差异性表达研究

鱼类金属硫蛋白(metallothionein,MT)mRNA作为生物标志物已越来越多地应用到水环境重金属污染的监测中,然而重金属胁迫下鱼类MT mRNA表达是否具有性别差异性特征目前尚无相关报道。以海洋模式鱼类—黑点青鳉(Oryzias melastigma)为实验鱼类,首次克隆了其MT基因全长c DNA序列,分析了黑点青鳉MT基因和氨基酸序列特征,然后进一步研究了水体中镉暴露后雌、雄性黑点青鳉肝脏中MT mRNA表达的差异性。结果显示,黑点青鳉MT基因c DNA全长为385 bp,编码60个氨基酸,预测编码的多肽分子量为5 990 Da,含有脊椎动物MT基因特征性序列结构cys-x-cys、cys-x-x-cys和cys-x-cys-cys。镉胁迫下雌、雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA表达结果显示,在0.8,4.0和8.0μg·L-1环境浓度的镉暴露1~7 d条件下,与对照组相比,雄性黑点青鳉在所有的不同暴露浓度和不同暴露时间的实验组中肝脏MT mRNA几乎均被显著性诱导表达;而雌性黑点青鳉只在较高暴露浓度和较长暴露时间的实验组中才被显著性诱导表达,并且MT mRNA的表达水平比雄性低得多。上述研究结果表明,在相同的镉胁迫条件下,雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA的表达比雌性更敏感;以黑点青鳉MT mRNA作为生物标志物监测海洋环境重金属污染生物效应状况时,应选择更敏感的雄性黑点青鳉作为监测鱼类。利用生物标志物监测水环境污染物生物效应时,监测动物的性别差异是一个应当考虑的重要因素。     

水体中典型重金属和全氟化合物对水生生物的联合毒性

水体作为环境污染因子的最终归宿,不仅容纳了越来越多的有毒物质,而且由于水体的立体性,水生生物极易受到多种因子的复合污染,易造成潜在的生态和健康风险。其中,重金属和持久性有机污染物因分布广、难降解且毒性效应复杂等特点,对水生生态易造成潜在危害而受到广泛的关注。环境污染往往是以混合物的形式联合存在,而联合毒性作用的相关研究较少。因此,本文围绕近年来典型重金属和全氟化合物的单一毒性,以及复合污染对水生动物的联合毒性作用进行了综述,现有的研究结果表明,复合污染对生物体存在联合毒性作用,可能表现为单一元素毒性作用、协同作用或拮抗作用,并对存在的问题和今后的关注重点进行了探讨,以便为未来的研究提供借鉴。     

水环境中的有机磷阻燃剂及其生物富集和生物转化研究进展

随着世界范围内对溴代阻燃剂的禁用,有机磷阻燃剂(OPFRs)被作为替代品广泛应用于建筑、纺织、化工、电子以及家装材料等行业,生产和使用量逐年上升.由于OPFRs在环境和生物体中普遍检出,且多种化合物具有致癌性、神经毒性和生殖毒性,对生态环境和人体健康造成潜在威胁,目前已成为国际上的一个研究热点.笔者重点综述了河流、湖泊和海洋等水体及沉积物中OPFRs污染现状,水生生物对OPFRs的生物富集和生物放大,以及OPFRs在水生生物体内和体外生物代谢的研究进展,并对目前该领域仍有待探讨的问题及研究趋势进行了展望.     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合暴露对水生生物的慢性毒性机理，本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物，镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点，研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明：Cd对虾的致死浓度为1 mg?L-1，当其与同浓度Pb联合时，致死毒性增强；在0.01 mg?L-1和0.1 mg?L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应，其中，SOD活性均受到胁迫抑制，0.1 mg?L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%，0.1 mg?L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%；CAT活性整体受胁迫激活，肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律；肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉；综合生物标志物响应(IBR)评价表明，机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能，但并不能消除重金属引起的氧化损伤，且重金属单一毒性要高于联合毒性，其中Cd对肝胰腺毒性最大，Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。? 关键词：日本沼虾；重金属；氧化损伤；交互作用；分子标志物     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合对水生生物的慢性毒性机制,本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物,镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点,研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明:Cd对虾的致死浓度为1 mg·L-1,当其与同浓度Pb联合时,致死毒性增强;在0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应,其中,SOD活性均受到胁迫抑制,0.1 mg·L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%,0.1 mg·L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%;CAT活性整体受胁迫激活,肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律;肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉;综合生物标志物响应(IBR)评价表明,机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能,但并不能消除重金属引起的氧化损伤,且重金属单一毒性要高于联合毒性,其中Cd对肝胰腺毒性最大,Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。     

广州市区植物叶片重金属元素含量及其大气污染评价

文章通过对广州市区植物叶片中重金属元素含量的分析，研究了植物大气环境污染指数，探讨了植物叶片重金属元素含量与城市大气环境污染之间的关系。结果表明，植物叶片中Cu,Pb,Cd,Cr元素污染都较严重，在重污染区这些元素的含量明显高于清洁对照区；用植物污染指数可以综合评价大气环境质量状况；利用植物叶片内的重金属含量变化，为大气污染生物监测和环境质量评价提供了科学依据。     

东莞市某地区地表水中重金属健康风险不确定性评价

为了解东莞市西南地区(麻涌镇、沙田镇、虎门镇和长安镇)地表水中重金属污染现状与健康风险水平,对研究区域内29个地表水样中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等重金属元素进行测定,并运用不确定性健康风险评价模型对研究区地表水中的重金属进行健康风险评估。结果表明:该研究区域地表水中重金属引起的致癌风险较高,人均年健康风险都在Ⅴ级风险及以上。化学致癌性重金属引起的人均年健康风险中,以Cr最大,As次之,然后是Cd。非化学致癌性重金属引起的人均年健康风险中,Pb的风险最大,Ni次之,风险均远小于化学致癌性重金属引起的人均年健康风险。因此,该研究区域地表水中重金属健康风险管理应以化学致癌风险为主,重金属污染物的优先控制顺序为CrAsCd。     

Removal of hazardous heavy metals from aqueous environment by low-cost adsorption materials

The rapid growth of the human population and industrialization in the world has indirectly increased environmental problems such as water, air and land pollution. Amongst all, heavy metals can be considered as the most problematic pollutants. Numerous efforts have been attempted to minimize the impact of heavy metals. This chapter discusses the recent developments and technical applicability of different treatment methods for heavy metal removal. The adsorption process using various low-cost materials as the potential alternative for heavy metal removal is being highlighted and summarized.     

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。     

太湖典型河网区地表水与沉积物氮、磷和重金属含量空间分异

将无锡城乡交错区河网分为城镇生活区水巷、工业区主河道、农业区主河道、农业区支流和鱼塘5种类型区.通过秋季(旱季)和夏季(雨季)2次采样,研究氮、磷和Cu、Zn、Pb、Cr、Cd在地表水和沉积物中的含量及其空间变化.结果表明:(1)城乡交错区地表水氮、磷来源于生活污染和工业污染的比例大于农田,同时具有来源分散、污染面广的特征.(2)由于城镇地表径流和工业活动影响,各类型区地表水重金属含量均有不同程度提高.但地表水重金属主要沿主河道迁移,旱季和雨季主河道重金属含量均大于农业区支流,而且随着与城镇距离增加,主河道沉积物重金属含量迅速降低,重金属污染影响范围较小.(3)与重金属相比,地表水氮、磷污染仍是太湖水网区主要的环境问题.但城镇及其周围河流沉积物中富集的重金属含量很高,其潜在环境风险不容忽视.     

城市湖泊表层沉积物中的重金属污染现状及其风险评价——以武汉墨水湖为例

水体沉积物中的重金属会对生态系统构成直接和间接的威胁.为了研究工业化、城市化过程中城市湖泊沉积物重金属污染现状及其暴露风险，以武汉市墨水湖为研究对象，测定了5种重金属Zn、Cu、Ni、Pb及Cr在表层沉积物中的含量，分析了其污染程度、分布特征，并对其稳定度进行了分析.结果表明，墨水湖表层沉积物重金属污染程度较重，在所有采样点5种重金属含量均高于最低效应阈值（LEL），多数采样点甚至超过了严重效应阈值（SEL）.该湖泊沉积物中重金属分布具有比较明显的空间差异性：排污口区>湖中心水域>城区岸边带>林田岸边带；其稳定程度依次为：Zn < Cu < Ni < Pb < Cr，其中Zn交换态及碳酸盐结合态比例超过50%，稳定程度极低.而Pb、Cr稳定程度较高，其交换态及碳酸盐结合态比例小于10%.像墨水湖这样受纳高污染负荷市政污水、暴雨径流的城市湖泊，其潜在的重金属生物活性，必须引起足够的重视.     

城市湖泊表层沉积物中的重金属污染现状及其稳定度分析——以武汉墨水湖为例

水体沉积物中的重金属会对生态系统构成直接和间接的威胁.为了研究工业化、城市化过程中城市湖泊沉积物重金属污染程度,以武汉市墨水湖为研究对象,测定了5种重金属Zn、Cu、Ni、Pb及Cr在表层沉积物中的含量,分析了其污染程度、分布特征,并对其稳定度进行了分析.结果表明,墨水湖表层沉积物重金属污染程度较重,在所有采样点5种重金属含量均高于最低效应阈值(LEL),多数采样点甚至超过了严重效应阈值(SEL);该湖泊沉积物中重金属分布具有比较明显的空间差异性:排污口区>湖中心水域>城区岸边带>林田岸边带;其稳定程度依次为:Zn相似文献   

城市植物叶片金属元素含量与大气污染的关系

采样分析了株洲清水塘工业区两上厂及圣贤区七种植物叶片中甲、钙、镁、锰、铁、铜、铅、锌和砷十种元素的含量，按照ＩＰ含污量指标，对测定区的大气质量做了分析评价，由原子吸收光谱仪测定植物叶片中锌、铅、镉和砷的含量，可以判定测定区的大气污染等级。     

洋涌河、茅洲河和东宝河沉积物中重金属的污染及评价

根据重金属环境化学行为的特点,应用沉积学原理,对深圳三条河流沉积物中的重金属进行了研究,采用Lars Hakanson指数法对重金属的潜在生态危害进行了评价,研究结果表明,即使按当地最高背景值为参比值计算,三条河流都受到重金属的严重污染,多数河段属于强的生态危害,少数河段属于中等生态危害。