人工纳米材料对斑马鱼生态毒理效应研究进展

随着纳米技术的快速发展,人工纳米材料在光电、生物医药、化妆品等诸多领域得到了广泛应用。人工纳米材料在生产、使用和废弃处理等过程中,不可避免地通过水体、土壤、大气等进入环境,其对环境产生的生态效应逐渐引起国内外的广泛关注。斑马鱼(Danio rerio)作为一种重要的脊椎模式生物,在环境毒理学研究中应用广泛,可以作为检测人工纳米材料生态毒理效应的一种重要工具。本文介绍了人工纳米材料对水生态环境的影响及斑马鱼在生态毒理学研究中的优势,总结了其对斑马鱼的毒性效应,主要包括急性毒性和对个体发育的影响、对组织细胞及基因表达的影响,分析了人工纳米材料对斑马鱼的毒性机制,以期为人工纳米材料毒理学研究提供基础信息。     

纳米材料对水生生物的生态毒理效应研究进展

随着纳米材料的大量生产和应用,其将不可避免地释放到水环境中．近年来,纳米材料对水生生物的生态毒理效应已经引起了科学家的广泛关注．纳米材料在水环境中的分散液／悬浮液是与环境最为相关的形态;纳米材料在水环境中的分散与团聚、生物累积直接决定了其生态毒理学效应．本文概述了纳米材料在水环境中的环境行为,归纳了纳米材料在水生生物中...     

纳米材料的环境和生态毒理学研究进展

随着纳米技术的迅速发展及纳米材料的大量增多,纳米技术的安全性问题正引起世界范围的重点关注.纳米材料可以通过多种途径进入自然环境而产生多种环境行为,可能引起生物体的毒性效应,其生态学影响也不可忽视.目前国际上对纳米材料生态学影响特别是环境行为的研究仍处于起步阶段,有价值的研究结果非常少,仍有众多不确定的生态安全问题有待深入研究.在总结国内外相关研究的基础上,就纳米材料的来源、进入环境的途径、环境行为、生态毒理学研究现状及需要进一步研究的内容进行了简要综述.     

环境孕激素和糖皮质激素的生态毒理效应:进展与展望

孕激素和糖皮质激素的环境行为和生态毒理效应是即环境雌激素和雄激素之后近年来国内外环境激素研究的又一热点课题。由于广泛应用于临床医疗等,这两类物质通过污水处理厂不完全处理和人类农业或畜牧业活动的直接排放从而进入水体环境,进而对生态系统和人类健康产生潜在危害。环境监测数据显示,在地表水中,多种物质存在ng·L-1浓度水平;在污水处理厂进出水中,浓度水平更高,甚至达到数百ng·L-1。孕激素和糖皮质激素类物质主要通过激素受体途径发挥毒性效应,如孕激素受体(PR),糖皮质激素受体(GR)和盐皮质激素受体(MR)。对水生脊椎动物的内分泌系统干扰作用是目前研究的焦点。这两类物质能够影响脑垂体性腺轴转录水平和相应激素合成,影响性腺发育以及导致繁殖能力损伤。这一毒性效应甚至发生在环境浓度水平之下。除此之外,随着组学技术的广泛应用,更多的潜在毒性终点不断被发掘,如对昼夜节律系统和免疫应答的干扰作用。这些研究引导着对环境孕激素和糖皮质激素生态毒理学效应更加深入的理解。     

人工纳米材料对贝类生态毒理效应的研究进展

纳米技术已成为21世纪发展最迅猛的技术领域之一。纳米材料因其具备新异的物理、化学特性而广泛应用于各种领域,包括农业,电子工业,生物医学,制造业,医药品和化妆品等,因此纳米颗粒不可避免会释放到水环境中。贝类由于其具有分布广,处于食物链中的关键位置,滤食食性,对重金属及污染物有较强的生物累积能力,且很多贝类具有养殖和商业价值,因而纳米颗粒对贝类的生态毒性效应备受关注。本文通过对已有相关研究成果进行归纳分析,重点阐述了3方面的内容:1)人工纳米材料在水环境中的行为;2)贝类作为水生污染监测指示生物的重要意义;3)人工纳米材料对贝类的毒性效应,主要包括贝类对纳米颗粒摄取、积累和转移,并从组织细胞水平,分子和基因水平,胚胎发育和个体生长水平等阐述了纳米材料对贝类的毒性效应。     

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。     

镉污染对红壤和潮土微生物的生态毒理效应

以土壤微生物生物量碳(Cmic)、土壤酶活性及微生物多样性为微生物学指标,以0.01mol·L-1CaCl2作为Cd有效态提取剂,以江西红壤和天津潮土为供试土壤,在室内25℃连续培养28d的条件下探讨了外源Cd对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:1)不同培养时间潮土CaCl2提取态Cd含量均显著低于红壤,潮土微生物受到Cd的抑制作用也明显小于红壤。2)各微生物指标的敏感性不同,并受土壤类型和培养时间的影响,其中,脱氢酶的敏感性强于脲酶,微生物功能多样性指标中BiologEco板上每孔的平均吸光值(AWCD)的敏感性强于Shannon指数;Cmic、脲酶、脱氢酶、AWCD和Shannon指数均在红壤中更为敏感。选取的5个微生物指标对Cd污染都有良好的响应,均可作为Cd污染土壤微生物生态毒理实验中的测试指标。在土壤酶指标中,可优先选取脱氢酶作为测试指标。3)Cd对Cmic、土壤酶、微生物功能多样性的抑制作用存在时间效应。14dCd对Cmic的抑制作用大于28d,而对脲酶和脱氢酶的抑制作用小于28d。建议Cd污染土壤微生物生态毒理实验中将培养时间设置为28d或适当延长。4)28d时,红壤中Cd对Cmic、脱氢酶、脲酶、AWCD、Shannon指数的EC10分别为1.31、0.26、0.93、0.08、22.71mg·kg-1,而在潮土中分别为1.97、0.69、13.12、0.09、>200mg·kg-1。     

新型污染物及其生态和环境健康效应

近年来,随着现代分析手段的改进和发展,各种污染物检测能力的提高,以及新的毒作用模式的发现、新合成化合物的制造和使用等,一些物质成为广受国内外关注的新型污染物.新型污染物已在世界范围内对环境和生态系统造成了污染,对生态系统中包括人类在内的各种生物均构成了潜在的危害.目前,人们关注较多的新型污染物主要有全氟有机化合物、人用与兽用药物、饮用水消毒副产物、遮光剂/滤紫外线剂、人造纳米材料、汽油添加剂、溴化阻燃剂等.论文在总结国内外相关研究基础上,对一些重点新型污染物的生态效应及其潜在健康影响进行了简要综述,为我国开展这方面的研究提供了一定的参考.     

高氯酸盐环境行为与生态毒理研究进展

高氯酸盐是一种无机污染物质,其特点是扩散速度快、稳定性高、难降解,较低浓度的高氯酸盐可干扰甲状腺的正常功能,从而影响人体正常的新陈代谢,阻碍人体正常的生长和发育,其环境污染问题已引起了人们高度关注,成为近年环境科学和医学的研究热点.文章在介绍高氯酸盐的理化性质和用途的基础上,综述了各地水体环境、饮用水以及牛奶、蔬菜等食品中高氯酸盐的污染现状,发现很多国家境内都存在不同程度的高氯酸盐污染,高氯酸盐在中国环境中也是普遍存在的,在污水淤泥、水稻、瓶装饮用水和牛奶中均能检测到;初步探讨了高氯酸盐在土壤和水体中的环境行为,认为环境中高氯酸根离子的降解主要是生化降解,微生物在其降解过程中起主要作用;综述了高氯酸盐对植物、动物、微生物和人体的急慢性毒性效应,指出自然环境中的高氯酸盐浓度很有可能具有慢性毒性;最后就高氯酸盐在生态环境中的检测方法和生物降解等研究前沿进行了展望,为今后高氯酸盐的使用、污染预防及治理提供参考.     

氟喹诺酮类抗生素环境行为及其生态毒理研究进展

氟喹诺酮类抗生素(FQs)是治疗人和动物细菌性感染的高效广谱抗菌药,随着氟喹诺酮类抗生素在禽畜养殖业的广泛使用,由此引起的环境污染受到人们的关注。本文综述了氟喹诺酮类抗生素在水体、土壤/沉积物中的污染现状、吸附降解环境行为及其生态毒理研究进展。FQs抗生素的环境行为和风险应从环境多介质层面进行评估,同时应加强对生态毒性机理以及与其他环境污染物的联合毒性效应的研究。     

纳米材料的环境行为及其毒理学研究进展

随着纳米科技的迅速发展,纳米材料被广泛应用于工业、农业、食品、日用品、医药等领域.在纳米材料广泛应用的同时,其不可避免地会被释放到环境中(包括水体、空气和土壤),对生态系统产生不利影响.与常规物质相比,纳米材料具有独特的物理、化学性质,其对生态系统生物种群和个体的潜在负面影响不容忽视.在总结国内外相关研究基础上,论文对纳米材料在水体、大气和土壤中的环境行为和生态毒性进行了综述.     

纳米材料对环境抗生素抗性基因污染扩散影响的研究进展

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的环境扩散严重威胁了人类健康和生态安全。除抗生素滥用所产生的选择性压力以外,其他环境物质也能影响ARGs的传播。而纳米材料的广泛应用使其不可避免地在环境中扩散并进而影响ARGs的环境分布。因此,笔者综述了近年来纳米材料影响ARGs污染扩散的研究,并探讨了纳米材料对ARGs传播的影响机制,旨在深入理解ARGs的环境扩散行为,为ARGs环境控制及纳米材料非毒性环境效应的评估提供理论和技术支持。     

人工纳米材料的生物效应及其对生态环境的影响

人工纳米材料由于具有独特的物理化学性质而得到广泛的应用,其对人体健康及环境的潜在影响也已引起科学界及政府部门的关注.通过总结近年来的相关研究资料,分类归纳了目前国内外对一些常见的人工纳米材料如富勒烯、碳纳米管、量子点、二氧化钛、纳米铁材料及纳米铝材料的生物和生态效应研究,详细总结了纳米材料毒理学的研究对象、研究方法以及最新研究成果,同时分析了各种纳米材料生物毒性的可能机制,最后对纳米材料安全性今后的研究方向进行了展望.     

水培实验中不同粒径纳米TiO_2对金鱼藻种子发芽和植株生长和生理的影响

纳米二氧化钛(TiO_2-NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,在城市污水处理厂的出水、污泥以及地表水体中已均有检出,进入到天然湿地和人工湿地中的TiO_2-NPs会在湿地生物、基质、水体之间进行迁移转化和归趋。目前针对TiO_2-NPs对湿地植物金鱼藻的毒性研究很少。本文采用水培实验方法,研究了不同粒径TiO_2对金鱼藻种子发芽和植株生长的影响,解析了TiO_2-NPs对金鱼藻的生态毒理效应。研究结果表明:各粒径TiO_2-NPs对金鱼藻种子的发芽均具有一定的抑制作用,表现为发芽率、发芽幼苗重量、发芽指数、发芽势和活力指数的降低,且粒径越小、浓度越高对金鱼藻种子发芽的抑制作用越强,4 nm、20 nm和50 nm的TiO_2-NPs对金鱼藻种子发芽的半数有效浓度(EC_(50))分别为1 180、1 520和1 810 mg·L~(-1)。TiO_2-NPs对金鱼藻植株的毒害作用表现为叶片失绿发黄、脱落,植株呈萎焉状,并且TiO_2-NPs的粒径越小、浓度越高毒害作用越明显。随TiO_2-NPs浓度升高,处理后金鱼藻叶片的叶绿素含量和植株体内的Mg含量均降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量均升高,而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性则先升高后降低,而且越小粒径的TiO_2-NPs对金鱼藻的处理效果越明显。3种粒径的TiO_2-NPs均能进入金鱼藻体内,粒径越小、浓度越高进入的量越多。综上表明,TiO_2-NPs对金鱼藻种子发芽和植株生长均有一定的抑制作用,且粒径越小、浓度越高抑制作用越强。     

碳纳米材料的水环境行为及对水生生物毒理学研究进展

随着纳米科技的迅猛发展,人工碳纳米材料的生产和使用逐年递增,越来越多的碳纳米材料进入水环境中,对水生生物产生毒性效应。本文在介绍了碳纳米球、石墨烯、碳纳米管3种碳纳米材料的基础上,分析了碳纳米材料的水环境行为,重点综述了碳纳米材料对水生生物毒性效应研究现状,以及可能的致毒机制,并指出今后碳纳米材料对水生生物毒理学亟待加强的研究领域。     

水培实验中不同粒径纳米TiO_2对芦苇种子发芽和植株生长和生理的影响

纳米二氧化钛(TiO_2-NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,进入到天然湿地和人工湿地中的TiO_2-NPs会在湿地生物、基质、水体之间进行迁移转化和归趋。目前针对TiO_2-NPs对湿地植物芦苇的毒性研究很少。本文采用水培实验方法,研究了不同粒径TiO_2对芦苇种子发芽和植株生长的影响,解析了TiO_2-NPs对芦苇的生态毒理效应。研究结果表明:几种粒径的TiO_2-NPs在较低浓度(≤200 mg·L~(-1))下对芦苇种子发芽均具有一定的促进作用,高浓度处理会抑制芦苇种子发芽;当TiO_2-NPs浓度为500 mg·L~(-1)时,处理后的芦苇种子的发芽指标较空白对照均出现显著降低,4 nm和20 nm的TiO_2-NPs对芦苇种子发芽的半数有效浓度(EC50)分别为1 075 mg·L~(-1)和1 680 mg·L~(-1)。TiO_2-NPs对芦苇植株的毒害作用表现为植株生长速度减缓甚至停滞、叶片失绿、植株萎焉或枯死、芦苇倒二叶面积增长率降低,并且TiO_2-NPs的粒径越小、浓度越高毒害作用越明显。随TiO_2-NPs浓度升高,处理后芦苇叶片的叶绿素含量和植株体内的Mg含量均降低,根系的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)均升高,而且越小粒径的TiO_2-NPs对芦苇的处理效果越明显。3种粒径的TiO_2-NPs均能进入芦苇体内,粒径越小、浓度越高进入的量越多,但是TiO_2-NPs比较难以从根迁移转运至茎和叶。     

金属和非金属纳米材料对四膜虫生物毒性研究

纳米材料是"21世纪最有前途的材料",以其优良的性能广泛应用于许多领域,随之以多种形式释放到环境中。目前,关于纳米材料的安全性还没有明确的论断。本文介绍了四膜虫在纳米材料生物效应研究中的优势,重点论述了金属纳米材料、非金属纳米材料对四膜虫的生物效应以及毒性机制的研究状况,并对今后纳米材料生物毒性效应研究提供了建设性的方法及意见。     

关于生态毒理学与环境毒理学几个基本概念的见解

对生态毒理学和环境毒理学的几个基本概念进行了论述.首先,论述生态毒理学和环境毒理学的定义和各自的研究范畴,提出二者区分的条件和方法;其次,对“毒物”和“非毒物”的概念进行论述,否定了“物质即毒物”的论点;第三,论述“靶器官”概念的局限性及其对学科发展的不利影响,提出以“敏感器官”概念代替“靶器官”的见解.