代谢组学方法在生态毒理学中的应用进展

代谢组学方法越来越多地用于研究有机体与生态环境的相互作用。近年来,该方法已被应用于化学物风险评价和野生动物的疾病诊断,成为环境科学,特别是生态毒理学中充满活力的研究方向之一。本文介绍了应用于代谢组学研究的核磁共振波谱和质谱2种检测技术,着重讨论了生态毒理学研究中代谢组学方法在生物标志物的发掘和毒性评价,以及有机体对环境影响因子的代谢响应、野生水生动物疾病的诊断和监测等方面的应用。这些代谢组学在生态毒理学领域的应用将促进对有机体与环境相互作用的认识。     

多溴联苯醚在啮齿类动物体内的代谢动力学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类持久性有机污染物(POPs),其作为一种广泛使用的溴化阻燃剂在环境中普遍存在.PBDEs对生物体和人体存在内分泌干扰等毒性危害,正受到人们越来越多的关注.然而目前PBDEs对人体造成的影响都是由动物实验(主要是啮齿类动物)外推而得,因此研究不同的PBDEs同系物在啮齿类动物体内的代谢动力学...     

食物相暴露下三丁基锡(TBT)在疣荔枝螺(Thais clavigera)体内的吸收和代谢动力学

将牡蛎消化腺分别暴露在1000 ng·L-1和100 ng·L-1 TBT水溶液中4周,然后将染毒的牡蛎消化腺分别投喂疣荔枝螺(Thais clavigera).经过45 d的暴露和30 d的净化,我们发现雌雄疣荔枝螺的消化和生殖系统能较快地吸收TBT(吸收速率ku=0.004-0.022·d-1),并且其代谢(生物代...     

好氧颗粒污泥在酸性红14废水中的形成及降解酸性红14机理的初步研究

为了考察好氧颗粒污泥在酸性红14(Acid Red 14,AR14)废水中的形成以及降解AR14的能力,在序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)内以蔗糖和AR14为底物培养好氧颗粒污泥.在第I阶段(1～75 d),采用单一好氧的运行方式,好氧颗粒污泥出现在第29 d,粒径为(0.16±0.04) mm.随着反应器内的COD逐步增加,好氧颗粒污泥的粒径逐步增大; 在此阶段AR14脱色率在5%左右,为吸附所致.在第II阶段(75～120 d),采用厌氧+好氧的方式运行,驯化好氧颗粒污泥降解AR14的能力.反应器中AR14的脱色率逐步上升,在第102 d时,脱色率达到89%,并稳定在此水平.在第120 d,污泥质量浓度达到10 548 mg/L,平均粒径也达到了(2.18±0.25) mm.此时好氧颗粒污泥的沉降性能良好,污泥容积指数稳定在38 mL/g.研究表明,可在AR14废水中成功培养获得好氧颗粒污泥且能稳定维持.蔗糖在第II阶段的厌氧反应过程中充当了AR14的共代谢底物,氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential,ORP)在此过程中维持在-250～-300 mV,是偶氮染料生物厌氧降解过程的一个重要控制参数.     

氧化还原过程对好氧微生物产物光敏性的影响

从好氧活性污泥微生物和纯种大肠杆菌中提取溶解性微生物产物(SMP),考察光化学和电化学氧化还原过程对SMP官能团,组分和光化学活性的影响机制.结果显示,活性污泥微生物SMP(Ae)与大肠杆菌SMP(E)的SUVA₂₅₄和E2/E3分别为4.03与0.79和1.60与3.04,表明SMP(Ae)比SMP(E)芳香性和分子量更高,光照和电化学改性过程明显降低了蛋白类组分的荧光响应,进行改变了SMP的芳香性和腐殖化程度.两种改性过程可以增强SMP在光照条件下活性氧化物种(³SMP*、¹O₂和·OH)的浓度,其中[¹O₂]_ss由改性前的1.70mol/L提高到改性后的18.47mol/L,[·OH]_ss由改性前的3.57mol/L提升到438.25mol/L.17α-乙炔基雌二醇(EE2)的光降解效率在改性SMP的介导下最高提升了近5倍.本研究完善了污水处理厂出水中SMP的环境转化过程及其介导痕量有机污染物的自然光降解过...     

血清全氟化合物与代谢相关脂肪性肝病患病风险的关系

基于2017～2018年美国国家营养调查与健康调查数据集(NHANES),探究血清全氟化合物(PFAS)对代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)的影响以及在不同人群中的效应差异.采用Logistic回归模型和限制性立方样条评估各污染物的效应和剂量反应关系.结果表明:单污染物模型发现血清全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟己烷磺酸(PFHxS)、全氟癸酸(PFDA)与MAFLD患病风险呈负向关联,OR值分别为0.64(95%CI:0.45～0.91)、0.65(95%CI:0.46～0.93)、0.45(95%CI:0.30～0.67);多污染物模型中,与最低四分位数浓度(Q1)相比,血清全氟壬酸(PFNA)浓度处于Q2、Q3、Q4水平时,患MAFLD风险分别增加62%(OR=1.62,95%CI:1.10～2.39)、62%(OR=1.62,95%CI:1.01～2.60)、172%(OR=2.72,95%CI:1.53～4.84),且呈正向线性剂量-反应关系(P_overall=0.002).血清PFDA处于Q2、 Q3、 Q4水平时,可导致MAFLD风险分别减少39%(OR...     

水中磺胺类药物的氧化降解、反应途径及其产物毒性研究进展

磺胺类药物(SAs)是目前最常见的抗菌类抗生素之一,已在污水处理厂出水和自然水环境等检出,对水生动植物、微生物与人体健康产生潜在危害。但是目前水中微量SAs采用常规生物法降解处理效果并不显著。氧化法作为有效去除水体中SAs的方法之一,是水处理的研究热点。针对水中磺胺类抗生素的药效机理和危害,系统综述了水中磺胺类抗生素的氧化降解的研究进展,阐明了不同氧化方法、反应途径与产物毒性之间的内在联系。同时指出了高级氧化方法在加速磺胺类抗生素去除转化方面效果更好,而直接氧化在减少高毒性中间产物累积和减少抗生素抗性基因方面更具有优势。因此,开发高效的氧化方法需要密切关注磺胺类抗生素中间产物的累积和抗生素的耐药性。     

武汉市饮用水中阿特拉津及降解产物浓度特征

为了解武汉市政水厂水源水和出厂水中阿特拉津及降解产物的浓度水平和去除率,该文采用超高效液相色谱-串联质谱法,对10家市政水厂在丰水期和枯水期采集的水源水和出厂水中的阿特拉津及降解产物进行检测,检测物质分别为阿特拉津(ATZ)、异丙基阿特拉津（DIA）、二丁基阿特拉津(DEA)、二氨基氯代阿特拉津（DACT）和羟基阿特拉津(OH-ATZ)。研究结果显示,水源水中ATZ的浓度中位数是37.2 ng/L,降解产物浓度依次为DEA(5.88 ng/L)、OH-ATZ(5.07 ng/L)、DIA(3.12 ng/L)和DACT(1.26 ng/L),阿特拉津及降解产物在汉江水中的含量是长江水的3～5倍。水源水和出厂水中DIA和DEA在丰水期7月浓度较高,而DACT在枯水期5月浓度较高。经过常规水处理工艺流程后,ATZ几乎未被去除,DIA和DACT出现去除率负增长,建议在常规水处理工艺中增加颗粒活性炭和臭氧等工艺,以降低饮用水中阿特拉津及降解产物的浓度。     

普萘洛尔及其光解产物对大型溞的毒性效应

以实验室培养的大型潘为受试生物,参照OECD推荐的化学品对水生生物的标准试验方法,测定了普萘洛尔(PRO)母液及其光解产物对大型溞的急性毒性和21 d慢性毒性,综合评价二者对大型溞的生长繁殖毒性效应.结果表明,PRO母液对大型溞的24 h-LC50和48 h-LC50分别为5.88 mg/L和4.91 mg/L,属高毒物质.PRO对大型溞的安全质量浓度为0.86 mg/L.21 d慢性毒性结果显示,PRO母液对母潘的产溞时间、产溞量、产溞胎数都有显著影响,且效果随PRO质量浓度增加而增加.大型溞F1 (1st)和F1 (3rd)代在恢复条件下的产溞时间无明显影响,但产溞量显著下降.通过GC/MS鉴定,PRO在光解过程中产生5种低相对分子质量有机物,包括萘、萘酚及邻苯二甲酸酐等.随光解时间延长,PRO光解溶液的毒性下降,其对大型溞的毒性效应是PRO母液及其光解产物共同作用的结果.     

Cu2+对活性污泥代谢及群落结构的影响

为探究微量Cu2+对微生物代谢产物及群落结构的影响,采用序批式反应器(SBR),以含Cu2+原水作用下活性污泥为研究对象,分析不同质量浓度Cu2对胞外聚合物(EPS)和溶解性代谢产物(SMP)的影响,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析总细菌在不同质量浓度微量Cu2+驯化前后的群落结构.结果表明,活性污泥的EPS质量浓度受Cu2+的影响呈波动下降趋势,反应中后期趋于稳定,稳定区间与Cu2+质量浓度成反比.Cu2+加入反应体系后会造成SMP质量浓度短暂下降,随后微生物释放SMP来缓解环境压力,SMP质量浓度有所回升;中后期由于Cu2+积累导致细胞自溶、释放SMP,SMP质量浓度突增,增长幅度与Cu2+质量浓度成正比.不同质量浓度Cu2+会造成特定菌群的消亡,还会促进耐受力强的微生物成为优势菌种.含Cu2+原水会使微生物量和群落多样性降低,当Cu2+质量浓度为3.5 mg/L时SDI由1.92下降至1.23,而由于新优势菌种的产生,Cu2+质量浓度为5.0 mg/L时SDI有所回升.