污染水体中河蚬的生物毒性响应研究进展

河蚬作为广泛分布于世界各国的典型底栖生物,由于其活动性低、滤食性等特征被广泛用作指示生物研究多种水体污染物的生物有效性。但迄今为止,尚没有系统论述污染水体中河蚬生物毒性响应的研究进展。为此,本文从污染物种类、测试指标、试验参数等角度探讨了过去30多年间河蚬在氨、重金属、有机污染物生物富集及生物毒性效应等方面的研究过程及主要成果。以往研究主要以河蚬生物体内累积、形态学及行为学观察、生化指标、代谢组学、基因完整性等指标表征污染水体的生物毒性效应,并随着分子生物学的发展已逐步由多指标全面表征代替单一指标测试。此外,现有研究多偏重于重金属和持久性有机污染物,对氨、新型污染物及纳米材料的河蚬生物毒性效应探讨尚处于起步阶段。河蚬在自然水体污染状况评估、污染水体的生物修复、水体毒性预测等方面具有较高适用性,但河蚬在沉积物毒性鉴定评估(TIE,Toxicity Identification and Evaluation)中的应用研究依然较为缺乏,有待进一步开展。     

基于毒性效应的间隙水致毒物质鉴别技术进展

沉积物作为污染物迁移转化过程中重要的"源"和"汇",与整个生态系统及人类健康有着密切联系。间隙水很大程度上反映了水体沉积物的污染状况,同时可以真实反映生物的实际暴露情况,间隙水中关键致毒物质的鉴别是科学准确地评价间隙水及沉积物毒性与风险的重要基础。毒性鉴别评估(Toxicity Identification Evaluation,TIE)和效应引导的污染物识别(Effect Directed Analysis,EDA)技术作为致毒物质识别的主要方法,已在沉积物和间隙水的致毒物筛选中得到了初步的应用。本文介绍并比较了常用的间隙水提取方法,总结了TIE和EDA在间隙水致毒物质异位及原位鉴别方面的应用与发展,及鉴别过程中使用到的基本毒性量化方法与其适用条件。在当前间隙水关键致毒物质识别研究的基础上,指出了异位分析难以避免毒性损失和有机污染物鉴别方面的局限等问题,并提出应推广原位毒性试验技术且进一步发展有机物的精细分离技术和质谱识别技术等发展方向。     

水生生物毒性测试用于沉积物评价的研究进展

针对沉积物污染问题的研究目前已建立了不同的评价方法与体系,目前常用的结合生物毒性测试的有效应导向分析(EDA)、沉积物毒性鉴别评价(TIE)、证据权重法（WOE）、物种敏感性分布法（SSD）和沉积物质量基准（SQG）等,这些方法在河流、湖泊等水体沉积物中污染物毒性效应表征及沉积物质量评价方面有重要应用.本文指出水生生物毒性测试应用的重要性,根据不同学者的研究内容归纳了水生生物毒性测试的方法学,对沉积物进行水生生物毒性测试的基质处理包括直接采用污染沉积物、洁净沉积物加标以及人工配置沉积物,受试生物主要包括浮游植物、浮游动物、底栖动物和鱼类,毒性试验终点包括急性毒性终点和慢性毒性终点;最后指出水生生物测试存在的问题,并对沉积物质量评价未来发展方向进行展望,以期为我国沉积物生物毒性测试标准方法的建立提供参考.     

沉积物中重金属Pb和Cd对河蚬的毒性效应研究

以河蚬为受试生物,以存活率、呼吸抑制率为测试终点,研究了沉积物和上覆水中重金属Pb、Cd对底栖生物的毒性效应,并探讨了沉积物中酸挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同时提取金属(simultaneously extracted metals,SEM)对重金属生物有效性的影响。结果表明,沉积物中Pb、Cd对河蚬致死效应较低,当Pb、Cd浓度分别为400、100 mg獉kg-1,连续暴露21 d时,致死率低于20%;沉积物中Pb、Cd对河蚬14 d的呼吸抑制率EC50分别为519和151 mg獉kg-1;上覆水中Pb和Cd离子浓度较低,对生物毒性效应贡献可以忽略;SEM/AVS值和生物呼吸抑制率有着明显的线性相关性,当SEMPb/AVS1,SEMCd/AVS0.6时,重金属对河蚬有明显的毒性效应。     

河蚬(Corbicula fluminea)在生态毒理学研究中的应用与评价

河蚬是大型底栖双壳类生物,广泛分布于我国淡水水域。它具有个体小、分布广、来源方便、易于实验室驯养等特点,常被作为受试生物用于毒理学研究中,为评价污染物毒性作用提供有价值信息。从河蚬对各化学品的行为响应、耐受性以及生理生化指标响应三个方面详细阐述了其在生态毒理学中的研究现状。最后指出将河蚬应用于毒理学研究领域的过程中存在的待完善之处,并对其研究前景进行了展望。总结出其可用于中国淡水水质基准制定、化学品毒性评价以及生物监测领域,具有广阔的研究前景。     

多溴联苯醚的生物富集效应研究进展

研究污染物的生物富集效应对于预测污染物在生物体内的含量、建立环境标准以及评估污染物的生态风险具有重要的意义.论文结合近年来国内外有关多溴联苯醚(PBDEs)的生物富集及其沿食物链(网)生物放大效应的研究文献,对PBDEs的生物富集效应进行了综述.文献计算的生物富集因子(BAFs)、生物-沉积物/土壤生物富集因子(BSAFs)和生物放大因子(BMFs)表明,生物对大多数PBDEs具有生物富集作用,且生物对PBDEs的富集能力与其生物进化等级及其营养级有关.文献计算的营养级放大因子(TMFs)表明,大多数PBDE单体可以在食物网上产生生物放大效应,但只有较少单体具有统计上的显著性.生物的生理生化参数、化合物本身的特性以及环境条件等因素影响了PBDEs在生物体内及食物链(网)上的富集与放大.     

环丙沙星在模拟水生态系统中的动态研究

利用高效液相色谱法对环丙沙星(CPFX)在微宇宙模拟水生态系统中的归趋,包括CPFX在水体、沉积物、生物体[皇冠草(Echinodorus amazonicus)、河蚬(Corbicula fluminea)、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)]等不同分配相及生物体不同组织中的动态变化过程进行了研究.结果表明:在模拟水生态系统中加入500.00 μg·L-1 CPFX后,药物部分被水生生物所吸收,部分沉降进入底泥中.在各相中的CPFX残留量随时间不断变化,1 d内水体中药物含量降至15.30 μg·L-1,而底泥中药物含量升至385.57 μg·kg-1.CPFX不同程度地富集和残留于水生生物体中,皇冠草对CPFX的吸收量大,尤其是叶片部分1 d内含量高达795.43 μg·kg-1,随后逐步降低;河蚬、异育银鲫对CPFX有明显的吸收积累,并且在体内的残留时间可长达45 d,不同组织对CPFX的吸收积累存在明显差异,在内脏中的积累量比肌肉组织高.不同生物体中CPFX的分布和富集存在着较大差异,其趋势为皇冠草＞河蚬＞异育银鲫.     

手性新污染物HBCDs在近海生态系统中的分布、毒性效应与作用机制研究

从对映体水平上精准阐明新污染物的近海生态效应与机制、评价其潜在的近海环境风险不仅是近海环境生态学的研究热点与难点,更是国家的战略需求。第三代溴代阻燃剂六溴环十二烷(hexabromocyclododecanes, HBCDs)为我国重点管控的新污染物之一,具有明显的手性特征。本文综述HBCDs在近海生态系统中的分布及对映异构体选择性富集和生物放大效应,分析其对近海生物的毒性效应,探讨可能的潜在毒性作用机制,并对其未来的研究热点与研究方向进行展望。研究可望为从对映异构体水平上精准阐明手性新污染物的近海生态学效应与机制提供依据,为近海新污染物控制与环境管理服务。     

硫丹的环境行为及水生态毒理效应研究进展

有机氯农药硫丹作为一种典型的持久性有机污染物(POPs)曾广泛应用于农业生产,我国曾大量使用。硫丹作为一种重要的污染物通过地表径流、淋、溶、干/湿沉降等方式进入水体,在直接影响大型水生植物和浮游藻类的同时,给鱼类等水生动物也带来了一定的毒性效应。由于其半衰期较长、迁移能力强、富集性高,在水体环境中已普遍检测出硫丹的存在,因此,对硫丹的水生生态安全性评价显得十分重要。硫丹对水生生物具有高毒性,它可影响生物正常受体配体作用、损伤生物膜、影响活性氧代谢并具有潜在的内分泌干扰作用。本文介绍了硫丹的环境行为效应,并综述了硫丹对水生生物的毒性及几种致毒机制,展望了该领域今后的研究重点和方向。     

紫外吸收剂在湖泊中的分布及其对底栖动物的毒性效应

紫外吸收剂大量用于工业材料和个人护理品中,近年来在水体中不断被检出,同时由于其高度亲脂性,易在底泥和水生生物体内富集,产生潜在的毒性效应,已成为一类新型污染物。本文综述了紫外吸收剂在湖泊环境中的分布和生物富集效应,重点分析了二苯甲酮类等典型紫外吸收剂对底栖动物的药物代谢系统、抗氧化系统及其生长发育的影响及其毒性作用机制,并对未来该领域的研究进行了展望。     

Integrative assessment of sediment quality in lower basin affected by former mining in Brazil

The Ribeira de Iguape River (Southeast Brazil) is metal contaminated by mining activities. Despite it has been cataloged as “in via of restoration” by the literature, this basin is still a sink of pollution in some segments of the fluvial system. This study aimed to assess the sediment quality in the lower part of the RIR basin. The employed approach was based on biological responses of the freshwater clam Corbicula fluminea after 7-day exposure bioassays using as the reference site the Perequê Ecological Park. Toxic responses (burial activity and lethality) and biochemical biomarkers (GST, GR, GPx, LPO, MTs, AChE and DNA damage) were evaluated and then integrated with metal bioavailability and chemical concentrations to address the sediment quality in the area through the weight-of-evidence approach. A multivariate analysis identified linkages between biological responses and contamination. Results pointed that, despite being below the benchmarks of the US Environmental Protection Agency, there is slight metal contamination in the lower part of the basin which induces oxidative stress in C. fluminea; other toxic responses were sometimes attributed to As and Cr bioaccumulation. The sediment quality values (TEL–PEL values in mg/kg) were calculated for the current study for As (0.63–1.31), Cr (3.5–11.05), Cs (1.0–1.17), Cu (6.32–7.32), Ni (6.78–7.46), Ti (42.0–215), V (1.77–8.00). By comparison with other international guidelines, the sediment quality of the lower basin of the Vale de Ribeira does not identify a significant environmental risk.     

长江口区河蚬体内的重金属含量及其污染评价

以长江河口湿地生态系统一种习见的大型底栖动物河蚬Corbicula flumunea为研究对象，分析和评价了河蚬对Zn、Cu、Pb、Cd和Cr的积累特性以及长江口区河蚬的生物质量现状．结果表明，河蚬体内Zn和Cu的含量显著高于Cd、Cr和Pb的含量，且Zn和Cu含量之间呈显著的正相关关系．根据河蚬积累的重金属总量，本研究的6个样点中，九段沙上沙和横沙岛东滩的河蚬受重金属污染相对更为严重．与海洋贝类的生物质量标准相比，河蚬体内的重金属含量基本上都还没有超过各自的第二和第三类评价标准，这说明当前长江口区河蚬的生物质量总体上尚较好．图3表4参19     

Tenax萃取技术用于养殖底泥中有机氯农药的生物有效性研究

本研究以经济底栖生物菲律宾蛤仔和河蚬为受试生物,分别对不同浓度梯度的海洋和淡水底泥中9种代表性有机氯农药(OCPs)进行累积实验;同时采用Tenax连续萃取法研究2类底泥中OCPs的脱附动力学,提供简单、快速评价养殖底泥中OCPs生物有效性的方法,并将Tenax萃取结果与2种底栖生物的累积结果进行比较。结果表明,菲律宾蛤仔和河蚬对OCPs的生物-底泥富集因子(BSAF)分别为0.31~1.89和0.12~2.12,且底泥中有机碳标化的OCPs浓度与生物体内脂肪标化的OCPs浓度之间的相关性较差。Tenax脱附动力学的结果表明,2类底泥中OCPs的快速脱附比例(F_(rap))均在50%左右,其快速、慢速和极慢速脱附速率常数数量级分别为10~(~(-1))、10~(-2)和10~(-4)。Tenax快速脱附组分与2种底栖生物累积结果之间具有良好的相关性(r~2=0.75,P0.0001),表明Tenax萃取技术可以预测OCPs在底栖生物体内的累积量,并且该方法克服了大型底栖生物累积实验结果重复性较差等缺点。另外通过与基于热力学平衡的方法对比发现,Tenax萃取技术更适用于滤食性或可消化底泥的底栖生物对底泥污染物的富集;同时Tenax 6 h和24 h单点萃取技术可以作为简单快速评价底泥疏水性有机污染物(HOCs)生物有效性的替代方法,进一步为养殖领域的底泥污染状况以及相关水产品的质量安全和食用风险提供生物有效性评价依据。     

吡啶硫酮锌对水生生物的急性毒性(Acute Toxicity Effects of Zinc Pyrithione on Aquatic Organisms)

在没有下水处理设施的地区,去屑洗发香波中所含有的吡啶硫酮锌(zinc pyrithione,ZPT)随着生活废水被直接排放到河中.为了考察流入河中的ZPT对水生生物的影响,设想ZPT最终被底质吸附,在添加和未添加底质两种试验条件下,采用静水生物测试法对麦穗鱼、青鳉、泥鳅鱼、直突摇蚊亚科二龄幼虫、河蚬进行了室内急性毒性试验.结果表明,添加底质时,ZPT对麦穗鱼、青鳉、泥鳅鱼、直突摇蚊亚科二龄幼虫、河蚬48h的半致死浓度LC50分别为0.06、0.09、0.27、0.07和5.05mg·L-1;未添加底质时,ZPT对麦穗鱼、青鳉、泥鳅鱼、直突摇蚊亚科二龄幼虫、河蚬48hLC50分别为0.10、0.11、0.22、0.12和5.34mg·L-1.统计结果显示,添加与未添加底质,ZPT对上述供试生物的48hLC50值无显著差异(p>0.05).根据我国相关标准判定ZPT对麦穗鱼、青鳉、直突摇蚊亚科2龄幼虫属剧毒物质.     

生物体内环形挥发性甲基硅氧烷的分布、行为及效应研究进展

近年来,环形挥发性甲基硅氧烷(cVMSs)因其优异的物化特性而被广泛应用在工业生产和日常生活的各个方面,特别是经常被添加到个人护理品(PCPs)等各类消费品中.目前,人们对cVMSs在环境介质中的污染水平及其迁移转化行为有了一定的了解.另外,cVMSs兼有疏水性和挥发性,且难以进行生物降解,因此该类物质进入环境后潜在的...     

“生物有效性测量”与“全沉积物毒性识别评估(TIE)”联用有效识别出沉积物中主要致毒污染物

沉积物中污染物种类繁多,准确判断其中产生生物毒性的主要来源是个难点,本文作者先采用TIE法初步判断出主要致毒污染物为有机物和重金属(毒性描述阶段(相I)),传统的毒性单位分析结果显示Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要致毒重金属,而为氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、溴氰菊酯和氟虫腈为主要致毒有机物中(毒性鉴定阶段(相II))。采用4步分级提取法和Tenax提取法分析了重金属和有机物的生物有效性。生物有效性毒性单位分析更加准确地锁定了毒性主要贡献重金属为Zn、Ni和Pb,毒性主要贡献有机物为氯氰菊酯、氯氟氰菊酯和氟虫腈。沉积物的稀释降低了重金属的毒性并使其毒性贡献鉴定变得复杂,生物有效性测量可以有效地提高TIE结果的准确性。
精选自Xiaoyi Yi, Huizhen Li, Ping Ma and Jing You. Identifying the causes of sediment-associated toxicity in urban waterways in South China: Incorporating bioavailabillity-based measurements into whole-sediment toxicity identification evaluation. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2970
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2970/full