纳米颗粒对淡水藻类生长的影响:毒性机制与复合毒性

近年来,纳米颗粒在生活、工业生产中的应用日益广泛,而这些纳米颗粒的应用引起的一系列环境问题越来越被密切关注.纳米材料在使用过后不可避免地会释放到水环境中,不仅会影响水生生物的生长代谢,也会污染水体,影响水源水质.而藻类作为水生食物链的初级生产者,对于纳米颗粒在水环境中的积累和迁移起着至关重要的作用.本文首先总结了不同种类的纳米颗粒对水环境中不同藻类生长代谢的影响和相关的毒性机制,包括破坏细胞完整性、氧化应激胁迫、破坏光合系统、基因水平异常和有毒物质的释放等.其次,系统总结了纳米颗粒表面特性(如粒径、晶型、表面电荷、亲疏水性、光敏性、表面涂覆、老化和纳米颗粒的均相与非均相等)、水环境影响因素(如自然有机物质、环境胶体、离子强度、pH、硬度、光照和温度等)和藻类胞外聚合物对纳米材料毒性的影响.最后,还综述了水环境中关键污染物和纳米颗粒对藻类的复合毒性.对于纳米颗粒对水环境中藻类生长的毒性作用、影响机制以及复合毒性的系统总结,有利于全面了解纳米颗粒的环境行为和生物毒性.     

不同碳链长度的离子液体对大型溞摄食行为的影响

用细胞计数法研究了不同碳链长度的离子液体对大型溢滤水率和摄食率的影响.结果表明,随着碳链长度的增加,离子液体对大型溞的48 h急性毒性增大,其LC50在49μg/L和15 326μg/L之间.不同碳链长度的离子液体都显著地降低了大型溞的滤水率和摄食率,其最大浓度处理组分别比对照降低T60%～84%.结果提示,离子液体对大型溞摄食行为具有很大的毒性影响,因此对水生环境可能也具有潜在的生态风险.图1表1参25     

基于RAPD技术检测不同烃链长度咪唑基离子液体对日本三角涡虫的遗传毒性

RAPD标记通常用于遗传作图、分类和系统发育研究,该技术也可用于检测DNA损伤或突变。本研究利用RAPD技术检测了4种不同烃链长度的咪唑基离子液体对日本三角涡虫(Dugesia japonica)的遗传毒性。在20条随机引物中共筛选出11条用于RAPD扩增,其中对照组共扩增出65条带。与对照组相比,离子液体处理组的RAPD图谱变化表现在条带亮度增强或减弱以及新带的出现和正常带的消失。各处理组多态性带及变异带的总数随离子液体烃链碳原子数增加而增加,而基因组模板稳定性则随离子液体烃链长度增加而降低,这说明咪唑基离子液体对涡虫有遗传毒性,且随着离子液体烃链长度增加其对涡虫的遗传毒性增强。同时研究结果也证明RAPD分析是一种检测环境污染物对动物DNA损伤的灵敏方法。     

离子液体[Bmim]Cl对HepG2细胞糖代谢的影响

离子液体是一类广泛用于生产、科研的有机溶剂,其生物毒性已被验证,然而在非致死浓度下离子液体对于生物体的潜在影响还有待研究.为探究离子液体对糖代谢的影响,选取人体肝癌细胞HepG2为受试对象进行体外实验,研究一种常用的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)对HepG2细胞糖代谢的影响.结果表明,[B...     

水环境中纳米氧化锌的环境行为及生物毒性研究进展

随着纳米氧化锌的大量生产和应用,作为其最终受体之一的水环境将面临越来越大的威胁.纳米氧化锌在水环境中的团聚,溶解等环境行为使其具有不稳定性,在很大程度上影响着纳米氧化锌在水体中的迁移性、生物可利用性以及对生态环境的毒性.本文着重探讨纳米氧化锌在水环境中的环境行为及其影响控制因素和检测分析方法,归纳纳米氧化锌对不同种类水生生物的毒性效应,分析纳米氧化锌的毒性机制及其存在的问题,并对水环境中纳米氧化锌的环境行为及生物毒性的研究方向进行了展望.     

离子液体[C8mim]Br对不同日龄大型潘的急性毒性

该试验研究了不同发育时期大型溞（Daphnia magna）对离子液体[C8mim]Br的耐受性,为离子液体的生态安全评价提供科学依据。采用急性毒性试验方法研究了不同浓度离子液体[C8mim]Br对1、3、5、7、11日龄大型溞毒性效应及其所产幼溞的死亡率。实验结果表明不同日龄的大型溞对[C8mim]Br敏感性不同。其中1日龄和3日龄的幼溞敏感性最高,而5日龄和7日龄大型溞敏感性最低,怀卵期11日龄大型溞对[C8mim]Br的敏感性再次提高。置于急性处理质量浓度的[C8mim]Br中,11日龄大型溞所产幼溞死亡率随着[C8mim]Br浓度的增加和暴露时间的延长而逐渐增加,至48h最高浓度处理组幼溞的死亡率高达95％。试验结果表明可采用1日龄和3日龄的幼溞用于评价离子液体的毒性。     

中心复合设计射线法考察离子液体C16H31ClN2与乐果的毒性相互作用

离子液体(ILs)是一种用于替代传统易挥发有机溶剂的新型"绿色"溶剂.由于不挥发、不会对大气产生污染而得到广泛应用.但是某些ILs易溶于水,其自身毒性能够对生态环境造成潜在影响,这已引起诸多学者对ILs毒性的研究兴趣.然而ILs与其它污染物的毒性相互作用目前研究很少.论文选取咪唑类离子液体C16H31ClN(2DMI)与有机磷杀虫剂乐果(DIM)作为目标化合物,以青海弧菌Q67为检测生物,采用微板毒性分析法测定了目标化合物及其混合物的毒性.为全面考察不同浓度范围DMI与DIM的毒性相互作用,将中心复合设计与固定浓度比射线法有机结合起来构建5个不同浓度比的混合物射线,通过浓度加和与独立作用模型对混合物射线进行比较评估.结果表明在DMI浓度较大且DIM浓度较低时,DMI与DIM之间存在明显拮抗作用,而在其它浓度范围内两者之间为加和作用.     

离子液体[C8mim]Br对不同日龄大型溞的急性毒性

该试验研究了不同发育时期大型溞(Daphnia magna)对离子液体[C8mim]Br的耐受性,为离子液体的生态安全评价提供科学依据.采用急性毒性试验方法研究了不同浓度离子液体 [C8mim]Br对1、3、5、7、11日龄大型溞毒性效应及其所产幼溞的死亡率.实验结果表明不同日龄的大型溞对[C8mim]Br敏感性不同,其中1日龄和3日龄的幼溞敏感性最高,而5日龄和7日龄大型溞敏感性最低,怀卵期11日龄大型溞对[C8mim]Br的敏感性再次提高.置于急性处理质量浓度的[C8mim]Br中,11日龄大型溞所产幼溞死亡率随着[C8mim]Br浓度的增加和暴露时间的延长而逐渐增加,至48 h最高浓度处理组幼溞的死亡率高达95%.试验结果表明可采用1日龄和3日龄的幼溞用于评价离子液体的毒性.     

微/纳米塑料对淡水生物毒性、机理及其影响因素研究进展

微/纳米塑料(MNPs)在全球水环境中被检出,其污染问题已引起科学界和公众的普遍关注.MNPs因其物理化学特性可对水环境生物产生不可预知的危害.本文综述了MNPs对不同营养级淡水生物(藻类、水溞和鱼类)毒理效应的研究进展,阐述了MNPs对淡水生物毒性的作用机理,重点评述了影响MNPs对淡水生物毒性的主要因素,包括直接因...     

抗病毒药物在水环境中的污染现状及环境归趋

禽流感、埃博拉、HIV等病毒的传播也使得对抗病毒药物（ATVs）的消费量的增加,这些药物进入水体后将产生严峻的水环境污染和病毒耐药性问题.本文对ATVs在水环境中的污染现状、环境行为、毒性效应,以及生态风险评估研究状况进行了综述.中国、日本、德国等已针对亚洲、欧洲水环境中ATVs含量展开研究,美国等国家仅在流感大流行后评估了奥司他韦等ATVs对水环境造成的影响;在水环境中被检出频率最高的ATVs为法匹拉韦、奥司他韦、利巴韦林和奥司他韦羧酸盐;在含量上水环境中ATVs浓度多处于ng·L^-1;中国珠江三角洲地区水环境中奥司他韦、利巴韦林和奥司他韦羧酸盐等常见ATVs均低于检出限;在空间分布上,非洲国家等不发达地区水环境中的ATVs含量高于发达国家,目前检出的中国水环境中ATVs含量低于非洲、欧洲、日本等地区和国家.ATVs在水环境中易发生光化学反应产生光致毒性,对水中的植物、大型溞和鱼类具有一定的毒性,对人体可造成致畸、致癌和致突变的毒性效应,引导病毒产生耐药性.对ATVs的风险评估研究表明,ATVs的生态风险较高,相关部门应重视对水环境中这类污染物的净化去除.最后,...     

全氟及多氟类化合物在人体分布及其毒性研究进展

全氟和多氟烷酸类化合物(perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances, PFASs)是一类新型持久性有机污染物,目前其在民用和工业产品中得到广泛应用。在环境样品、野生动物以及人类体内都检测到了这类物质。PFASs对哺乳动物和水生生物具有广泛的毒性,其对生态环境和人体健康的影响受到公众关注。目前,PFASs对人类健康的研究还多停留在流行病学研究和体外细胞毒性研究方面,由于人类有复杂的免疫和代谢系统,因此PPASs对人类健康影响的具体机制和安全剂量仍然需要进一步研究。本文针对PFASs在人体的分布、流行病学研究、毒理学效应和作用机制等热点问题进行了总结,并对目前PFASs研究存在的问题及今后的研究方向进行讨论和展望。     

水体中金属(氧化物)纳米颗粒的环境行为与污染控制研究进展

金属(氧化物)纳米材料在生产和使用过程中,可以通过各种途径进入到水环境中,对水生生物、生态环境和人体健康产生威胁.理解纳米颗粒在水体中的环境行为,对于评估纳米材料的归趋及其对环境和人体的健康风险至关重要.本文概述了金属(氧化物)纳米颗粒的性质、来源和毒性危害,汇总了表征纳米颗粒浓度、粒径及形貌的分析方法与技术,分析了它...     

纳米材料对藻细胞毒性效应及致毒机理

纳米材料因其独特的性质被广泛应用于生物医疗、光学工程、催化等领域。随着纳米材料的生产量逐年增大,越来越多的纳米粒子被释放到水生生态环境中,其生态毒性效应影响也备受人们的关注。本文根据纳米材料的分类总结了不同种类纳米材料对水生生态系统的初级生产者藻类的毒性效应,归纳了纳米材料影响藻类毒性大小的主要因素,如纳米材料的物理化学性质、水体性质和藻种等,并探讨了纳米材料对藻类的致毒机理,如金属离子溶出、氧化损伤和遮光效应等,最后总结展望了纳米毒理学研究的发展方向,以期为纳米材料对藻类的毒性研究提供一定的理论依据。     

双酚S和双酚F在水环境中的分布、毒理效应及其生态风险研究进展

双酚S(BPS)和双酚F(BPF)作为双酚A(BPA)的替代品在工业中被广泛使用。近年来BPS和BPF在水环境中不断检出,因其难降解、易蓄积,可能会对水生态系统和人体健康造成不利影响。因此对BPS和BPF在水、沉积物等水环境介质中污染状况进行综述,发现BPS和BPF的含量有日益升高的趋势,甚至在某些水体中的浓度超过BPA。然后,从急性毒性、内分泌干扰效应、发育毒性等3个方面,阐述了它们对水生生物产生的毒理效应。并且基于水环境介质中的检出浓度和实验室毒理数据,对水体和沉积物中BPS和BPF的生态风险进行评估,发现沉积物中的风险要高于水体。最后对目前研究局限以及未来的研究方向进行了探讨和展望。     

NMR代谢组学在水生软体动物生态毒理研究中的应用

随着核磁共振(NMR)技术的不断发展,基于NMR的代谢组学方法已经逐渐成为研究水生动物在代谢水平响应环境变化的一种有效方法。水生软体动物作为重要的环境监测生物,近年来人们在其相关研究中取得了不小的成果。文章总结了利用NMR的代谢组学方法研究各类环境胁迫因子对水生软体动物代谢影响的成果,主要综述了水生软体动物不同组织内代谢物组成和含量对环境胁迫的响应,同时对水生软体动物生态毒理代谢组学研究中存在的问题和今后的发展方向进行了讨论和展望。     

极性有机物整合采样技术在监测水环境中农药的应用

明确水环境中农残的污染状况对研究其环境行为和生态风险至关重要。传统主动采样法耗能、耗力且单次采样仅获得瞬时浓度值。被动采样节能、方便且为时间加权平均浓度,利于大规模采样。极性有机物整合采样技术(polar organic chemical integrative sampler,POCIS)是针对极性有机物的被动采样技术,近年来在水环境中农药监测的运用越来越广泛。本文概述了POCIS结构、原理和校正方法,探讨了环境因素(如水流速率、温度、p H、溶解性有机质、盐度和膜污染)、化合物性质及POCIS结构对农药采样速率(Rs)的影响。此外,综述了POCIS在监测水环境中农药的应用,展望了POCIS在该领域中的问题、解决方式及前景。     

纳米银对鱼类的毒性效应研究进展

纳米银作为一种新兴的纳米材料,由于其独特的抗菌性能而被广泛应用于各种商业化产品中。广泛的应用增加了它进入环境尤其是水环境的机率,从而对鱼类等水生生物产生潜在毒性效应。因此,近年来陆续开展了关于纳米银对鱼类的毒理学研究。本文根据国内外文献查阅及分析,综述了纳米银的制备、特性、应用、释放情况以及近几年来纳米银对鱼类的毒理学研究进展,对今后进一步开展相关研究工作提供参考。     

环境中有机紫外防晒剂残留及其生态毒性研究进展

有机紫外防晒剂被广泛添加在个人护理品中,随着日常使用源源不断地进入环境中,成为一类新兴污染物。环境介质中有机紫外防晒剂的检测及其生态毒理是目前的研究热点。概述了个人护理品中常用的有机紫外防晒剂,总结了有机紫外防晒剂在各类地表水、沉积物和生物体等不同介质中的浓度水平,详细分析了有机紫外防晒剂对鱼类的内分泌干扰效应和对水生无脊椎动物的急性毒性,为今后深入研究和科学评价这类新兴污染物提供重要参考。     

水环境中的微塑料及其生态效应

塑料在日常生活中无处不在,随意丢弃的塑料会在各种作用下最终进入江河、湖泊、近海、深海、以及大洋甚至极地地区。在外界条件(如高温、风化、紫外线)影响下,大型塑料结构的完整性易遭到破坏而被逐渐分解成微小的塑料碎片,当其粒径小于5 mm时即可被称为微塑料。塑料中的某些添加剂,如壬基苯酚、多溴联苯醚、邻苯二甲酸盐、双酚A等会在塑料降解为微塑料的过程中释放到水环境中,从而威胁到水生生态系统的安全。微塑料粒径小,易被浮游动物误食或沿着食物链传递,在生物体内累积转移,对机体产生不可逆转的毒害作用。此外,微塑料还能作为某些污染物富集的载体,产生较强的复合毒性。因此水环境正面临着微塑料污染的威胁,如何治理已成为全球性的环境问题。本文对水环境中微塑料的来源与分布、微塑料的迁移和转化以及微塑料对水环境的影响进行了综述,并对水环境中的微塑料污染问题提出了一些解决方案,期望能为微塑料及其在水环境中的生态效应研究提供理论基础和数据支持。