核桃壳生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制

为探究生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制,以农业废弃物核桃壳为原材料,在400℃下热解碳化制备生物炭,与黏土、碳酸氢钠、硅酸钠混合制备生物炭小球。采用ESEM观察、比表面积测定、红外光谱对其表面结构和组成进行表征,并将其用于对雌酮(E1)、雌二醇(E2)和雌三醇(E3)的吸附去除研究。分别考察了吸附时间、溶液pH、生物炭小球投加量以及雌激素初始浓度对吸附效果的影响,并通过颗粒内扩散、等温吸附、吸附动力学探讨其吸附机制。结果表明:生物炭小球对雌激素的吸附平衡时间为15 min;投加量为1 g、pH为5、初始浓度为2 500μg·L-1时平衡吸附量最大;颗粒内扩散模型研究结果表明吸附机制包括分配作用和表面吸附;准二级动力学可较好地描述生物炭小球对雌激素的吸附过程;生物炭小球对雌激素的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。所制备的生物炭小球对雌激素污染物具有较好的去除效果,在环境治理方面具有一定的应用前景。     

城市污水雌激素活性研究进展——毒性评估、致毒物解析及毒性削减

城市污水成分复杂,含有多种有毒有害物质,使其能对生物体产生各种不良生物效应,其中,内分泌干扰物,尤其是雌激素类物质以及具有雌激素活性的污染物,因能影响生物的生殖系统并造成受纳水体鱼类性别转变等危害而备受关注,城市污水的雌激素活性也一直是污水处理领域的研究热点.当前,城市污水回用是缓解全球水资源危机的重要途径之一,在此背景下开展污水雌激素活性毒性评估、致毒物解析及毒性削减研究对于保障其回用过程中的安全性至关重要.笔者围绕这一条研究主线,以城市污水为研究对象,对污水雌激素活性表征方法、雌激素活性关键致毒物解析以及污水处理过程中雌激素活性削减的相关研究成果进行回顾和总结,为今后城市污水安全排放和回用提供参考.     

雌激素受体作为壬基酚的主要作用靶点导致机体免疫毒性

雌激素作为一类重要的性腺类固醇化学信使,已经被证实能够直接调节机体免疫反应,因此,一些具有拟雌激素特性的环境内分泌干扰物(endocrine disruptors,EDs),会通过影响雌激素相关信号通路对免疫系统产生干扰作用。壬基酚(nonylphenol,NP)作为典型的环境内分泌干扰物,已有大量的文献报道其通过拟雌激素特性或干扰雌激素的合成、分泌、转运以及与靶点的结合,破坏机体生殖功能以及神经-免疫-内分泌系统,影响整体生理平衡与稳定。近年来,NP对免疫系统的干扰作用逐渐引起重视,研究发现,NP暴露会引起小鼠免疫器官及免疫细胞的发育异常,并且会导致新生小鼠肝毒性,肝脏细胞内炎性因子TNF-α、IL-1β分泌增加。除NP作为配体干扰雌激素信号通路外,尚未发现其他明确的分子机制解释NP造成的免疫毒性。本综述主要结合近年来相关的实验结果,总结了NP对免疫系统的潜在影响及其可能的分子机制。     

湄洲湾海域环境雌激素的污染特征及生态风险评估

2011年8月,对湄洲湾海域表层水体中雌激素类化合物(EDCs)进行了调查。在湄洲湾表层水体中,仅检出雌三醇(E3)、双酚A(BPA)和4-壬基酚(NP)三种EDCs,其总浓度范围为:(15.47~1997.74)ng/L,平均值为274.64±545.91 ng/L。以BPA和NP为主雌激素污染处于中等的水平,湄洲湾中部密集工业污水排放是其主要来源。BPA的浓度从湾内向湾外有逐渐递减的趋势,NP的浓度在大多数站位水平相当,湄洲湾的水动力条件及沿岸的化工企业污水排放影响其的分布。利用商值法得出湄洲湾BPA的残留水平存在生态风险,联合雌激素效应作用可能对该区域的生态环境造成危害。     

类固醇雌激素在土壤与沉积物中的污染水平及其吸附研究进展

类固醇雌激素(SEs)具有很强的内分泌干扰效应,对人类和生态环境的危害极大,土壤和沉积物等固相介质对SEs的吸附作用是影响其在环境中迁移转化的重要过程。各国的土壤和沉积物中均受到了不同程度的SEs污染,土壤和沉积物中有机质、溶解性有机质,黏土矿物、氧化物等矿物成分,外界环境(如:pH值、温度和离子浓度等),共存污染物以及微生物等都对吸附过程产生一定的影响,土壤和沉积物对SEs的吸附机理需要进一步探讨。     

雌二醇短期暴露对非洲爪蟾性腺和输卵管形态及性二态基因表达影响的初步研究

环境雌激素对两栖动物的生殖内分泌干扰作用已引起关注,目前的研究主要集中在长期暴露对性腺分化和发育的影响。以雌二醇(E2,10 nmol·L-1)为模式化合物,以非洲爪蟾为实验动物,6月龄的幼蛙暴露6 d,研究雌激素对性腺和输卵管形态以及性二态性基因表达的影响。结果发现,6 d的E2暴露对精巢和卵巢的形态没有明显影响,但从组织学结构来看对卵和精子的发育有微弱的促进作用。E2能够明显地促进了雌性输卵管的发育,表现为输卵管变粗变弯曲。E2暴露显著抑制精巢和卵巢中性激素合成相关基因cyp11a1、3βHSD、Srd5α、ARO的表达,对cyp17的表达无影响,使脑中LHβ和FSHβ的表达下调;对性别分化和性腺发育相关基因Dax、AR、ERα、TFⅢA、TBPL2的表达均无影响,但能够促进卵巢中Sox3的表达;同时促进脑中Emi2的表达,抑制脑中Dmrt1的表达。因此,输卵管可作为敏感的形态指标,性腺中Srd5α、cyp11a1、3βHSD、ARO、Sox3和脑中LHβ、FSHβ、Dmrt1、Emi2可作为分子指标。以上结果可为后续建立评价化学品对两栖动物雌激素效应的短期试验方法提供参考。     

3种增塑剂单独和联合暴露对MCF-7细胞增殖的影响

为了探究结构差异较大、应用较为广泛的几类增塑剂雌激素活性的联合效应,选择邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、双酚A(BPA)和壬基酚(NP)作为邻苯二甲酸酯、双酚A类和烷基酚类增塑剂的代表物进行试验.用DBP、BPA和NP单独及两两混合处理MCF-7细胞.采用MTT法检测培养24h、48 h、72 h和96h时的细胞增殖情况.采用流式细胞术检测药物培养48h后的细胞生长周期分布,并计算细胞增殖指数(PI).运用效应叠加模型(ES)判定联合效应类型.结果表明,在单独暴露试验中,DBP、BPA和NP组PI均大于1,且均能提高S期(DNA合成期)细胞比例.因此,DBP、BPA和NP均能显著促进MCF-7细胞增殖.混合暴露试验中,1)DBP和BPA在MTT试验中24h、48h、72 h和96h时的效应叠加指数(ESI)分别为1.013 9、1.023 8、0.9999、1.010 8,在流式细胞仪试验中ESI为1.014 1.因此,DBP和BPA的雌激素活性联合效应为加和作用.2)DBP和NP在MTT试验中24 h、48 h、72 h和96 h时的ESI分别为1.004 0、1.008 6、1.011 5、1.010 3,流式细胞仪试验中ESI为0.997 0.因此,DBP和NP的雌激素活性联合效应为加和作用.3)BAP和NP在MTT试验中24h、48 h、72 h和96h时的ESI分别为0.980 6、0.981 8、0.977 7、0.973 3,流式细胞仪试验的ESI为0.912 8.由此可知,BPA和NP的雌激素活性联合效应为拮抗作用.因此,可以采用MCF-7细胞增殖试验研究环境污染物雌激素活性联合效应.     

类固醇雌激素分析方法研究进展

类固醇雌激素因其对野生动物、人类健康及生态环境安全造成危害而受到全世界的普遍关注,并成为环境科学和生态毒理学研究的重点和热点之一.针对4种典型的类固醇雌激素(雌激素酮、17-β-雌二醇、雌三醇和17-α-乙炔基雌二醇),对其羟基和酮基衍生化技术、水和固体样品的前处理技术及仪器检测方法进行了综述,总结了类固醇雌激素分析方法的研究动态和进展.     

MiRNA-451 is a potential biomarker for estrogenicity in mouse uterus

The uterotrophic assay has been commonly used to test environmental estrogens in vivo, however, it is often not sensitive enough sometimes. An alternative way is to evaluate estrogenicity through biomarker genes. MicroRNA （miRNA） is a class of regulatory gene, which has been shown to be a good biomarker for many diseases and toxicological effects in recent years, and some evidences showed that estrogen induced response was partially mediated by miRNAs. In this study, two types of microarrays were used to test the 17[3-estradiol （E2） induced miRNA expression profile at different time points in the immature mouse uterus. Statistical analysis showed the aldehyde slide based array had less variation than the amino slide based array, and 11 dysregulated miRNAs were screened out for significant fold change. Real-time PCR was performed to further confirm that 4 out of 7 selected miRNAs, namely miR-451, miR-155, miR-335- 5p, and miR-365, are E2 regulated miRNAs in the uterus. The function of the predicted targets of these miRNAs is involved in cell grow control, which is consistent with the main E2 function in the uterus. MiR-451 had similar strong responses to E2 in the uterus of both immature and overiectomized mice, and could be a potential biomarker for estrogenicity in the uterus.     

邻苯二甲酸酯类雌激素活性联合作用模型分析

环境雌激素对生命健康影响受到广泛关注,现行污染物环境标准制订和风险评价只针对单一化合物而非混合物效应,不足以保护生命安全与人类健康。为探讨环境雌激素的混合物效应,选择对雌激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞增殖实验,检测雌二醇(E2)、邻苯二甲酸酯类化合物(DBP和DEHP)的单一及其联合雌激素活性;基于单一化合物的浓度-反应曲线,运用浓度相加(CA)和独立作用(IA)模型对混合物的毒性进行预测,并将模型预测结果与混合物实验数据进行比较分析。结果表明,E2、DBP、DEHP对MCF-7细胞的单一作用数据可通过Weibull方程拟合,由拟合方程得到的半数效应浓度(EC50)及95%置信区间分别为3.450×10-6(2.373×10-6~1.675×10-5)、5.138(1.489~1.082×10)、1.186(4.478×10-1~2.24)μmol·L-1;3种化合物的混合物数据亦可通过Weibull、Logistic和Exp Gro1方程进行有效拟合,混合物效应与化合物单独作用产生的效应具有显著性差异;3种化合物表现非相似联合作用,利用独立作用(IA)模型预测混合物效应较为可靠,外源性环境雌激素与内源性雌激素联合作用产生的混合效应显著。环境雌激素混合物毒性可以通过相加作用模型预测,为环境复合污染的风险评价和管理提供基础数据。