基于umu遗传毒性效应的饮用水致癌风险评价的尝试

化学物质暴露是导致癌症发生的重要诱因,通过饮用水暴露导致的人类致癌风险在饮用水处理技术中日益引起重视.由于水中化学物质种类繁多、组成复杂,准确地检测每个致癌物质的浓度和毒性非常困难.为了控制饮用水的安全,根据DNA损伤诱导SOS反应而表达umuC基因这一基本原理建立的SOS/umu测试法,已经广泛应用于饮用水遗传毒性的检测.论文建立了基于umu遗传毒性效应的饮用水致癌风险评价方法,并对北方某水厂饮用水的遗传毒性进行了umu测试,计算了该地区饮用水的致癌风险,提出了可能的饮用水遗传毒性基准值.结果表明,该水厂常规工艺出水的致癌风险均值为1.55×10-6,存在一定的安全隐患;而深度处理工艺能有效地削减出水致癌风险均值至5.3×10-7,达到目前先进国家水质管理的要求,保障了饮用水的安全.样品中4-硝基喹啉-1-氧化物(4-NQO)的等当量浓度(TEQ4-NQO)0.0948μg·L-1可作为饮用水遗传毒性基准值。     

武汉地表水对蚕豆根尖细胞微核的影响

采用蚕豆Vicia faba根尖微核检测技术对武汉市主要地表水(河流、湖泊)的污染情况进行了研究.分别于东湖、西北湖和长江武汉江段共12个位点进行水样采集,以源水直接处理蚕豆根尖,检测各组水样对蚕豆根尖细胞形成微核的诱导效应.结果表明,各水样处理蚕豆根尖细胞后微核率在2‰～10‰之间,其中,4个样点水样可显著诱导蚕豆根尖细胞形成微核(P＜0.05),水样污染达到中度污染水平.表明该市地表水中存在一定致突变性,具有明显的遗传毒性;同时,这些污染较为严重的样点主要分布于水体流动性较差的湖泊中,因此,水体流动性的增加可有效改善湖泊水质.     

利用改进的SOS/umu方法检测水处理过程中污染物的遗传毒性效应

SOS/umu遗传毒性测试方法被广泛应用于化合物和复杂混合物遗传毒性的评价,但是目前已报道方法的实验周期长达17 h,给实验操作带来了不便,因此亟需对常规方法进行改进。建立了测试周期可小于8 h(2 h预培养,4.5 h暴露培养) 的SOS/umu快速测定方法之后,应用改进后的方法对5种典型遗传毒性物质, 4-硝基喹啉1-氧化物(4-NQO)、丝裂霉素C(MMC)、甲磺酸甲酯(MMS)、2-氨基蒽(2-AA)和苯并芘(BaP)进行测定,结果表明,改进后的SOS/umu方法对4-NQO、MMC、MMS、2-AA和BaP的检测限分别为0.013±0.0031、0.031±0.0028、229.18±60.51、2.29±1.22和1.28±0.0698 μmol·L^-1,优于或者相当于报道方法。采用经典方法和改进后的方法对全国两个地区6个环境水样的遗传毒性进行测定,结果表明,两种方法检测出的6个环境水样的遗传毒性强度无显著性差异。另外,将研究方法应用于北方某市甲乙两个水厂原水、出厂水和管网水的遗传毒性评价,结果表明,两个水厂的原水、出厂水和管网水均表现出一定的直接遗传毒性,对应的4-NQO当量浓度(TEQ4-NQO)在0.0012 μg·L^-1至0.0129 μg·L^-1之间;加入鼠肝微粒体酶系统(S9)后,仅有乙水厂的管网水检测出极其微弱的遗传毒性效应。以上研究结果表明,改进后的SOS/umu快速测定方法能够实现在短时间（8h）内完成环境化合物及环境样品的遗传毒性检测,为筛选和评价化合物和复杂环境样品的遗传毒性提供了更为快捷的手段。     

利用重组大肠杆菌SOS法评价污水厂出水的遗传毒性以及工艺去除效果

SOS/umu测试法被广泛应用于化合物和复杂混合物遗传毒性的评价,由于该技术所用菌种为致病菌且操作步骤繁琐等原因,制约了技术的推广应用。研究建立了基于重组大肠杆菌SOS效应的水质遗传毒性检测方法(专利号:ZL201110022476.1),应用该方法评价了某市4座污水厂出水的直接遗传毒性效应,同时以污水处理一厂为例考察了直接遗传毒性效应的季节变化规律以及不同的工艺对水中直接遗传毒性物质的去除情况。结果显示:各污水厂出水均表现出一定的直接遗传毒性,对应的4-NQO毒性当量浓度范围为0.018~0.514 mg·L-1;一年四季中夏季进出水直接遗传毒性效应最高,现有工艺中生化处理工艺段对直接遗传毒性去除效果最佳,去除率为33.33%。该方法操作便利、检测敏感性较高、操作危险性较低,可用于水中直接遗传毒性效应的测试。     

有机污染场地浅层地下水对斑马鱼胚胎发育的生物毒性研究

以斑马鱼为受试生物,对某有机污染场地危险品仓库车间(1号样点)、氯化石蜡车间(2号样点)和厂区外(3号样点)3个不同区域的土壤浅层地下水进行斑马鱼急性毒性试验和胚胎发育毒性试验.结果表明,1号水样对斑马鱼成鱼的(￠)(72 h,LC50)为79.12％,2和3号水样对斑马鱼成鱼的(￠)(72 h,LC50)均大于100％.3种水样对斑马鱼胚胎具有不同程度的发育毒性效应,对斑马鱼胚胎的24 h卵凝结率、20s内无自主性活动和72 h孵化率都存在剂量-效应关系.3种水样对斑马鱼均具有一定的致畸效应,对斑马鱼胚胎的毒性由大到小依次为1、2和3号水样.胚胎毒性试验灵敏度高于成鱼急性毒性试验,且简单快速,可用于污染场地水样污染毒性的快速诊断,为场地的进一步危害识别与风险评估提供依据.     

废弃农药厂污染场地土壤浸出液的急性毒性和遗传毒性筛查

污染土地再开发是城市土地可持续利用的关键。为进行废弃农药厂的生态风险评价,采集常州市某废弃农药厂污染场地6个不同区域的土壤样品(编号为S1、S2、S3、S4、S5和S6),选取发光细菌、大型溞和蚕豆根尖细胞为试验生物,运用成组生物毒性试验对6个土壤样品的浸出液进行生物毒性检测。结果表明:6个土壤样品的浸出液都具有急性毒性和遗传毒性;发光菌和大型溞急性毒性试验表明,S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S6的土壤浸出液毒性最低;蚕豆根尖微核遗传毒性试验表明S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S4和S6的土壤浸出液毒性最低。蚕豆根尖微核遗传毒性试验结果与发光菌和大型溞急性毒性效应基本相同,表明成组生物毒性测试法可以用于污染土壤浸出液的毒性评价。污染物质和毒性检测结果的相关性分析结果表明,土壤中所含污染物种类和浓度已经对土壤毒性效应产生影响,结合化学分析与生物毒性检测可为污染场地进行综合评价与风险评估提供依据。     

内蒙古河套地区水体中砷的地球化学特征

采样分析典型地砷病区域——内蒙古河套地区地下水、地表水和自来水中砷含量和形态,研究河套地区水体中砷分布状况,并采集山西山阴县大营村(地下水)和山东招远地区水样(地表水、地下水),以用于污染特性比较和源解析。结果发现,内蒙古河套地区和山西省山阴县大营村作为生活饮用水的地下水中砷含量超标率较高,其中内蒙古临河区狼山镇先锋七社和山西大营村地下水砷含量平均值分别为368.9和443.5μg.L-1,分别有75%和100%的水样超过GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》中农村小型集中和分散式供水砷含量限值。内蒙古五原县乃日乡的175个水样中,也有59%的地下水样砷含量高于50μg.L-1,且砷形态主要以无机砷为主。河套地区地表水水样砷含量大部分在50μg.L-1以下,部分自来水(水源为地下水)样砷含量超过生活饮用水标准。     

染织排水对日本青鳉幼鱼和胚胎的毒性效应

采用日本青鳉幼鱼及胚胎暴露评估染织排水的毒性效应.4个测试水样采自染织工厂排水口.96 h急性毒性试验表明:1和2号水样对幼鱼急性毒性效应不明显,3和4号水样对幼鱼具有急性毒性效应,毒性单位分别为0.47、0.53、9.93和1.68TUa,1和2号水样为微毒,3号水样为中毒,4号水样为低毒.14 d胚胎幼鱼慢性毒性试...     

代表性二级处理、三级处理和湿地生态修复技术对城镇污水人源干细胞毒性的削减

污水中的难降解污染物往往具有浓度低但毒性强的特点,可以通过多种暴露途径直接或间接对人体健康产生有害影响,因此有必要评估污水处理技术对健康效应的削减效果.本研究选择人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchy-mal stem cells,hBMSCs)体外模型,评估典型二级处理、三级处理和湿地修复技术进水、主要工艺排水的综合毒性,并与发光菌急性毒性测试结果进行比较.水样萃取物对hBMSCs的细胞毒性呈剂量依赖性关系,进水毒性单位(toxicity unit,TU)在0.03～ 0.22范围内,出水TU为0.02 ～ 0.03.二级处理技术对细胞毒性的削减率为59.8％.三级处理过程中经混凝、微滤和反渗透处理后,出水无显著细胞毒性,但经臭氧消毒后最终排水的细胞毒性较进水无显著变化.湿地修复技术对细胞毒性的削减率为49.9％.66.7％ (14/21)水样品对于hBMSCs细胞毒性的TU值高于发光菌急性毒性的TU值.在相对富集倍数(related fold enrichment,REF)20％效应浓度(EC20)下,二级处理和三级处理技术对污水hBMSCs细胞毒性的削减率低于发光菌急性毒性,但湿地修复技术对细胞毒性的削减率高于发光菌急性毒性.结果 提示污水处理厂排水中残留的难降解有机污染物对人源干细胞具有较强的有害效应,为再生水水质安全性评价以及城镇污水资源化技术研发提供参考依据和方法.     

五氯苯酚的生态毒性效应及其遗传毒性

为评价环境内分泌干扰物——五氯苯酚对土壤生态系统动植物的生态毒性效应,检测了五氯苯酚对8种作物种子的萌发和根伸长的抑制作用以及对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性作用;并运用小麦根尖细胞微核实验和赤子爱胜蚓体细胞核的彗星实验,检测了五氯苯酚的遗传毒性效应.结果表明,五氯苯酚在一定浓度范围内对作物种子的...     

用SOS/umu试验评价降雨径流遗传毒性的变化

通过SOS/umu试验分析检测屋面和道路在2017年5、6月2场降雨过程中的遗传毒性变化。结果表明,从降雨初期到结束,在5月份屋面产生降雨径流2 h内和道路产生径流20 min内雨水样品的检测结果均呈阳性,诱导率IR均大于2,表现出DNA损伤效应;在6月份屋面产生降雨径流60 min内和道路产生径流10~60 min内雨水样品的结果均呈阳性,表现出遗传毒性。2场降雨中屋面和道路雨水样品的TEQ4-NQO均随降雨时间先增加后逐渐减小,5月份屋面雨水样品的毒性大于路面雨水样品的毒性,6月份则相反。遗传毒性分析降雨径流中污染物毒性的变化为雨水的安全利用提供理论基础。     

利用SOS/umu测试评价某电子垃圾处理地土壤的遗传毒性

由电子垃圾不当处理引起的环境污染问题已经引起普遍关注.采用SOS/umu测试方法对我国南方某电子垃圾处理地23个土壤样品的有机提取物的直接和间接遗传毒性进行了初步的评估和筛选.结果表明,在有机提取物最高暴露浓度相当于100mg·well-1时,只有很少一部分样品检出直接遗传毒性,而绝大多数样品的有机提取物经过代谢活化后,表现出遗传毒性.与对照地区土壤相比,从事电子垃圾回收处理的地区土壤中存在间接致突变物质的积累,这可能与当地粗放形式的电子垃圾处理活动有关.     

离子液体[C16mim]Cl对泥鳅的毒性效应

以泥鳅为受试动物,采用急性毒性、微核试验及酶活分析实验,研究了离子液体[C16mim]Cl对水生生物的生物毒性作用。急性实验表明:[C16mim]Cl对泥鳅有明显的毒性,其对泥鳅24、48和96h的LC50分别为2.533、1.763和1.379mg.L-1;微核实验表明:对照组红细胞微核率为0.5‰左右,而处理组红细胞微核率最高达到12.89‰,且各处理组均明显高于对照组(P<0.05);酶活分析实验表明:处理组血清的GPT和GOT活力均明显高于对照组,且随[C16mim]Cl浓度增高而呈现上升趋势。从以上结果可以得出:[C16mim]Cl对泥鳅具有显著的遗传毒性和生理毒性效应,因而推测其大量使用可能对水生生物及生态环境具有一定的毒害作用。     

Residues of organochlorine pesticides (OCPs) in aquatic environment and risk assessment along Shaying River,China

Organochlorine pesticides (OCPs) are pesticides with global scale ubiquity, persistence and bioaccumulation, which leave long-term residuals in the water body. OCPs’ high toxicity poses significant threats to human health and aquatic biodiversity, making assessment of OCPs’ impact on aquatic ecology and human health urgently necessary. In this research, the presence of 16 OCPs in surface water and groundwater along Shaying River, China, as well as OCPs concentration correlations, was investigated at 24 selected sampling sites. At the same time, the ecological risk and human carcinogenic risk were also analyzed by risk quotient method and USEPA’s Risk Assessment Guidance, respectively. Results showed that the total concentration of OCPs ranged from 21.0 to 61.4 ng L^?1 in groundwater, and 12.3–77.5 ng L^?1 in surface water. Hexachlorocyclohexane (HCHs) and heptachlor were the prominent contaminants in groundwater, which indicated their use in the recent past and confirmed their persistence. The α-HCH/γ-HCH ratios in groundwater confirmed that γ-HCH (lindane) was used as main substitute of technical HCH in the study area. The correlation analysis illustrated that δ-HCH and γ-HCH played a dominant role in HCHs residue. Heptachlor and α-HCH, as well as endosulfan and heptachlor epoxide, had a strongly significant positive correlation, suggesting an associated usage of the two pair OCPs. An extremely high ecological risk for aquatic organism was observed for γ-HCH, heptachlor and dieldrin, while the carcinogenic risks posed by the selected OCPs in surface water and groundwater were all acceptable.     

Groundwater fluoride and dental fluorosis in southwestern Nigeria

This study was carried out to assess the fluoride levels of groundwater from open wells, consumed by the residents of three communities located in two distinct geological terrains of southwestern Nigeria. Fluoride concentration was determined using spectrophotometric technique, while analysis of other parameters like temperature, pH and total dissolve solids followed standard methods. Results of the analysis indicated that groundwater samples from Abeokuta Metropolis (i.e., basement complex terrain) had fluoride content in the range of 0.65?±?0.21 and 1.20?±?0.14. These values were found to be lower than the fluoride contents in the groundwater samples from Ewekoro peri-urban and Lagos metropolis where the values ranged between 1.10?±?0.14-1.45?±?0.07 and 0.15?±?0.07-2.20?±?1.41?mg/l, respectively. The fluoride contents in almost all locations were generally higher than the WHO recommended 0.6?mg/l. Analysis of Duncan multiple range test indicated that there is similarity in the level of significance of fluoride contents between different locations of same geological terrain at p?≤?0.05. It was also observed that fluoride distribution of groundwater samples from the different geological terrain was more dependent on factors like pH and TDS than on temperature. The result of the analyzed social demographic characteristics of the residents indicated that the adults (between the age of 20 and >40?years) showed dental decay than the adolescent (<20?years). This signifies incidence of dental fluorosis by the high fluoride content in the drinking water of the populace. Further investigation on all sources of drinking water and other causes of tooth decay in the area is suggested.     

利用SOS/umu测试方法鉴定沙颍河河水中的遗传毒性物质

采用HPLC分割导向的SOS/umu测试方法鉴定了沙颍河河水中的遗传毒性物质。当采用TA1535/pSK1002菌株测定HPLC分割的各馏分时,如果不经大鼠肝微粒体酶(S9)代谢活化,只有馏分F10显示遗传毒性,加入大鼠肝微粒体酶代谢活化后,馏分F10和馏分F15都显示有遗传毒性,说明河水中存在某些需经过大鼠肝微粒体酶代谢活化才能显示出遗传毒性的物质。当采用过量表达O-乙酰转移酶(O-AT),对芳香胺类物质和硝基芳烃化合物有特殊响应的NM2009菌株测定时,馏分F8、F9和F10均呈现遗传毒性;特别是对于馏分F10,用NM2009菌株测定的遗传毒性远高于原始菌,说明这3个馏分中都含有芳香胺类或硝基芳烃类物质。     

印染废水处理过程及排放水对草履虫遗传毒性评价

草履虫作为指示生物评估印染废水处理过程及排放水的毒性效应。急性毒性结果显示,原水、厌氧工段印染废水、好氧工段印染废水对草履虫的半数致死浓度(24h-LC₅₀)分别为54%、41%、98%;遗传毒性结果显示,印染废水原水、经处理的排放水在6.25%、12.25%稀释梯度下对草履虫造成的DNA损伤较对照组呈显著升高(p<0.01),而排放水对草履虫的DNA损伤较原水无显著性差异;草履虫增殖速率结果显示,印染废水排放水50%稀释梯度下对草履虫增殖速率有抑制作用。暴露于印染废水排放水中10%的草履虫其游动行为发生改变。以上结果表明,印染废水在经过处理后,理化指标均达到国家印染废水行业排放标准,但排放水仍对草履虫产生急性毒性,且遗传毒性较原水没有显著降低。水生生物毒性测试能有效补充理化指标评价,为印染废水行业全面达标排放提供依据。