PCB disposition and different biological effects in rats following direct soil exposure vs. PCBs off-gassed from the soil

A comparison of PCB congener profiles and limited biological effects was made between direct exposure to PCB-contaminated soil and vapor phase PCBs from that soil to determine congener patterns useful for identifying exposure sources in humans and wildlife. Weanling female Sprague–Dawley rats were exposed to either control or PCB-contaminated soil (from a landfill in Southern Illinois) for 1 and 2 weeks. The exposures were via direct contact with the soil or via airborne exposure with the rats isolated from the soil by a wire screen. Total PCB of 25% contaminated soil used in the study was 13?500?ppm. No PCBs were detectable in control rats. In direct-exposed rats, total PCB residues in fat pad, ear skin, serum, liver, and inguinal lymph nodes after the 1-week exposure were 6256, 185, 3.2, 149, and 41?ppm, respectively, but decreased to 465, 72, 1.7, 106, and 32.4?ppm after the 2-week exposure. In airborne-exposed rats, total PCB residues were 7.8, 1.6, 0.03, 0.2, and 0.6 in the same manner and slightly increased in fat pad and ear skin to 11.6 and 2.14, respectively. Decreases in both the concentrations and percentages of “episodic” PCBs (those congeners rapidly metabolized) in the fat pad were apparent following the 2-week exposure compared to the 1-week exposure by both routes. Both EROD and BROD activities were significantly increased in the direct-exposed rats, whereas only BROD activity increased in airborne-exposed rats. Serum T ₄ levels were depleted in the direct-exposed rats regardless of time of exposure but were increased insignificantly after 1-week and significantly after 2 weeks in the airborne-exposed rats. No significant changes in serum insulin levels were apparent in any of the treated groups. The results suggested that exposure of animals to PCBs via different routes could result in different PCB profiles, which could cause different biological effects.     

四溴联苯醚(BDE-47)对两种海洋桡足类动物的毒性效应

为了研究四溴联苯醚(BDE-47)对海洋桡足类的毒性效应,以太平洋真宽水蚤和日本虎斑猛水蚤为受试生物,依据急性毒性实验96 h-LC₅₀值,设置5个浓度组和1个对照组,测定摄食率、滤水率、耗氧率、排氨率和抗氧化防御系统中SOD、GST、GPx活性以及GSH含量。结果显示：BDE-47对太平洋真宽水蚤和日本虎斑猛水蚤的96 h-LC₅₀分别为
57和851 μg·L^-1,后者明显高于前者。2种桡足类在BDE-47作用下,其能量摄入和代谢均受到不同程度的诱导或抑制。太平洋真宽水蚤在中浓度(1.425 μg·L^-1)下摄食率和排氨率受到促进,高浓度(5.70和11.40 μg·L^-1)下耗氧率明显抑制;日本虎斑猛水蚤高浓度下(170.20 μg·L^-1)摄食率受到抑制,中浓度(21.28 μg·L^-1)下耗氧率受到促进,各个浓度的BDE-47对其排氨率均有明显促进作用。太平洋真宽水蚤SOD活性在BDE-47暴露96 h过程中均低于对照组(P<0.05),受到明显抑制;GST活性随暴露时间延长先升高后降低;GSH含量和GPx活性低浓度(0.7125和1.425 μg·L^-1)下随时间先升高后降低,而高浓度(5.70和11.40 μg·L^-1)下则相反。日本虎斑猛水蚤SOD活性随BDE-47浓度的升高先降低后升高再降低;GST活性和GSH含量在低浓度(10.64和21.28 μg·L^-1)BDE-47中与对照组相比无显著差异(P>0.05),而高浓度(85.10和170.20 μg·L^-1)
BDE-47下,GST活性随时间先升高后降低,GSH含量则先降低后升高再降低;GPx活性呈现先降低后升高趋势。由此可见,BDE-47与这2种桡足类的能量摄入、代谢和抗氧化防御系统存在一定时间及剂量效应,并具有明显的物种差异性。     

Nexus security: governance, innovation and the resilient city

Nexus security is a compound mix of ideas: reconciling human needs and wants with access to multiple resources; diversity of access to those resources and services; resilience in the face of weather- and climaterelated variability; resilience likewise in the face of infrastructure failure; and the personal, individual sense of belonging. At the level of Systems Thinking there is a very close relationship between resilience in the behavior of natural (ecological) systems and resilience in the social dynamics of governance within communities, where such resilience establishes the viability of these communities over centuries, which in turn entails successful stewardship of the man-environment relationship. We use insights from this cross-system mapping — across natural, built, and human systems — to assess, first, the role of city governance in achieving nexus security (or not) and, second, the role of technological innovations in serving the same purpose. More specifically, eight principles, covering resilience and diversity of access to resources and services, are used to gauge security-enhancing features of city buildings and infrastructure. Case studies include new designs of resilient office blocks, nutrient (nitrogen and phosphorus) recovery systems for sanitation and wastewater treatment, and the reconstruction of urban parks for the provision of ecosystem services. Throughout the paper, matters of risk in the face of meteorological variability are prominent. We do not conclude, however, that the presence of risk implies nexus insecurity.     

邻苯二甲酸丁苄酯在肺匀浆中的体外代谢研究

了解邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)在肺匀浆中是否被代谢以及被代谢的情况,为更深入的肺脏毒性研究提供参考.于肺匀浆液中加入一定量BBP后,在0 min、10 min、20 min、40 min、60 min、80 min不同的温孵时间用乙酸乙酯灭活萃取剩余BBP,处理后用高效液相色谱测定BBP含量,再通过标准曲线计算出测定的BBP含量,得出BBP在肺中被降解的量,计算得到不同时间BBP在肺匀浆液中的降解百分率.研究结果表明,BBP在肺匀浆液中的线性范围为7.2～179 μmol/mL,平均萃取回收率为(97.11±0.98)%.BBP在肺匀浆液中被降解,与时间呈一定线性关系; 代谢上有雌雄差异,雌性在40 min以前降解比雄性快,在雌性肺匀浆中的降解半衰期为93.65 min,在雄性肺匀浆中的降解半衰期为70 min,但是雄性在整个过程中降解较快; 采用乙酸乙酯进行灭活萃取,在本实验条件下没有检测到代谢产物,说明代谢产物极性较大,没有被乙酸乙酯萃取出来.     

好氧堆肥微生物代谢多样性及其细菌群落结构

好氧堆肥是农业废弃物无害化处理和资源化利用的一条有效途径.为了探究好氧堆肥过程中微生物群落的代谢特征和细菌群落演替现象,了解起关键作用的微生物菌群,通过筛选强降解菌种改善堆肥工艺、提高堆肥效率,采用Biolog法和宏基因组法分析了玉米秸秆和牛粪联合好氧堆肥过程中微生物的碳源代谢能力和细菌群落多样性.结果表明:在第2次翻堆（第14天）时,微生物利用碳源的能力最强,初次建堆时（0 d）和其余翻堆时（第8、20、26天）次之,发酵结束时（第34天）最弱.Simpson、Shannon-Wiener和McIntosh多样性指数表明,建堆时及翻堆时的菌群优势度、丰富度和均匀度均极显著优于好氧堆肥结束.不同好氧发酵时间的微生物群落对同一碳源代谢有差异,同一好氧发酵时间微生物群落对不同碳源的利用率不同.糖类、酸类和醇类是区分好氧堆肥不同时间微生物碳源利用差异的敏感碳源.好氧堆肥不同时间细菌的种类和丰度不同,共享的优势菌门有厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）和浮霉菌门（Planctomycetes）,在第0、8、14、20、26、34天这6个时间内它们的相对丰度之和分别达90.27%、90.34%、94.26%、84.21%、84.31%和77.61%,且6种门类在不同发酵时间的丰度表达存在消长变化状态.研究显示,参与好氧堆肥不同时间的微生物群落在碳源代谢能力上存在多样性,在细菌菌群的种类和丰度上也存在多样性.      

十溴二苯乙烷对部分血糖内分泌干扰的计算机辅助理论研究

随着十溴二苯乙烷(decabromodiphenyl ethane,DBDPE)的大量应用,它已经广泛存在于各种环境介质中,具有潜在的生物毒性。为了探究DBDPE影响血糖代谢水平的具体作用机制,应用DS3.5软件将其与部分血糖内分泌蛋白受体进行分子对接,并利用DBDPE类似物来构建三维定量构效关系(3D-QSAR)模型,预测出DBDPE的半最大效应浓度的负对数值(-log EC50)为5.86。结果表明,DBDPE是通过与部分血糖内分泌受体(雌激素受体、甲状腺激素受体和孕激素受体)结合而影响血糖代谢水平的。另外,根据构建模型,可以预测类似DBDPE的未知内分泌干扰物的活性数据。这些为认识DBDPE在机体内的作用机制、全面评价它的生态风险提供了理论依据。     

短、中、长链氯化石蜡暴露对细胞代谢影响的比较研究

氯化石蜡(chlorinated paraffins, CPs)在中国大量生产和使用,导致其在环境介质中的含量较高。采用拟靶向代谢组学技术,比较研究了短、中和长链氯化石蜡在人体内暴露水平下(100μg·L~(-1))对HepG2细胞代谢的影响。结果表明,短、中和长链氯化石蜡暴露引起了HepG2细胞增殖活力的降低与代谢活动的显著变化。短链氯化石蜡(SCCPs)暴露对细胞代谢的影响强度略高于中链氯化石蜡(MCCPs)和长链氯化石蜡(LCCPs)。3种氯化石蜡均显著扰乱了脂质代谢,且影响程度相近。显著受影响的代谢通路包括:甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、花生四烯酸代谢和鞘磷脂代谢。同时,3种氯化石蜡暴露也显著扰乱了甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成,牛磺酸和亚牛磺酸代谢;此外,LCCPs还扰乱了苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成通路。相比于SCCPs和MCCPs,LCCPs对氨基酸代谢表现出更强的干扰效应。     

多氯联苯羟基化代谢物及其雌激素效应研究进展

多氯联苯作为一种环境内分泌干扰物,具有一定的雌激素干扰效应,导致动物雌激素水平紊乱或功能异常,从而影响生殖、发育或行为。羟基多氯联苯是多氯联苯最主要的活性代谢产物,已经在动物和人体组织中被检出。羟基多氯联苯的化学性质和分子空间构象使其雌激素干扰效应可能较母体化合物更强。因此,它们对人类和动物机体的潜在影响以及由此带来的新的毒理学问题成为内分泌干扰研究领域的热点之一,相关的毒性作用机制需要进一步探索。本文对多氯联苯的代谢途径、羟基多氯联苯在生物体内的暴露水平、雌激素干扰效应及作用机制进行综述。     

中国造纸业物质代谢演化特征

造纸业是与国民经济和社会发展关系密切并具有可持续发展特点的重要基础原材料产业.为了解中国造纸业资源消耗及环境污染变化趋势,基于经济系统造纸业物质流分析（EW-MFA）方法原理,建立了中国造纸业物质代谢分析模型,定量分析2005~2017年中国造纸业物质输入/输出、代谢强度和循环利用率等演化特征.结果表明,2005~2017年中国造纸业的物质输入与输出总体呈下降趋势,水的贡献占比高达90%以上.近年来,随着造纸业原料结构的不断优化,非木材制浆的比例从42%下降至13%,主要被废纸制浆为主,木材制浆为辅的方式所取代,单位纸产品的资源消耗量得以大幅降低.2017年吨纸及纸板直接物质输入为26 t,较2005年的79 t下降了67%,其中新鲜水消耗量下降了约69%.水资源循环利用率大幅上升,2017年水循环率高达77%.目前,纸及纸板的生产越来越依赖于国内废纸和进口木材的投入,两者占比分别由2005年的21%和9%上升至2017年的60%和31%.然而,国内废纸回收率仍处于较低水平,需通过加强回收体系建设、提高居民回收意识等措施以缓解限制废纸进口造成的原料供应紧缺.     

我国典型森林土壤微生物驱动的氮代谢途径特征解析

微生物介导的氮代谢途径对生态系统结构和功能稳定性的维持起着重要作用,阐明微生物群落与氮代谢途径之间的关系可以从微观水平上扩展对氮代谢途径的理解.然而,微生物的基因水平转移使得基于分类学的方法并不能说明两者之间的关系.有研究表明,功能性状影响着群落构建和生态系统功能,将基于功能性状的研究方法应用于土壤微生物能更好地说明氮代谢途径的特征.因此,本文选择5种我国典型森林土壤,包括黑土（黑龙江哈尔滨）、暗棕壤（吉林长白山）、黄棕壤（湖北武汉）、红壤（福建福州）和砖红壤（海南乐东）,利用可以量化微生物功能性状的宏基因组技术对不同森林土的氮代谢途径特征进行了研究,主要包括氨同化、硝酸盐异化还原、硝酸盐同化还原、反硝化、硝化、固氮和厌氧氨氧化过程.结果表明,细菌序列在宏基因组文库中占主导位置,占所有序列的98.02%,且所涉及的几种氮代谢途径在细菌中都被检测到.5种森林土有着相同的氮代谢途径特征,即氨同化是细菌中检出频率最高的氮代谢途径,每百万个带注释的细菌序列平均检测到2830个氨同化途径的功能基因,固氮和厌氧氨氧化代谢途径检出频率较低,每百万个序列分别只检测到28.3和10.7个功能基因.不同森林土壤中同一氮代谢过程可由不同的微生物参与,且负责整个氮代谢途径的微生物的群落结构不完全相同.