食物相暴露条件下尼罗罗非鱼对砷的累积与转化

为研究不同类型、不同营养级的生物对砷（As）的累积与转化作用,采用室内培养试验,选取杂食性淡水鱼类尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）为研究对象,让其分别摄食暴露于1 mg·L^-1砷酸[As（V）]水溶液中15 d的浮水植物青萍（Lemna minor L.）、沉水植物轮叶黑藻（Hydrilla verticillate）、节肢动物日本沼虾（Macrobrachium nipponense）,研究不同食物相暴露条件下尼罗罗非鱼对砷的累积与转化作用.结果发现,动植物能吸收并累积水中的砷,且随着暴露时间的增加,其对含砷水环境有一定的适应性;尼罗罗非鱼摄食不同类型的食物之后,其肌肉组织中累积的砷含量不同,但总砷量与食物相中的浓度趋势一致,为投喂青萍组>投喂轮叶黑藻组>投喂日本沼虾组;当罗非鱼通过食物摄入砷,相较于一甲基砷酸（MMA）和二甲基砷酸（DMA）,As（V）更容易转化为亚砷酸[As（Ⅲ）],砷被蓄积与转化后主要以砷甜菜碱（AsB）的稳态形式存在;不同生物对砷的累积和转化方式不同,水生动物更易将无机砷甲基化为毒性较小的AsB;投喂日...     

毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱法联用（CE-ICP/MS）测定八种砷的化合物

本文建立了毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用（CE-ICP/MS）测定砷甜菜碱（AsB）、砷胆碱（AsC）、三价砷[As（Ⅲ）]、五价砷[As（V）]、一甲基砷（MMA）、二甲基砷（DMA）、阿散酸（p-ASA）、洛克沙胂（3-NHPAA）等8种砷化合物的分析方法.各种的砷化合物于20 min内完全分离,标准曲线线性...     

不同暴露条件下克氏原螯虾组织中砷的积累与转化

砷（As）可在水生食物链中积累转化,并通过食物链影响人体健康.克氏原螯虾（Procambarusclarkii）是一种生活在淡水底层的杂食性动物,能够从水和食物中吸收和转化无机砷.本研究探究了砷酸盐As(Ⅴ)在3种不同的暴露条件下（水相、食物相、水相与食物相）,克氏原螯虾不同组织中As(Ⅴ)的生物积累和转化.结果表明,其在水-食物两相体系中的砷积累浓度较高,而且水相暴露体系对总砷积累速率的贡献大于食物相暴露体系.砷在克氏原螯虾不同组织中的积累和转化具有显著的特异性,其富集浓度和积累速率如下：鳃>外壳>肌肉.克氏原螯虾对无机砷的生物转化途径是将部分As(Ⅴ)还原为As（Ⅲ）,部分转化为一甲基砷酸（MMA）、二甲基砷酸（DMA）和砷甜菜碱（AsB）.本文对了解底栖生物链中砷的积累和转化以及小龙虾的食用安全具有重要意义.     

砷化合物的摄入调控机制

流行病学结果显示慢性砷暴露可导致人群罹患皮肤癌、膀胱癌、肺癌等恶性疾病,但其致毒/癌机制尚不明确.目前关于砷暴露致毒/癌机理的讨论主要集中在砷的胞内作用途径,而较少关注砷摄入调控过程对其暴露致毒/癌的贡献.在生理条件下,部分砷化合物由于结构与磷酸根、葡萄糖、甘油等天然底物相近,可借由相应的载体被细胞摄入,摄入途径和效率存在显著的砷形态依赖性.此外,砷化合物的生物毒性效应与其赋存形态直接相关.可见,砷的摄入调控对于砷的暴露致毒/癌具有重要作用.本文主要综述了在哺乳动物体系中不同砷形态的摄入载体、载体调控及对应的砷摄入分布、效率和暴露毒性,在此基础上,强调了以往在砷致毒/癌机制研究中被忽视的砷摄入调控途径.然而,砷摄入调控过程中的诸多重要环节如砷胁迫下的摄入启动和调控机制等都是空白,需进一步系统深入地研究,为深入理解砷的致毒机制提供了新的视角和研究思路.     

微生物砷代谢机制的研究进展（Progress in Study of Mechanisms of Microbial Arsenic Transformation in Environment）

环境砷污染是一个全球性问题.研究砷的生物地球化学循环可以明确环境中砷的来源及其转化特征,为探索砷污染治理的方法提供参考.越来越多的研究表明,自然界中的微生物在砷的迁移转化过程中发挥了重要作用.根据微生物对砷的代谢机制不同将其分为:砷氧化微生物、砷还原微生物和砷甲基化微生物.砷氧化微生物可以将环境中的As(Ⅲ)氧化为毒性较弱并且容易被铁铝矿物吸附固定的As(Ⅴ),因此对降低环境中的砷毒性具有重要作用;微生物对砷的甲基化作用的产物通常为毒性较低的有机砷,因此也被认为是理想的修复环境砷污染的生物手段之一;然而在还原环境中,砷还原微生物却可以将游离态和结合态的As(Ⅴ)还原为毒性更强的As(Ⅲ),从而加重环境中的砷污染状况.由此可见,明确微生物的砷代谢机制及其对砷污染环境中砷迁移转化的影响,是实现生物修复砷污染环境的必要前提.论文总结了近年来国内外微生物砷代谢机制的研究进展,以期为深入研究微生物代谢砷的机理及其在砷污染治理中的应用提供参考.     

抗氧化系统在蜈蚣草细胞砷解毒机制中的作用

砷超富集植物——蜈蚣草体内可以富集高浓度的砷且不表现出受害症状,暗示蜈蚣草细胞具有较强的砷解毒机制.为探讨抗氧化系统在蜈蚣草砷解毒机制中的作用,测定了0、0.5、1和2mmol/L的砷酸盐[As(Ⅴ)]、亚砷酸盐[As(Ⅲ)]和二甲基胂酸盐(DMA)处理下蜈蚣草愈伤组织的丙二醛(Malonyldiadehyde,MDA)含量、非酶类抗氧化物质含量和酶类抗氧化物质的活性.结果表明,0.5mmol/L As(Ⅴ)和DMA就可以诱导氧化胁迫的产生,浓度越高胁迫程度也越严重.而1mmol/L的As(III)仍未使蜈蚣草愈伤组织产生氧化胁迫.在As(Ⅲ)处理下,酸溶性巯基含量增加,叶绿素和类胡萝卜素含量不变,过氧化氢酶(Catalase,CAT)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性增加.在As(Ⅴ)处理下,酸溶性巯基含量减少,叶绿素和类胡萝卜素含量略有上升;CAT和POD活性先增加后减少.在DMA处理下,酸溶性巯基含量减少,叶绿素含量降低而类胡萝卜素含量增加,CAT和POD活性先增加后减少.与As(Ⅴ)和DMA相比,As(Ⅲ)处理下高酸溶性巯基含量、高氧化酶活性和低MDA含量暗示As(Ⅲ)对蜈蚣草的毒性可能比As(Ⅴ)和DMA要小.这些结果表明,酸溶性巯基和酶类抗氧化物质(CAT和POD)在蜈蚣草细胞砷解毒机制中发挥着重要作用.图4参22     

碳纳米管影响无机砷(As(III)和As(V))对大型蚤毒性的研究：特定砷形态的作用

作为一种新兴的纳米材料,羟基多壁碳纳米管(OH-MWCNTs)可能与其他污染物在水环境中共存,并进一步影响它们的毒性、输移和归趋。因此,评价碳纳米管存在下砷的毒性变化需要得到更多的关注。该试验探索了在不同pH值条件下,OH-MWCNTs诱导砷(As(III)和As(V))对水生生物大型蚤的毒性变化的潜在机制。发现了H₂AsO₃^-和H₂AsO₄^-是对大型蚤毒性最大的As(III)和As(V)。比较As(III)和As(V)的结果,发现pH值是影响砷毒性最重要的因素。此外,OH-MWCNTs影响砷对大型蚤毒性的结果表明,OH-MWCNTs的存在可以提高砷的毒性。通过吸附实验进一步研究了砷与OH-MWCNTs的相互作用。OH-MWCNTs 对As(V)吸附容量高于As(III)。总而言之, OH-MWCNTs对某些形态砷的吸附是解释砷毒性增强的可靠证据。
精选自Xinghao Wang, Ruijuan Qu, Ahmed A. Allam, Jamaan Ajarem, Zhongbo Wei, Zuoyao Wang. Impact of carbon nanotubes on the toxicity of inorganic arsenic [As(III) and As(V)] to Daphnia magna: the role of the certain arsenic species. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1852–1859, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3340
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3340/full
     

不同分子量的腐殖酸存在下2种无机砷的生物毒性效应研究

水环境中天然有机质会与砷形成络合物,进而影响砷的迁移、转化和生物毒性。研究利用超滤方法将腐殖酸(humic acid, HA)分为5个不同分子量的组分,以大型溞为受试生物,探究了不同分子量HA存在下砷对大型溞的毒性效应。结果表明,不同分子量的HA均缓解了As(Ⅲ)和As(Ⅴ)对大型溞的氧化应激损伤和细胞膜损伤,并降低了砷对MT的诱导量。其中1～30 k Da的HA对砷的缓解效果最好,1 k Da的HA毒性缓解效果最差,可能的原因是HA与砷的络合增加溶液中络合态砷的含量,而络合态砷难以进入细胞并被生物利用。不同分子量的HA对砷毒性的缓解差异与其跟砷的络合比例不同有关。     

胞内砷磷含量和比值对莱茵衣藻砷酸盐和亚砷酸盐耐性的影响

为探索胞内砷(As)与磷(P)含量和比值与莱茵衣藻As耐性的关系,本文设置两个磷酸盐(PO_4~(3-))和系列砷酸盐(As(V))、亚砷酸盐(As(Ⅲ))浓度,处理72 h后测定莱茵衣藻生长情况和胞内As、P含量,并以培养液As浓度([As]_dis)、胞内As含量([As]_intra)、胞内砷磷比([As:P]_intra)推算半数效应浓度(EC_50),比较这3种指标对莱茵衣藻As耐性的评价效果.结果表明,随着[As]_dis的增加,莱茵衣藻[As]_intra上升,提高培养液PO_4~(3-)浓度不影响As(Ⅲ)处理下的[As]_intra,但显著降低了As(V)处理下的[As]_intra.以[As]_dis表征EC_50时,两种PO_4~(3-)水平(0.315、3.15 mg·L~(-1))下的As(Ⅲ)-EC_50(2090.3、21183.6μg·L~(-1)-As)明显高于As(V)-EC_50(162.1、2358.3μg·L~(-1)-As).基于[As]_intra的EC_50数据显示,PO_4~(3-)水平不影响As(Ⅲ)-EC_50(123.9、125.0μg·g~(-1)-As-dw),但显著影响As(V)-EC_50(7.4、58.6μg·g~(-1)-As-dw).由[As:P]_intra推算的EC_50可知,PO_4~(3-)对两种形态As毒性的影响相反,As(Ⅲ)-EC_50分别为21.1、6.1(mol/mol,As/P),As(V)-EC_50分别为1.3、3.4(mol/mol,As/P).研究结果说明,As(V)对该藻的毒性大于As(Ⅲ),莱茵衣藻对As(V)和As(Ⅲ)的耐性除了受到培养液PO_4~(3-)浓度的制约外,还受到胞内As、P含量及其比值的影响.     

离子色谱在砷化物形态分析中的应用

砷的分析方法最初有光度法、原子吸收光谱法和极谱法等，但这些方法仅能用于总砷，不能用于砷的形态分析．因而又发展了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、离子色谱法(IC)、气相色谱法、气相色谱-原子吸收光谱联用、液相色谱-质谱联用、离子色谱-电感耦合等离子体质谱、离子色谱-原子吸收／发射光谱联用技术等．由于砷化物在水中多以离子形式存在，采用离子色谱法能同时分析不同形态的砷离子．同时，采用电感耦合等离子体质谱及原子吸收光谱测定砷化物具有较高的灵敏度，因此，离子色谱及离子色谱与电感耦合等离子体质谱、原子吸收／发射光谱的联用技术在砷化物的形态分析中得到了较多的应用^[1-8]。     

快速PFU微型生物群落毒性实验法对铜、铅、砷联合毒性的研究

采用快速PFU微型生物群落毒性试验法对铜，铅，砷的联合毒性进行了研究，并用相加指数法评价其联合效应。结果表明，Cu(Ⅱ）与Pb(Ⅱ），Cu(Ⅱ)与As（Ⅴ）的联合毒性为协同作用；Pb（Ⅱ）与As(Ⅴ）的联合毒性为相加作用。     

砷在土壤中的吸附与释放的初步研究

本文对无机砷(As~(3+))和有机砷(苯砷酸)在土壤(0—23cm深)中的行为进行了试验,发现无机砷及有机砷在土壤中吸附1h以上才能达到平衡,体系的pH、砷化物浓度等对土壤吸附砷量影响较大。土壤对砷化物的吸附量随砷化物浓度加大而增加。对无机砷的最大吸附量在pH 6—8,对有机砷(苯砷酸)的最大吸附在pH4。无机砷的吸附开始受温度影响不大,50℃以后吸附量明显降低,对有机砷的吸附最大值在40℃左右。含砷废水中的砷在土壤中微生物作用下逐渐向大气扩散。释放速度在60d左右最大。通空气或氮气对砷的释放影响不明显。     

浙江省沿海地区四种贝类中砷的形态及含量分布

贝类等海产品中砷的含量比其它食品高,因为贝类不同程度地具有富集砷的能力.通过检测它的组织污染程度能反映水体环境的化学物质变化.贝类中砷的形态多种多样,包括无机砷和有机砷,有机砷包括甲基砷、二甲基砷、砷甜菜碱、砷胆碱等,通常是低毒或者无毒的,而无机砷的毒性远大于有机砷.因此,考察海洋食品中砷的限量主要是检测其无机砷的含量.     

应用HPLC-ICP-MS联用技术进行Hg的形态分析研究

元素形态概念的提出是现代材料和生命科学等领域的发展需要，如果仅研究体系中元素的总量，已经不足于研究该元素在体系中的生理、毒理作用．元素的行为效应并不取决于该元素的总量，特定的元素只有在特定的浓度范围和一定的存在形态才能对生命系统和生物体发挥作用．不同的元素形态有不同的性质，如有机砷化合物的毒性一般小于无机砷；As(Ⅲ)的毒性大于As(Ⅴ)，烷基化汞、     

重庆市居民重金属膳食摄入水平研究

为了解重庆市居民砷、镉、汞的膳食摄入水平,采用分层多级整群随机抽样方法,经城乡经济排序,并按公共营养学要求,选取重庆市1213户居民为调查对象,应用中国总膳食研究方法,采集了当地12类主要食物样品,采用原子吸收分光光度法(AAS)和冷原子吸收分光光度法(CVAAS)测定了砷、镉、汞的含量,并运用FAO/WHO推荐的ADI值/PTWI值评价了居民膳食摄入的健康风险.结果显示,1)蛋类砷含量为允许限量的3.0倍;水果类镉含量为允许限量的2.4倍,汞含量为允许限量的4.0倍;2)各年龄组对砷、汞的膳食摄入量均低于ADI值,对镉的摄入量则大大超过ADI值.谷类和水果是各年龄组人群摄入砷、镉的主要膳食来源,水果类是汞的主要膳食来源;3)农村居民摄入的3种重金属含量均低于城镇居民,城乡居民对砷、汞的摄入量在允许限量ADI值的范围内,但通过食物摄入的镉含量超过了允许限量ADI值,达到ADI值的121%.     

芜湖市区土壤和地表灰尘中As含量分布及健康风险评价

分析了芜湖市区57个土壤和地表灰尘中As含量及其健康风险评价.结果表明,芜湖市区土壤和灰尘中As的含量范围分别为2.25—31.86mg.kg-1和3.53—40.97 mg.kg-1,平均为14.09 mg.kg-1和13.16mg.kg-1,是土壤背景值的1.33倍和1.24倍,不存在明显污染.高新技术开发区土壤和灰尘中As的含量明显高于经济技术开发区和中心城区,说明砷的农业来源明显.土壤和灰尘中As的含量与土灰的理化性质相关性不显著.健康风险评价表明,土壤与灰尘中As的非致癌风险1,对人体基本不会造成危害;As的3种不同途径致癌与非致癌风险中,经手-口摄入途径的风险最大,其次为皮肤接触,呼吸吸入最小,但均在癌症风险阈值范围10-6—10-4内,不会对人体健康造成致癌危害.     

色谱自动进样瓶可溶出砷对样品砷形态测定的影响

选用几种常用玻璃色谱自动进样瓶(简称色谱瓶),包括硼硅玻璃、一级水解级玻璃和高白料玻璃色谱瓶,以及聚丙烯材质的色谱瓶,1%HNO3对色谱瓶浸提后用ICP-MS和HPLC-ICP-MS测定浸提液中砷的总量和形态,并研究了10%HNO3对色谱瓶的清洗效果;此外还探讨了温度及时间对玻璃色谱瓶中砷释放的影响.结果表明,玻璃色谱瓶中砷普遍存在,其中硼硅玻璃色谱瓶浸提液中砷浓度低于1μg·L-1,用10%HNO3酸泡24 h能够全部清除;而一级水解级玻璃和高白料玻璃色谱瓶浸提液中砷的浓度则高达45.67μg·L-1和70.25μg·L-1,酸泡24 h后也有较高的残留量,浓度分别为1.63μg·L-1和0.94μg·L-1.高温能促进玻璃色谱瓶中砷的释放;玻璃色谱瓶中砷的释放量随时间的延长而增加,但短时间内即达到平衡.形态分析结果表明,玻璃色谱瓶浸提液中砷形态为As(Ⅴ),没有检测到As(Ⅲ)、二甲基砷酸(DMA)和甲基砷酸(MMA).同时,聚丙烯色谱瓶浸提液中砷总量低于检测限,因而在进行砷形态测定时,建议使用聚丙烯色谱瓶或者经10%HNO3清洗后的硼硅玻璃色谱瓶,以避免玻璃色谱瓶中As(Ⅴ)的污染.     

广东省土壤砷元素空间变异与环境意义

利用广东省260个土壤剖面数据,开展区域尺度下的土壤砷（As）元素质量分数的空间分布和垂直变异研究。结果显示,研究区土壤砷的几何平均质量分数为10.4 mg.kg-1,高于全国的平均水平9.6 mg.kg-1。表层土壤As的上基线质量分数为23.4 mg.kg-1。土壤As的空间分布特征主要决定其成土母岩的类型,主要表现为A、B、C 3层土壤As的空间展布形式相似,高As背景质量分数主要分布于石灰岩和砂页岩地区。此外,由A层至C层,As质量分数呈逐渐增加的趋势（由低到高依次为10.4 mg.kg-1,10.7 mg.kg-1,11.3 mg.kg-1）,但无底层富集特征,这种垂直变异特征与低有机质含量和强烈的土壤侵蚀作用有关。计算得出,研究区由土壤侵蚀引发的流入周边水体的土壤As每年可高达1 040 t。     

锑和砷对固氮菌的毒性效应及其机制研究

锑作为一种具有毒性和致癌性的类金属,其不合理的开发造成了严重的生态环境污染,尤其是土壤中高浓度锑和砷污染导致了环境中多种营养元素的缺乏。其中,氮素的缺乏严重阻碍了环境的恢复。然而,固氮微生物不仅能为氮素匮乏环境提供稳定的氮素来源,而且其固氮潜能可以作为监测土壤金属污染的敏感指标。为此,该文通过乙炔还原法(ARA)微宇宙培养试验手段,研究了不同价态锑和砷(三价及五价)在不同质量浓度(100、200、500、1 000、2 500、5 000 mg·L^-1)水平下对棕色固氮菌固氮潜能的影响,同时进一步探究了土壤固氮菌群落固氮潜能对土壤中主要锑和砷价态[Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)]的响应机制。结果表明,锑和砷浓度与棕色固氮菌和土壤固氮微生物的固氮潜能均呈显著负相关,验证了以固氮微生物固氮潜能作为生物指示物的可行性。此外,Sb(Ⅴ)对土壤固氮微生物的毒性显著小于As(Ⅴ)。三价锑和砷污染对固氮菌固氮潜能的毒性高于五价[As(Ⅲ)>Sb(Ⅲ)>As(Ⅴ)>Sb(Ⅴ)],这可能是由于Sb(Ⅲ)和As(Ⅲ)对细胞的致裂性强于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)。相较于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)对于棕色固氮菌固氮潜能的抑制作用,其对土壤固氮菌群落的固氮潜能的影响相对较弱。这一差异可能是由于土壤复杂的理化性质以及微生物群落和功能多样性而导致的。     

发酵松树皮和花生壳对地下水中砷的减毒效应

本研究探索了通过发酵的松树皮和花生壳强化地下水中土著微生物活性来降低砷毒性的方法.静态批实验结果表明地下水中化学氧化和生物氧化过程的耦合,会促使As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ),从而降低砷的毒性.加入有机基质可提升As(Ⅲ)的去除效率,花生壳的效果强于松树皮.通过对实验体系的化学及微生物表征,发现有机基质促进As(Ⅲ)减毒的...