萘对斑马鱼（Danio rerio）内脏团抗氧化防御系统的胁迫与生物响应

经急性毒性实验,得到萘对成体斑马鱼96　h的半数致死浓度（LC₅₀）为11.8 mg·L^-1.在此基础上,设置5个浓度梯度：0、 1/6 LC₅₀、 1/4 LC₅₀、 1/3 LC₅₀、 1/2 LC₅₀,研究了在不同的暴露时间下（0.5、 1、 2、 4、 、 14d）,萘对斑马鱼抗氧化防御系统的影响.结果表明,还原型谷胱甘肽（glutathione, GSH）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase, GPx）和谷胱甘肽硫转移酶（glutathione S-transferase, GST）对萘非常敏感,在暴露0.5　d时就受到抑制或诱导.0.5　d后GPx活性整体上被诱导,只在第14　d时高浓度组（1/3 LC₅₀和1/2 LC₅₀浓度组）GPx活性被抑制;GST和GSH则总体上是低于对照的.超氧化物岐化酶（superoxide dismutase, SOD）活性在2d后呈现先诱导后抑制;过氧化氢酶（catalase, CAT）活性在1　d后整体上受抑制.萘对斑马鱼内脏团抗氧化防御系统能产生影响,其变化可作为生物标志物,来评价暴露于多环芳烃有机污染的鱼类的生物学效应.     

PFOS/PFOA对斑马鱼(Danio rerio)胚胎致毒效应研究

采用斑马鱼胚胎毒性测试方法,研究了PFOA/PFOS对斑马鱼的急性毒性和生命早期阶段生长发育的影响.结果表明,PFOS/PFOA对斑马鱼有明显毒性作用,LC₅₀(48 h)分别为1005 mg/L和107 mg/L,LC₅₀(96　h)分别为499 mg/L和71 mg/L.PFOS/PFOA抑制斑马鱼胚胎发育,可导致胚胎发育畸形,甚至死亡,高浓度(＞240 mg/L)PFOS损伤细胞膜,导致胚胎分裂中的细胞发生自溶而卵凝结死亡,抑制胚胎原肠胚的形成.在各种亚致死效应中,脊柱畸形对PFOS暴露最敏感,其EC₅₀=9.14 mg/L,PFOA暴露最敏感亚致死性毒理学终点为96　h孵化,对应EC₅₀=328.0 mg/L.PFOA/PFOS导致胚胎发育延迟,具有发育毒性.     

我国硒淡水水生生物水质基准值推导

水体中硒含量过高会导致水生生态系统退化,而中国现有的地表水环境质量标准对硒的标准值设定并不是基于我国水生生物相关毒理学研究得出的,难以因地制宜地保护我国水生生物.为保护我国水生生物,本研究利用物种敏感度分布法,推导出基于最大无效应浓度（NOEC）、最低有效应浓度（LOEC）的慢性硒（无机）淡水水质一级基准值和基于半数致死效应浓度（LC₅₀）、半数最大效应浓度（EC₅₀）、半数抑制浓度（IC₅₀）的急性硒（无机）淡水水质二级基准值分别为0.58 μg·L^-1、0.52 mg·L^-1,发现我国现有的水质标准可能会对我国水生生物造成欠保护.进一步推导出为保护我国鱼类的硒（无机）淡水水质一级、二级基准值分别为0.21 μg·L^-1、1.60 mg·L^-1,以及硒淡水鱼类饲料有机硒和无机硒含量一级基准值分别为97 μg·kg^-1和98 μg·kg^-1.本研究基于硒对水生生物的急性和慢性毒性效应,推导出硒的系列基准值,为保护我国淡水水生生物安全的标准制定提供数据支撑和科学依据.     

不同官能团微塑料对斑马鱼胚胎菌群和代谢功能的胁迫效应

为探究官能团修饰对微塑料生物效应的影响规律和机制,分析了3种聚苯乙烯微塑料（PS、PS—NH₂和PS—COOH）在斑马鱼（Danio rerio）胚胎内的累积特征,并利用微生物组学和代谢组学相结合的分析技术,解析了斑马鱼幼鱼体内代谢功能及微生物群落的响应规律.结果显示,3种微塑料都可以在斑马鱼体内产生累积,其含量范围为143~175 μg·g^-1,且不存在明显差异性.斑马鱼胚胎绒毛膜是微塑料早期暴露的主要累积场所,但不能有效阻止小粒径微塑料的穿透.未修饰的PS明显影响了斑马鱼幼鱼体内氨基糖苷类的代谢能力,PS—NH₂主要对氨基酸的代谢过程产生了影响,而PS—COOH则主要作用于三羧酸循环、氨基酸及糖酵解等代谢通路.3种微塑料均导致了斑马鱼幼鱼体内代谢功能的变化,从而对斑马鱼产生了毒性效应,而微塑料的官能团修饰则加强了这一影响程度.与对照组相比,PS—NH₂明显降低了斑马鱼幼鱼体内的微生物群落的多样性,显著增加了变形菌门（Proteobacteria）的占比,导致斑马鱼幼鱼体内的菌群失衡,从而引起鱼体代谢功能的紊乱.微塑料的官能团修饰可能会明显改变其对生物体的胁迫效应,导致难以预测的生态风险.     

麻黄碱在斑马鱼体内的器官特异性蓄积及毒代动力学

麻黄碱（ephedrine,EPH）是一种生物碱,用于减轻感冒、过敏性鼻炎、鼻炎及鼻窦炎引起的鼻充血症状,控制支气管哮喘等,同时还是制造毒品冰毒的原料.EPH已经在地表水中广泛检出,并可能对水生生物甚至生态系统产生不利影响.但目前,EPH在水生生物中的摄取、器官分配和毒代动力学过程还没有受到关注.本研究中将斑马鱼（Danio rerio）在半静态系统中暴露于EPH,研究斑马鱼的不同器官对EPH的吸收、蓄积以及EPH在斑马鱼体内的毒物代动力学.暴露浓度分别为0.01、1.00和100.00 μg·L^-1,暴露14 d后,在斑马鱼脑、肝、肠、卵巢及肌肉中均检测到EPH,高浓度组斑马鱼脑中EPH最高达到84.97 ng·g^-1;EPH的平均含量的相对大小遵循以下顺序：脑 > 卵巢 > 肝 >肠 > 肌肉.斑马鱼器官中的麻黄碱的摄取速率常数（K_u）为0.23~570.31 L·（kg·d）^-1,消除速率常数（K_e）为1.22~6.11 d^-1,半衰期为0.12~0.57 d.观察到的生物富集系数（BCF_o）和动力学来源的生物富集系数（BCF_k）范围分别为0.24~337.33 L·kg^-1和0.13~316.43 L·kg^-1,处于相同的水平.     

磷石膏浸出液对斑马鱼的急性毒性及氧化应激损伤

以斑马鱼（Danio rerio）为受试鱼种,研究了磷石膏浸出液对水生生物的急性毒性及亚致死浓度下对斑马鱼肝脏、肌肉和鳃中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和丙二醛（MDA）的影响,以及96 h后肝脏和鳃组织病理变化.结果表明,磷石膏浸出液中总磷、氟化物和Cd、Cr、Pb、Hg浓度超出地表水V类水标准,其对斑马鱼的毒性较强,96 h半数致死浓度（LC₅₀）为6.5%（体积分数）.慢性毒性实验显示,随暴露时间延长,各组织内3种抗氧化酶活性变化趋势不完全一致,但高浓度（0.65%和3.25%）暴露后期（72 h和96 h）几乎均受到显著抑制,其中,SOD对浸出液的敏感性最高;MDA含量变化规律较为一致,随浸出液浓度增加而升高,肝脏、肌肉和鳃中MDA最高含量均出现在72 h,分别是空白对照组的1.8、1.6和2.1倍,至96 h时略有降低,但仍显著高于对照组.各浓度组暴露96 h后,肝细胞窦间隙扩大,肝巨噬细胞增多,细胞核固缩,部分细胞质空泡化,组织水肿;鳃组织出现上皮细胞增生、脱落,鳃丝充血,鳃小片弯曲变形等现象.综上,未加处理的磷石膏浸出液已超出斑马鱼耐受极限,任其排入环境具有潜在的生态风险.     

砷和二氯乙酰胺联合暴露下斑马鱼脏器富集及毒性的性别二态性研究

砷（As）是全球性毒害污染物,可与消毒副产物共存于水环境中,但目前缺乏两者对水生生物的系统联合毒性效应评估数据.本研究选用毒性较强的含氮消毒副产物—二氯乙酰胺（DCAcAm）为代表,研究其与无机三价As在不同性别成年斑马鱼肝脏、肠道、脑和鳃等器官中的联合毒性效应.结果表明,100 μg·L^-1 As和300 μg·L^-1 DCAcAm单一和联合暴露主要累积于肝脏,并在肝脏诱导最强的氧化损伤及炎症反应.As单一暴露对雌性斑马鱼表现出更强毒性,而DCAcAm单一暴露则在雄性斑马鱼中诱导更强毒性,两者的联合毒性效应在两种性别斑马鱼肝脏中均减弱.在雄性斑马鱼肠道、脑和鳃中,As和DCAcAm的毒性效应相互独立;而在雌性斑马鱼脑和鳃中联合毒性减弱,肠道中联合毒性增强.本研究结果可为As和DCAcAm联合毒性评估及健康风险评价提供数据支撑,对DCAcAm暴露的性别二态性响应的首次表征,可为DBPs类污染毒性效应评估提供另一维度的参考数据.     

2,4-二叔丁基苯酚对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性

2,4-二叔丁基苯酚（2,4-di-tert-butylphenol,2,4-DTBP）作为一种合成酚类抗氧化剂（Synthetic Phenolic Antioxidants,SPAs）被广泛应用于塑料、橡胶、食品等工业产品中,近年来在水体、空气、生物体中被不同程度检出.然而目前有关2,4-DTBP的毒理学研究十分有限,尤其是对鱼类早期发育阶段的神经毒性效应尚未可知.因此,本文以斑马鱼为研究对象,在涵盖环境相关浓度水平上（0.01、0.1和1 μmol·L^-1,即2.06、20.6和206 μg·L^-1）,从运动活性、焦虑行为及多巴胺和5-羟色胺神经信号通路的基因转录水平探讨2,4-DTBP对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性效应及其作用机制.结果发现,0.01和0.1 μmol·L^-1 2,4-DTBP暴露引起仔鱼在暗周期过度活跃,1 μmol·L^-1 2,4-DTBP暴露引起仔鱼在光周期异常平静及焦虑行为,斑马鱼的行为异常可能与5ht1ab 和drd1的过度表达有关.研究表明,2,4-DTBP可能对斑马鱼早期发育阶段具有神经毒性,且不同剂量下的作用机制不同.     

己烯雌酚在斑马鱼胚胎中的生物蓄积及毒性机制研究

采用HPLC和斑马鱼胚胎发育方法,测定了己烯雌酚（DES）在标准模式种斑马鱼胚胎体内的蓄积规律及胚胎毒性效应,并利用定量活性-结构分析（QSAR）和基因芯片技术,探讨了DES对斑马鱼胚胎的致毒机制.结果表明,在0.2 mg/L DES中暴露24、 48和72 h后,胚胎体内的DES含量分别为（25.78±4.95）、（54.88±7.10）和（71.93±10.55）μg/g;不同起始染毒时间（0 hpf和8 hpf）条件下,亚致死最敏感指标均为72 h孵化率抑制,EC₅₀分别为（0.14±0.09）和（0.33±0.14） mg/L,说明胚胎在发育囊胚期（发育8　h）前对DES暴露更为敏感.QSAR研究发现,DES相对其它酚类类雌激素对斑马鱼胚胎具有较高的毒性,这与它具有较高的TE值（51.121 7　eV）相关;基因芯片研究发现,5　μg/L DES暴露21　d后能导致斑马鱼成鱼部分基因表达异常.DES对斑马鱼具有一定的胚胎毒性和遗传毒性,而生化反应是致毒的关键步骤.     

对二氯苯和镉对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的联合毒性效应研究

以静水法生物测试研究了对二氯苯和镉对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的联合毒性效应,并采用Marking水生毒理联合毒性相加指数法对联合毒性效应进行了评价.结果表明, 对二氯苯和镉对草鱼的单一毒性作用时,24、48、72和96 h对二氯苯对草鱼的LC₅₀分别是10.11、9.04、8.52和7.83 mg/L; 24、48、72和96 h镉对草鱼的LC₅₀分别是40.02、35.05、28.99和24.41 mg/L,因此对二氯苯的毒性大于镉的毒性. 对二氯苯和镉对草鱼种的联合毒性作用,当采用毒性1∶1进行试验时,暴露时间分别为24、48、72、96　h时AI>0,联合作用结果为协同作用,而当采用浓度1∶1进行试验时,表现出暴露时间为24、48、72 h的AI<0,联合作用结果表现为拮抗作用,而暴露时间为96 h时AI>0,联合作用结果则为协同作用,即随着暴露时间的增加,对二氯苯和镉的联合毒性作用从拮抗作用转变为毒性剧增的协同作用.     

Relationship between metabolic enzyme activities and bioaccumulation kinetics of PAHs in zebrafish (Danio rerio)

Many studies have investigated bioaccumulation and metabolism of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in aquatic organisms. However, lack of studies investigated both processes simultaneously, and the interaction between these two processes is less understood so far. This study investigated the bioaccumulation kinetics of PAHs and metabolic enzyme activities, including total cytochrome P450 (CYPs) and total superoxide dismutase (T-SOD), in zebrafish. Mature zebrafish was exposed to the mixture of phenanthrene and anthracene under constant concentration maintained by passive dosing systems for 16 days. The results showed that PAH concentrations in zebrafish experienced a peak value after exposure for 1.5 days, and then decreased gradually. The bioaccumulation equilibrium was achieved after exposure for 12 days. Both of the uptake rate constants (k_u) and the elimination rate constants (k_e) decreased after the peak value. The variation of PAH concentrations and metabolic enzyme activities in zebrafish had an interactive relationship. CYPs and T-SOD activities increased initially with the increase of PAH concentrations, but decreased to the lowest state when PAH concentrations reached the peak value. When the bioaccumulation equilibrium of PAHs was achieved, CYPs and T-SOD activities also reached the steady state. In general, CYPs and T-SOD activities were activated after exposure to PAHs. The decrease of PAH concentrations in zebrafish after the peak value may be attributed to the great drop of k_u and the variation of CYPs activities. This study suggests that an interactive relationship exists between bioaccumulation kinetics of PAHs and metabolic enzyme activities in aquatic organisms.     

Cu2+和Cd2+对斑马鱼胚胎早期发育的联合毒性

采用斑马鱼胚胎早期发育技术,测定Cu2+和Cd2+ 2种重金属对胚胎发育的毒性效应. 以24 h致死和72 h胚胎孵化抑制为毒性终点,2种重金属的剂量-效应曲线可用Weibull函数或Logit函数有效描述,由最佳拟合函数计算得出半数致死浓度(LC₅₀)或半数效应浓度(EC₅₀)为毒性效应的评价标准,2个毒性终点的重金属毒性大小顺序均为Cu2+>Cd2+. 应用浓度加和(CA)与独立作用(IA)2种模型,对72 h孵化抑制率的无观测效应浓度(NOEC)配比混合物的联合毒性作用进行了预测,通过混合物试验观测数据的95%置信区间与CA模型和IA模型预测的剂量-效应曲线进行比较分析表明,2种模型都可以有效预测斑马鱼胚胎孵化的联合毒性.      

双酚AF暴露对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的毒性效应

为明确不同发育阶段的斑马鱼对BPAF(双酚AF)暴露的易感性,采用暴露试验法初步研究了BPAF对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的发育毒性. 结果表明:①BPAF暴露可延缓胚胎期斑马鱼的发育和孵化,使其出现心包水肿、卵黄囊异常、心率下降、心脏搏动停止等症状. ②暴露96 h后,ρ(BPAF)为2.0、2.5、3.0 mg/L暴露组胚胎期斑马鱼的畸形率高达100%,暴露24 h致畸的EC₅₀(半数效应浓度)为2.00 mg/L,暴露96 h的LC₅₀(半数致死浓度)为1.84 mg/L. ③暴露72 h后,对照组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为0;除ρ(BPAF)为1.0 mg/L暴露组外,其余BPAF暴露组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为100%. ④随着暴露时间的延长以及中毒程度的加深,幼鱼期斑马鱼出现的中毒症状依次表现为心包水肿、卵黄囊水肿、背脊弯曲、心跳停止,暴露48和72 h时其心包水肿的EC₅₀分别为1.76、1.56 mg/L,暴露96 h的LC₅₀为1.77 mg/L. 胚胎期和幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露响应的差异分析显示,幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露的反应更为敏感,幼鱼期斑马鱼的心包水肿症状可作为BPAF毒性响应的最佳指标之一.      

通过多阶段暴露试验评价嘧菌酯对斑马鱼的急性毒性与发育毒性

嘧菌酯作为最畅销的甲氧丙烯酸酯类杀菌剂,是防治水稻病害的常用农药,其对水生生态环境的负面效应值得重视.为研究嘧菌酯对水生生物的危害,进行多阶段(成鱼、仔鱼、胚胎)斑马鱼毒性试验,分析了嘧菌酯对鱼类的急性毒性,同时,通过6 d胚胎发育试验,研究了嘧菌酯对鱼类早期发育阶段的影响.结果表明,斑马鱼3个生命阶段对嘧菌酯的敏感性(以96 h-LC50(致死中浓度)表示)顺序为:仔鱼(0.39 mg·L~(-1))胚胎(0.61 mg·L~(-1))成鱼(1.37 mg·L~(-1)).6 d胚胎发育试验结果发现,嘧菌酯可诱导斑马鱼胚胎出现一系列不良症状,包括孵化率下降、心率异常、生长抑制和心包水肿等.0.25 mg·L~(-1)的嘧菌酯可显著促进斑马鱼胚胎自主运动和心率,并能明显抑制孵化仔鱼的体长.0.6 mg·L~(-1)及更高浓度的嘧菌酯可明显抑制斑马鱼胚胎眼睛、体节、尾部和心脏的发育.研究显示,嘧菌酯对斑马鱼多个生命阶段均具有一定毒性,但对早期生命阶段毒性更强,因此,其对鱼类早期生命阶段的影响值得重视.     

硫丹对蚯蚓存活、生长和肠胃线粒体超微结构的影响

通过人工土壤法对蚯蚓进行14d的急性暴露,研究了硫丹对蚯蚓存活、生长的影响;试验结束后,从硫丹剂量为0.5mg·kg-1和5 mg·kg-1的处理中挑选蚯蚓制作超薄切片,观察肠、胃部线粒体超微结构的变化.结果表明,硫丹对蚯蚓有较强的毒性作用,14d的LC50为6.52mg·kg-1.试验期间硫丹对蚯蚓的生长有显著的抑制作用,生长抑制率随硫丹剂量和暴露时间增加而增大.蚯蚓肠胃部的线粒体对硫丹有较强的敏感性,在非致死剂量下超微结构的损伤程度随硫丹剂量增加而加重.     

锑对土壤跳虫(Folsomia candida)的毒性效应

为了解Sb（锑）对土壤无脊椎动物的毒性效应及对比不同类型土壤中Sb毒性的差异,选取死亡率、逃避率、繁殖数三组个体水平的评价指标研究了3种典型土壤（海伦黑土、祁阳红壤、北京潮土）中外源添加Sb对模式生物——跳虫（Folsomia candida）的急性毒性和慢性毒性效应.结果表明,基于实测w（Sb_总）求得的上述3种土壤中Sb影响跳虫逃避的2 d-EC₅₀（EC₅₀为半数效应浓度）分别为298、>431[高于土壤中最高w（Sb_总）]和132 mg/kg;影响跳虫死亡的7 d-LC₅₀（LC₅₀为半数致死浓度）分别为3 352、4 007、2 105 mg/kg;影响跳虫死亡的28 d-LC₅₀分别为2 271、1 865、703 mg/kg,影响跳虫繁殖的28 d-EC₅₀分别为1 799、1 323、307 mg/kg.由上述毒性阈值大小可知,跳虫逃避率的敏感性高于死亡率和繁殖数的敏感性,不同土壤中Sb对跳虫的毒性大小具有显著差异,北京潮土中Sb对跳虫的毒性与海伦黑土、祁阳红壤相比最大差别接近6倍,表明不同土壤理化性质对Sb生态毒性效应具有显著影响.但基于w（Sb_水提）求得的上述3种土壤中Sb的毒性阈值差异减小,说明水提态Sb与其毒性具有显著相关性,可以较好地解释不同土壤间Sb毒性的差异.该研究结果可为建立我国土壤中Sb的毒性预测模型及制订Sb的质量标准值提供依据.      

溴酸盐对水生生物的急性毒性效应

采用标准毒性测试方法,分析了溴酸钾、溴酸钠、溴化钾对水生生态系统中不同营养级生物包括发光菌、绿藻、水蚤、斑马鱼的急性毒性效应.结果表明,3种污染物对发光菌发光强度几乎没有影响,溴酸钾对斜生栅藻的96 h EC50为738.18mg·L-1;对大型蚤和裸腹蚤的48 h EC50分别为154.01 mg·L-1和161.80 mg·L-1,48 h LC50分别为198.52 mg·L-1和175.68mg·L-1;对斑马鱼的96 h LC50为931.4 mg·L-1.溴酸钠对斜生栅藻的96 h EC50为540.26 mg·L-1;对大型蚤和裸腹蚤的48 h EC50分别为127.90 mg·L-1和111.07 mg·L-1,48 h LC50分别为161.80 mg·L-1和123.47 mg·L-1;对斑马鱼的96 h LC50为1 065.6 mg·L-1.而溴化钾对以上几种受试生物的影响远小于溴酸钾和溴酸钠的影响,对比可知引起受试生物产生毒性效应的原因是由溴酸盐引起的.毒性作用规律显示,随着暴露时间的增加,溴酸盐的毒性效应越明显,受试生物对溴酸盐的毒性效应的敏感顺序为:大型蚤、裸腹蚤斜生栅藻斑马鱼普通小球藻、发光菌.     

天津地区土壤中萘的生态风险分析

以天津地区表土188个样点的实测萘浓度以及萘对10种代表性土壤生物的半致死浓度为基础资料,尝试用3种方式评价了该地区土壤中萘的生态风险.并进行了方法学比较.研究结果发现,暴露浓度和毒性效应概率密度函数的重叠面积与联合概率曲线一致地反映出很低的生态风险,准确计算的暴露浓度超过LC50的概率仅为1.67%.结果说明该地区土壤萘的生态风险极低,仅严重污染的局部地区可能发生最敏感生物种受害.用于进行风险评价的3种方法各有利弊.