铅暴露U251细胞差异表达基因分析(Analysis of Differentiation Expressed Genes of Human U251 Glioma Cells Exposed to Lead)

为研究体外培养的人神经胶质瘤U251细胞(human U251glioma cells)铅暴露后基因表达的改变,分析脑中差异表达基因,探讨铅暴露与神经毒性之间的关系,使用浓度为400μg·mL-1乙酸铅暴露U251细胞8h和24h,设置空白对照,提取RNA.应用基因芯片方法寻找差异表达基因,芯片扫描结果经归一化处理,设定Ratio值<0.5或≥2.0为表达有差异基因.结果表明铅暴露U251细胞导致2840条基因差异表达,暴露8h和24h皆上调表达的基因有92条,皆下调表达的基因有85条,其中132条基因在脑中表达;通过与数据库资料比对,109条基因与其在脑表达情况一致,23条基因不一致(15条基因高表达,8条基因低表达).从实验结果可以看出铅暴露能够导致U251细胞基因表达改变,抑制细胞增殖和迁移,促进细胞凋亡,负调控T细胞免疫活性.导致与神经发生、细胞骨架形成相关基因表达下调,神经保护能力下降,铅暴露可能与神经变性疾病及退行性疾病发生有关.     

纳米二氧化钛暴露人胚肺细胞差异表达基因相关通路

为探讨纳米二氧化钛(Nano-TiO2)对人胚肺(HPF)细胞差异表达基因相关通路的影响,采用半致死浓度(0.437mg·mL-1)的10nmTiO2暴露体外培养的人胚肺细胞24h,提取RNA,应用基因芯片技术筛选差异表达基因,分析纳米TiO2对基因通路的影响.结果表明,纳米TiO2暴露人胚肺细胞,导致514条肺中表达的基因发生差异表达,涉及多个KEGG通路和BioCarta通路.纳米TiO2暴露人胚肺细胞可能产生以下生物学效应:1)众多位于细胞外区域和细胞膜上的基因(特别是细胞膜受体基因)差异表达,对外界环境胁迫产生应激反应;2)与炎症相关的细胞因子基因表达大量改变,调控细胞的炎症反应;3)钙离子通路的膜受体基因差异表达,导致大量钙离子内流,调控钙离子信号传导;4)某些基因的差异表达(如OCLN下调),降低了细胞紧密联接力;5)与造血细胞增殖和分化相关的基因差异表达,刺激产生大量白细胞以抵抗感染.     

邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯对斜生栅藻的生态毒性作用

为了研究邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)对水生藻类的生态毒性作用,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试对象,设置5个DEHP浓度梯度(5、10、20、40、80mg·L-1)和1个对照组,实验周期为96h,以藻细胞数量和光合色素含量为测试指标,检测了DEHP对斜生栅藻生长的影响.结果表明,DEHP对斜生栅藻生长和色素含量具有一定的影响:暴露96h后,各DEHP暴露组斜生栅藻生物量(藻细胞数)与对照组均有显著差异(p<0.05),且随DEHP暴露浓度的升高,生物量逐渐降低;各DEHP暴露组叶绿素a、b含量均显著低于对照(p<0.05),在较低DEHP浓度(5、10mg·L-1)下,叶绿素a、b含量略呈上升趋势,较高DEHP浓度(≥40mg·L-1)下,则呈下降趋势;DEHP暴露对类胡萝卜素含量影响不大,除80mg·L-1组显著降低(p<0.05)外各实验组差异不大(p>0.05).     

表流湿地土壤因素对微污染水净化作用

为了研究人工湿地土壤在处理微污染原水的作用,在济南玉清湖水库建立土壤空白床进行实验研究.结果表明,在排除了植物因子的前提下,人工湿地的土壤-微生物系统对微污染原水中COD平均去除率达到46.67%、对TN的平均去除率为34.86%、对NH4 -N的平均去除率分别达到39.83、对TP的平均去除率达到45.12%.系统不同单位区段对微污染原水中的COD、TN、NH4 -N、TP去除率存在差异,在第一个单位区段的处理效率最高,分别为21.5%、18.32%、19.85%和16.64%,远大于第二、三、四区段.另外,土壤吸收附磷的过程中存在着积累现象.而且,系统处理效率受温度影响显著,随着温度的降低,污染物去除率也下降.     

卤代酚对斑马鱼的急性联合毒性效应研究

为了探讨卤代酚等毒性二元混合物联合毒性效应和评价其联合毒性效应的最佳方法,依次测定了6种卤代酚对斑马鱼的单一急性毒性和二元混合物的联合毒性,其中联合毒性作用类型采用毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)和混合毒性指数法(MTI)分别进行评价. 结果表明:单一卤代酚的生物毒性随着卤素原子数目在化合物中的增多呈增强趋势;卤代酚等毒性二元混合物的联合作用方式以部分相加和协同作用为主;毒性单位法(TU)和混合毒性指数法(MTI)可以较精确地评价卤代酚联合毒性作用类型.      

BDE-209和PCB153在致大鼠肝细胞DNA蛋白质交联(DPC)上的拮抗作用

多溴联苯醚(PBDEs)和多氯联苯(PCBs)都是为人熟知的持久性有机污染物,也同为室内半挥发性有机物(SVOCs)。由于二者结构类似,通常认为PBDEs具有和PCBs相似的毒性。染毒剂BDE-209和PCB153分别是PBDEs和PCB家族的主要同系物,并且同时存在于环境和人体组织中。实验以DNA蛋白质交联(DPC)为生物标志物研究BDE-209和PCB153单独及联合染毒的遗传毒性。对大鼠肝细胞在37℃下染毒1h。浓度设置如下:BDE-209(0、1、6.5、12μg.mL-1);PCB153(0、1、6.5、12μg.mL-1);BDE-209(3.25μg.mL-1)+PCB153(3.25μg.mL-1)。实验结果显示:与溶剂对照相比,测得DPC水平随BDE-209(或PCB153)浓度增大而显著增高(p<0.01);PCB153比BDE-209引起更高水平的DPC(p<0.05或p<0.01);联合染毒组的DPC水平显著低于PCB153组(p<0.01),但稍高于BDE-209组(p>0.05)。从以上结果可知,BDE-209和PCB153之间存在拮抗作用;BDE-209和PCB153具有遗传毒性,并且就致DPC作用而言,二者之间可能存在拮抗作用。     

双组分重金属在分层土壤中的迁移研究

尾矿库用来堆积矿产资源开采过程中产生的矿物废料,其重金属种类多,含量高,储存量大,影响范围广。尾矿长期堆放严重污染库区水生态环境,是目前重金属污染的主要来源之一。以德兴铜矿5号尾矿库为背景,建立了简化的分层土柱模型,研究双组分重金属离子在成层土壤中的运移规律。选择常见的铜、铁离子为污染物,通过测定不同深度处渗滤液中金属离子质量浓度,观测其在分层土柱中的迁移情况。结果表明:土柱中同一深度铜、铁离子质量浓度随时间延长而升高,初始阶段增速较大后逐渐降低;在垂向上,距离污染源越远离子质量浓度越低,且这种关系能用对数函数描述。黏土层对金属离子的迁移能起到有效的阻滞作用,试验结束时对铜、铁离子的阻滞净化效率分别可达88.98%、93.04%,但长期的渗透作用终会使污染物穿透黏土层,并更快地向下发展。双组分重金属离子共存时,迁移过程中金属离子之间会相互影响,与单个铜离子的运移对比,铁离子的加入使渗滤液中铜离子的质量浓度升高,且随着试验进行铜离子质量浓度升高幅度越来越大。铁离子的加入使30 cm深处渗滤液在第7 d时铜离子质量浓度增加了1.13%,第70 d时增大幅度达到8.62%。尝试性提出了防渗层阻滞净化效率的估算方法,反映防渗层工作状态及估计其有效使用时间,为尾矿库重金属污染预防和治理提供参考。     

京津冀区域典型城市PM2.5污染特征及其成因研究

量化空气质量改善过程中气象条件和减排措施的相对贡献, 有助于科学评估减排措施的实施效果. 本文以2017—2019年京津冀区域13个城市PM_2.5质量浓度为研究对象, 采用主成分分析、系统聚类等方法客观确定各次区域的典型代表城市, 并基于环境气象评估指数（EMI）量化空气质量改善过程中气象条件和减排措施的相对贡献. 结果表明, 京津冀区域PM_2.5浓度整体呈南高北低特征, 高值区集中在河北省南部, 冬季区域PM_2.5浓度显著高于其他季节. 经旋转后的主成分分析可划分出2个主成分, 分别对应河北省中南部地区和京津冀北部地区. 系统聚类将京津冀区域分为3个次区域, 经相似性计算获得次区域典型代表城市为承德、唐山和邢台. 以2017年为基准年开展EMI评估, 结果显示2018年1月承德、唐山和邢台PM_2.5浓度下降, 减排和气象条件均有不同程度的贡献; 不利气象条件是2019年1月承德PM_2.5上涨的主要原因, 排放造成同期唐山PM_2.5浓度上升了52.8%,不利气象条件抵消了邢台减排的效果, 并造成其PM_2.5浓度小幅度增加. 京津冀区域各城市PM_2.5浓度的同步变化, 排放和气象条件对不同城市的贡献仍然存在很大差异, 在京津冀区域内划分次区域具有重要意义.