蚯蚓细胞色素P450亚酶及代谢组学对土壤亚致死剂量草甘膦除草剂的响应

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过外源添加污染物的方法,研究了暴露于亚致死剂量草甘膦(添加剂量分别为5、10、20、40mg·kg-1)的土壤中7d后,蚯蚓生长抑制率、细胞色素P450亚酶(CYP1 A2、2C9与3A4)活力及代谢组学对土壤草甘膦的响应,旨在探讨亚致死剂量草甘膦能否对非靶标生...     

毒死蜱暴露对蚯蚓的亚慢性神经毒性研究

蚯蚓作为土壤生态系统中重要的生物类群,在维持土壤生态系统的功能中起着重要作用.毒死蜱是我国使用量较大的有机磷农药品种之一,对以蚯蚓为代表的土壤生物具有潜在威胁.本文选择云南林地常见的蚯蚓优势种—皮质远盲蚓(Amynthas corticis)作为试验生物,从毒死蜱暴露引发的蚯蚓脑部神经递质(乙酰胆碱、多巴胺、5-羟色胺、谷氨酸)、离子通道特征酶(Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶、Ca²⁺-ATP酶)变化入手,对毒死蜱亚慢性神经毒性导致的蚯蚓运动、学习记忆等神经行为变化进行研究,运用综合毒性指数(IBR)评价蚯蚓生物标志物变化,开展毒死蜱暴露对蚯蚓的亚慢性神经毒性研究.结果表明：暴露期内,毒死蜱处理组中蚯蚓脑部的乙酰胆碱含量显著高于对照组(P<0.05),且随着暴露时间的增加,毒死蜱处理组中蚯蚓脑部乙酰胆碱含量持续升高,而蚯蚓脑部多巴胺、5-羟色胺、谷氨酸含量则均显著低于对照组(P均小于0.05).随着暴露时间的增加,毒死蜱对这3种神经递质含量的抑制加强,毒死蜱对蚯蚓的神经损伤导致了蚯蚓的运动迟缓和学习记忆障碍,毒死蜱暴...     

亚致死剂量铜对蚯蚓P450酶和抗氧化酶活性的长期影响

以赤子爱胜蚓(Eiseniafetida)为供试生物,通过人工污染草甸棕壤的方法,研究了暴露于含有亚致死剂量Cu(100、200、300、400mg·kg-1)的土壤中8周时间内蚯蚓体内细胞色素P450含量、谷胱甘肽转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性的变化.结果显示,各指标在暴露1周时均无显著变化,但在第8周时各指标均受到显著抑制.P450含量在100mg·kg-1剂量水平下暴露2周时表现出显著的诱导效应;GST、SOD和CAT活性则均在第3周开始表现出显著的诱导效应,且SOD和CAT在100mg·kg-1剂量下即出现诱导现象,而GST则在200mg·kg-1剂量下显现诱导现象.暴露时间大于4周时,P450含量及GST活性开始表现出抑制效应,SOD及CAT活性则在暴露大于6周后显现抑制效应.以上指标对污染物的响应模式为:无显著变化→诱导→抑制.铜是蚯蚓生长的必需元素,蚯蚓自身对Cu的适应机制,以及对铜的长期摄取能危害蚯蚓正常代谢可解释上述响应模式产生的原因.但各指标在对毒性的响应敏感性上存在差异,其中,P450响应最为敏感,而SOD、CAT最不敏感.因此,在生态毒性诊断时,应选择不同指标作为一套指标体系相互补充,以增强污染诊断的灵敏性及长期诊断性.     

亚致死剂量氯吡嘧磺隆胁迫对斑马鱼典型肝脏代谢物的影响

为获知水环境中亚致死剂量的氯吡嘧磺隆对斑马鱼肝脏的影响,将斑马鱼暴露在亚致死剂量的氯吡嘧磺隆药液中8 d,采用超高效液相色谱与四级杆-轨道离子阱质谱串联对斑马鱼的肝脏代谢物进行分析,采用SIEVE软件将图谱信息转换为含有保留时间、质荷比和相对峰面积的二维数据阵.同时,结合mz Cloud、Human Metabolome Database(HMDB)数据库共鉴定出33种代谢物,包括氨基酸、糖、有机酸等物质.最后,采用SIMCA软件对正离子和负离子模式下的检测结果进行主成分、偏最小二乘法和正交校正的偏最小二乘法分析.主成分和偏最小二乘法结果表明,对照组与处理组在2种检测模式下均存在差异代谢物.为了寻找造成对照组与处理组之间差异的代谢物,对代谢物进行S-Plot分析,结果表明,肌酸酐、牛磺酸、多巴胺和5b-胆甾醇硫酸酯组间差异最大(p0.01).4种代谢产物可作为斑马鱼在氯吡嘧磺隆亚致死剂量胁迫下肝脏代谢异常的潜在标记物.     

印染污泥对蚯蚓的毒性效应研究

以珠三角地区4种印染污泥(textile dyeing sludge,分别记为TDS1、TDS2、TDS3、TDS4)为研究对象,首先采用化学分析方法评价印染污泥中多环芳烃(PAHs)的生态风险,进一步采用蚯蚓作为受试生物,研究了印染污泥的实际生态毒性效应.化学分析结果表明印染污泥进入环境后具有一定的生态风险,4种印染污泥中PAHs的平均含量为(2.233±1.868)ng·kg~(-1).蚯蚓毒性试验表明4种印染污泥对蚯蚓的半数致死浓度(14 d)分别为TDS1:185.7 g·kg~(-1)、TDS2:247.7 g·kg~(-1)、TDS3:177.6 g·kg~(-1)、TDS4:297.5 g·kg~(-1);TDS3印染污泥对蚯蚓体腔细胞溶酶体中性红停留时间抑制率在污泥浓度为100 g·kg~(-1)时达到25.4%,在400 g·kg~(-1)时达到96.8%;蚯蚓行为回避试验对4种印染污泥的回避阈值分别为TDS1:80 g·kg~(-1)、TDS2和TDS4:120 g·kg~(-1)、TDS3:40 g·kg~(-1);印染污泥对蚯蚓生态毒性与污泥中PAHs有关.本研究对印染污泥进入环境后的生态风险评估具有指导意义.     

基于基因组和代谢组学的厌氧消化氨抑制失稳机理研究

氨抑制是影响厌氧消化过程高效稳定运行的常见问题.为系统揭示氨抑制失稳机理,本研究在半连续反应器中加入高蛋白底物诱导氨抑制,结合理化分析、高通量测序及代谢组学分析,研究了失稳进程中理化指标变化、微生物群落演替、潜在功能变化和差异代谢物及代谢途径的响应.结果表明,在厌氧消化氨抑制阶段,乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等挥发性脂肪酸(VFAs)积累,甲烷产率由稳定阶段的0.43 L·g^-1下降至0.14 L·g^-1,指示系统失稳.失稳期间,产氢产乙酸菌相对丰度显著下降.丙酸氧化和乙酸型产甲烷途径中功能基因丰度下调,指示其代谢功能被抑制;丁酸和戊酸氧化方面,其β-氧化功能基因未出现丰度下调但其活化过程的功能基因下调.进一步分析差异代谢物发现,氨抑制阶段辅酶Q、L-精氨酸等343种代谢物的表达量显著变化,涉及新陈代谢、环境信息处理、基因信息处理和细胞生理过程等代谢途径.其中,辅酶Q表达量的显著下调可能会导致能量代谢链的活性下降.能量供应不足会进一步加剧乙酸和丙酸代谢功能的恶化,且由于丁酸和戊酸活化需要三磷酸腺苷(ATP)驱动,造成了丁酸和戊酸的代谢耗能及微生物活...     

酰胺类除草剂与四种杀虫剂对蚯蚓的联合毒性

采用滤纸接触法测定了2种酰胺类除草剂和4种常用杀虫剂及其混剂对赤子爱胜蚯蚓(Eisenia fetida)的室内毒性,并用毒性单位法评价混剂的联合毒性效应.结果表明,6种农药对赤子爱胜蚯蚓的毒性依次为阿维菌素＞克百威＞毒死蜱＞三唑磷＞乙草胺＞丁草胺,96h致死中浓度分别为0.800,3.481,8.213,10463,12.580,29.910μg/cm2;乙草胺分别与克百威和三唑磷按毒性单位11和14混用,使克百威的蚯蚓毒性分别增强9.5和4.5倍,三唑磷的蚯蚓毒性分别增强5.5和4.4倍,丁草胺与三唑磷按毒性单位11和14混用,使三唑磷的蚯蚓毒性分别增强6.7和4.8倍.其他混用组合未见明显的增毒作用.     

铜、毒死蜱单一与复合暴露对蚯蚓的毒性作用

土壤环境中重金属-农药复合污染已经对土壤生态和人类生存环境构成严重威胁.其中重金属铜和有机磷农药毒死蜱作为土壤环境中两类常见的污染物,其复合污染的环境效应值得关注.本文采用OECD标准滤纸接触法、人工土壤法研究了铜-毒死蜱单一及复合暴露对蚯蚓急性致死作用及回避行为的影响.结果表明,滤纸法和人工土壤法Cu对蚯蚓急性毒性的48h-LC50和14 d-LC50分别为2.23μg·cm-2和496.05 mg·kg-1;而毒死蜱对蚯蚓急性毒性的48 h-LC50和14 d-LC50分别为5.94μg·cm-2和186.07 mg·kg-1.滤纸法和人工土壤法铜、毒死蜱浓度单位配比1∶1时,铜、毒死蜱对蚯蚓急性毒性联合作用类型均近似表现为相加作用,而毒性单位配比1∶1的滤纸法和人工土壤法试验结果分别为协同作用和拮抗作用.回避行为试验结果表明,铜、毒死蜱对蚯蚓回避行为的联合作用类型为拮抗作用.     

萱草修复石油烃污染土壤的根际机制和根系代谢组学分析

采用温室盆栽方法,研究花卉植物萱草(Hemerocallis middendorfii Trautv.et Mey.)对大港油田石油烃污染土壤的修复,设定的土壤石油烃污染含量为:0、10 000和40 000 mg·kg~(-1).结果表明,萱草对石油烃含量≤40 000 mg·kg~(-1)具有良好的耐性,并且萱草对石油烃污染土壤中石油烃的修复效果比较显著,主要表现在试验组石油烃的去除率分别为53.7%和33.4%,显著高于空白对照组(31.8%和12.0%).通过GC-MS测定土壤中的氨基酸、有机酸以及糖类等成分的相对含量,并结合PCA和PLS-DA模型探讨了土壤石油烃去除的根际机制.结果发现,萱草的种植确实改变了土壤各成分的分布特征,而且其中喃葡萄糖对石油烃的去除起到关键的作用.此外,对萱草根系代谢组学的分析结果显示,仅在污染组发现了特殊的代谢物丙氨酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和亚油酸.而且,石油烃的暴露确实改变了萱草根系的初生代谢流,引起了一些代谢物的显著变化.总之,萱草可以种植于石油烃含量≤40 000 mg·kg~(-1)的污染土壤,并具备了对石油烃的修复能力;同时石油烃的暴露改变了萱草的根系代谢,而这种改变可能是萱草对石油烃污染土壤做出的代谢响应.     

浮床水芹不同生长阶段水体活性物质代谢组学分析

为解析浮床水芹在不同生长阶段种植水中活性代谢物特征与差异,揭示水芹化感作用与环境微生物互作机制,对水芹种植水中代谢物进行定性定量研究十分必要.该研究利用非靶向代谢组学技术,采用LC-ESI-MS分析方法对水芹繁殖期、幼苗期、成熟期3阶段种植水中代谢物进行检测,结合多元统计和单变量统计方法筛选出主要代谢物和显著差异代谢物,并对环境修复相关代谢物进行了相关性分析.结果表明:①在不同生长阶段水芹种植水中共检测到306种代谢物,13种代谢物在各时期种植水中的相对含量均超过1%,其中包括甜菜碱、硬脂酸和芥酸酰胺等参与植物抗冻、化感作用和反硝化细菌富集过程的重要代谢物.②共112种代谢物在不同时期种植水中存在显著差异,化感作用代谢物硬脂酸和植物-根际微生物互作代谢物D-（-）-奎宁酸在各时期间均为显著差异代谢物.③相关性分析发现,硬脂酸、壬二酸、肉豆蔻酸、儿茶酚、3,5-二羟基苯甲酸、阿魏酸、水杨酸、咖啡酸和苯甲酸9种化感物质含量之间具有高度相关性（r>0.6,P < 0.01）,且在水芹幼苗期相对含量最高.研究显示,水芹种植水中存在至少23种环境修复相关代谢物,其中9种化感物质可能存在协同作用,幼苗期水芹更适于水芹提取物抑藻剂开发.      

Cu、Pb、Cd、Hg亚致死浓度对三疣梭子蟹幼体的影响

为了解海洋重金属污染对三疣梭子蟹的危害,进行了Cu、Pb、Cd、Hg对三疣梭子蟹幼体影响的试验.结果发现,当Cu浓度为0.005mg·L-1(Cu渔业水质标准的1/2倍,简称1/2倍组,下同)以下时,蟹幼体能正常发育至2期幼蟹;Cu浓度为0.01 mg·L-1(1倍组)时蟹幼体也能发育至2期幼蟹,但在试验第19d全部死亡;Cu浓度为0.02 mg·L-1时(2倍组)蟹幼体仅发育至1期后就全部死亡;Cu浓度为0.04mg·L-1(4倍组)和0.08 mg·L-1(8倍组)时蟹幼体只能发育至大眼幼体就全部死亡.Pb浓度为0.025 mg·L-1(1/2倍组)、0.0125 mg·L-1(1/4倍组)时,蟹幼体能正常发育至2期幼蟹;Pb浓度为0.05 mg·L-1(1倍组)时蟹幼体能发育至2期幼蟹,但在试验的第20d全部死亡;Pb浓度为0.1 mg·L-1(2倍组)和0.2 mg·L-1(4倍组)时,幼体仅发育至1期幼蟹就全部死亡;Pb浓度为0.4 mg·L-1(8倍组)时,幼蟹仅只能发育至Z4就全部死亡.Cd浓度为0.00125 mg·L-1(1/4倍组)时,蟹幼体能正常发育至2期幼蟹;Cd浓度为0.0025 mg·L-1(1/2倍组)仅有1期幼蟹出现,至试验结束时虽未死亡,但未能变态为2期幼蟹;Cd浓度为0.005 mg·L-1(1倍组),仅只有1期幼蟹出现就全部死亡;Cd浓度为0.01mg·L-1(2倍组)、0.02 mg·L-1(4倍组)时,仅只能发育至大眼幼体就全部死亡;Cd浓度为0.04 mg·L-1(8倍组),幼体仅只能发育至Z4就全部死亡.Hg浓度为0.0005 mg·L-1(1倍组)时,三疣梭子蟹幼体均能正常发育至2期幼蟹;Hg浓度为0.001 mg·L-1(2倍组)只能发育至1期幼蟹就全部死亡;Hg浓度为0.002 mg·L-1(4倍组)、0.004 mg·L-1(8倍组)仅只能发育至Z4就全部死亡.以上结果说明,Cu浓度为0.005mg·L-1(1/4倍组),Pb浓度为0.025 mg·L-1(1/2倍组)、Cd浓度为0.00125 mg·L-1(1/4倍组)和Hg浓度为0.000125 mg·L-1(1/4倍组)以下进行三疣梭子蟹幼体培育比较安全.     

两种铁氧化物对土壤有效态汞的吸附作用研究

利用氧化物对土壤中汞的吸附特性,研究了汞污染土壤中添加铁锰和铁铝复合氧化物对土壤汞有效性的影响.结果表明,在土壤中添加氧化物后,土壤中有效态汞的含量明显降低,在相同添加量下铁铝复合氧化物比铁锰复合氧化物的吸附效果好.14 d时间内,添加铁铝氧化物后,两种土壤中有效态汞的含量分别降低了94.60%和93.11%;添加铁锰氧化物后,两种土样中有效态汞的含量分别降低了88.69%和87.85%,可见两种氧化物是土壤中有效态汞的有效吸附剂.通过方程拟合研究了氧化物对土壤中有效态汞吸附的规律,其中,铁铝氧化物对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程和权函数方程拟合度较好,铁锰氧化对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程拟合效果最好,零级速率方程及指数方程的拟合效果则相对较差.     

渤海江豚体内汞的初步研究

１９９０年采于辽东湾的１０头江豚标本，分别测定了其皮肤、骨骼、肌肉、肝脏、肺、肾、心、胃、肠、胰、脾、肾上腺及生殖腺等１３种组织中汞的含量。其主要累积于肝、脾、肾。约在７龄以前，各组织中汞的浓度有随年龄、体长、体重的增加而有增加的趋势。     

双道HG—AFS同时测定鲤鱼肝脏中痕量Hg和As

应用氢化物原子荧光法,测定鲤鱼肝脏中痕量Hg和As,该法具有原子吸收和原子发射光谱两种技术优势,同时它具有分析灵敏度高,干扰少,线性范围宽,可多元素同时测定等优点;在KBH4-酸还原体系中同时测定鱼肝中Hg和As,方法检出限分别为Hg：0．33ng／ml和As0．36ng／ml,线性范围分别为：0.1—2.0ng／ml和1．0—20．0ng／ml。加标回收率分别为Hg：96．0％和As：100．6％。分析结果可靠,方法令人满意,并适合大批量样品的分析.     

双道HG-AFS同时测定鲤鱼肝脏中痕量Hg和As

应用氢化物原子荧光法,测定鲤鱼肝脏中痕量Hg和As,该法具有原子吸收和原子发射光谱两种技术优势,同时它具有分析灵敏度高,干扰少,线性范围宽,可多元素同时测定等优点;在KBH4-酸还原体系中同时测定鱼肝中Hg和As,方法检出限分别为Hg:0.33ng/ml和As0.36ng/ml,线性范围分别为:0.1-2.0ng/ml和1.0-20.0ng/ml。加标回收率分别为Hg:96.0%和As:100.6%。分析结果可靠,方法令人满意,并适合大批量样品的分析。     

黄浦江上游饮用水源地水及沉积物中汞、砷的分布特征

对黄浦江上游饮用水源地水及沉积物中Hg、As的含量及分布进行了调查研究.结果表明,水中Hg、As的浓度范围分别为0.0407～0 2287μg·L-1、0.6087～5.2667μg·L-1,平均值分别为0.1492μg·L-1、2.7442μg·L-1;与地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水标准相比,83.3%的样点Hg浓度超标,As未出现超标现象.沉积物中Hg、As的含量范围分别为0.0479～0.4169mg·kg-1、4.84～9.01mg·kg-1,平均值分别为0.1488 mg·kg-1、6.59mg·kg-1;57.1%的样点Hg含量超过了上海市土壤背景值,As含量未超标.从空间分布来看,位于工业园区河流的采样点及河流入江口的采样点水体中Hg、As浓度较高.沉积物对Hg、As的浓缩系数分别位于209～2361、1113～11171之间.沉积物中Hg、As的含量均与有机碳含量成显著正相关关系,表明本研究区域沉积物中有机碳是Hg、As含量的主要影响因子.根据Hg、As的分布特征,推断黄浦江上游饮用水源地Hg、As的污染源主要包括工业污染源、农业污染源、生活污水垃圾、上游来水、河流沉积物的二次污染、来往船只污染物的排放等.     

Study on the simultaneous reduction of methylmercury by SnCl2 when analyzing inorganic Hg in aqueous samples

Mercury (Hg) is among the most concerned contaminants in the world. It has three major chemical forms in the environment, including Hg⁰, Hg^2 +, and methylmercury (MeHg). Due to their differences in toxicity, mobility, and bioavailability, speciation analysis is critical for understanding Hg cycling and fate in the environment. SnCl₂ reduction-atomic fluorescence spectrometry detection is the most commonly used method for analyzing inorganic Hg. However, it should be noted that MeHg may also be reduced by SnCl₂, which would result in the overestimation of inorganic Hg. In this study, the reduction of MeHg by SnCl₂ in both de-ionized (DI) water and four natural waters was investigated. The results showed that MeHg could be reduced by SnCl₂ in DI water whereas this reaction was hard to occur in tested natural waters. By investigating the effects of water chemical characteristics (dissolved organic matter, pH and common anions and cations) on this reaction, SO₄^2 ? was identified to be the dominant factor prohibiting SnCl₂ induced MeHg reduction in natural waters. SO₄^2 ? in natural waters was evidenced to be reduced to S^2 ? by SnCl₂ and the generated S^2 ? can complex with MeHg to form MeHgS^? which is hard to be reduced by SnCl₂. Findings of this study indicate that the effect of MeHg reduction by SnCl₂ on inorganic Hg analysis is negligible in natural waters; however, at simulated experimental systems without SO₄^2 ?, SO₄^2 ? should be added as protecting agents to prevent MeHg reduction when analyzing inorganic Hg if it would not cause any other unwanted effects.     

沉积物中六氯苯对颤蚓(淡水单孔蚓)的毒性效应研究

以淡水底栖动物颤蚓(淡水单孔蚓)为受试生物,研究了沉积物中六氯苯(HCB)对淡水单孔蚓14 d和28 d的毒性效应.结果表明,沉积物中HCB对颤蚓致死效应较低,当HCB浓度为190 mg· kg-,连续暴露28 d时,致死率低于8％.但HCB对颤蚓具有较强的慢性毒性效应,当HCB浓度为190 mg·kg-1,连续暴露28 d时,身体自断率高达90％,并且随着浓度升高和暴露时间延长,颤蚓自断率明显增高.HCB对颤蚓自断14 d和28 d的EC50分别为＞190 mg·kg-1和97.1 mg· kg-1.HCB对颤蚓行为(运动和挖掘)产生明显抑制作用.随着HCB浓度增加和暴露时间延长,颤蚓运动强度减弱,并伴随摄食量减少与体重减轻现象.