铜锈环棱螺对镉污染沉积物慢性胁迫的生物标志物响应

沉积物毒性测试是评价水生态系统中沉积物污染生态风险的重要手段.建立合适的毒性测试生物是进行沉积物毒性测试的基本前提.铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)在我国淡水水体中分布广泛,具有重要的生态价值.本研究将实验室培养的铜锈环棱螺暴露于不同含量的镉加标沉积物中28d,以评价该物种在镉污染沉积物慢性胁迫下生物标志物响应的敏感性.结果表明,除了谷胱甘肽(GSH)相对不敏感外,壳长增长率、肝胰脏超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)、以及肝胰脏和肾脏中的金属硫蛋白(MT)均表现出相对较高的敏感性,可用作重金属污染沉积物慢性胁迫的有效生物标志物.尤其是肝胰脏SOD和CAT可以用作指示低水平镉污染沉积物长期污染胁迫下的敏感生物标志物.此外,该物种的实验室培养和毒性测试操作容易进行,可以考虑将铜锈环棱螺作为我国淡水沉积物毒性评价的候选物种.     

鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征

微塑料能够被水生生物摄入并对其产生毒性效应.以5条汇入鄱阳湖河流的入湖口、鄱阳湖出湖口和南矶山自然保护区为研究区,采集优势底栖动物铜锈环棱螺样品,对其进行组织消解并分离其中的微塑料,利用显微镜和红外光谱鉴定微塑料,分析鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征.结果表明,鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料丰度为（0.52±0.15）～（2.48±0.90） n·g^-1,赣江入湖口铜锈环棱螺体内微塑料丰度高于其他入湖口,南矶山湿地自然保护区铜锈环棱螺体内微塑料丰度最小.研究区铜锈环棱螺体内微塑料以粒径小于1 mm的透明纤维为主.铜锈环棱螺肠道微塑料丰度高于肌肉组织.本研究表明人类活动是影响铜锈环棱螺体内微塑料丰度的重要因素,对底栖动物中微塑料的调查有助于人们全面了解微塑料污染的生态风险.     

沉积物中不同浓度多壁碳纳米管对Cd和BDE-47生态毒性的影响

随着碳纳米管的广泛应用,其将不可避免地进入环境中.由于其具有极好的吸附亲和力和吸附容量,碳纳米管可以充当环境中持久性有毒污染物的载体,从而改变共存污染物的生物有效性和生态毒性.为评价淡水沉积物中不同多壁碳纳米管(MWCNTs)对Cd和BDE-47生态毒性的影响,采用沉积物慢性生物测试研究了不同浓度MWCNTs存在下Cd和BDE-47对铜锈环棱螺肝胰脏抗氧化防御系统关键成分超氧化物歧化酶(SOD)与Ⅱ相解毒反应的关键酶谷胱甘肽-S-转移酶(GST)以及脂质过氧化损伤指标丙二醛(MDA)的影响.结果表明,沉积物中低浓度MWCNTs(0.5 mg·g~(-1))增强Cd对铜锈环棱螺的氧化胁迫,中、高浓度(5、50 mg·g~(-1))MWCNTs引起Cd对铜锈环棱螺的氧化损伤,MWCNTs的存在显著增强了沉积物中Cd对铜锈环棱螺的毒性,而且具有浓度-效应关系;低浓度MWCNTs不影响BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,中、高浓度MWCNTs显著降低BDE-47的毒性,同样具有明显的浓度-效应关系.因此,在评价MWCNTs的潜在环境风险时,不仅考虑MWCNTs自身的毒性,还应当考虑MWCNTs的浓度、共存污染物的种类和MWCNTs与共存污染物之间的相互作用.     

太湖流域河流及溪流大型底栖动物群落结构及影响因素

2012年10月对太湖流域93个样点大型底栖动物进行调查,分析西部丘陵水生态功能区和东部平原水生态功能区底栖动物群落结构及其与环境因子的关系.共采集到底栖动物104种,隶属4门8纲19目46科85属.各样点的底栖动物总密度差别很大,介于1.33~39080ind./m2.西部丘陵区的物种丰富度、物种多样性均高于东部平原区.东部平原区的优势种主要为铜锈环棱螺和霍甫水丝蚓等耐污种,而西部丘陵区的优势种中包括清洁种(毛翅目和蜉蝣目幼虫).相似性分析结果表明2个生态区底栖动物群落具有显著差异,铜锈环棱螺、霍甫水丝蚓、锯齿新米虾、大沼螺、苏氏尾鳃蚓等是造成2生态区之间群落结构差异的主要原因.典范对应分析结果表明影响底栖动物群落结构的主要因素为栖境多样性、营养状态及底质异质性.Goodnight-Whitley指数和BPI指数评价结果表明西部丘陵区整体处于轻污染状态,而东部平原区大部分采样点处于轻污染状态和中污染状态,部分采样点处于重污染状态.     

2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏的SOD、CAT和EROD活性的影响

以实验室培养的铜锈环棱螺(Bellamya aeroginosa)为受试生物,研究了2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和7-乙氧基-3-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)活性的影响,以揭示BDE-47与这些酶活性之间的剂量-效应和时间-效应关系.结果表明,不同水平BDE-47污染沉积物暴露后,铜锈环棱螺肝胰脏SOD和CAT活性表现出较为明显的剂量或时间依赖性效应,BDE-47可引起铜锈环棱螺肝胰脏的氧化应激,高剂量(≥160ng.g-1)BDE-47的长时间暴露可导致SOD和CAT活性显著下降,提示细胞出现氧化损伤.SOD对BDE-47胁迫的敏感性高于CAT.铜锈环棱螺肝胰脏中SOD和CAT可以作为指示低水平BDE-47污染沉积物胁迫的生物标志物.BDE-47不能诱导铜锈环棱螺肝胰脏EROD活性,但高剂量(≥160ng.g-1)或长时间BDE-47暴露则导致EROD活性显著降低.     

基于铜锈环棱螺的生物炭修复沉积物中BDE-47生物积累动力学预测模型

研究了铜锈环棱螺对沉积物颗粒的摄取速率、从水和沉积物中摄取BDE-47的效率,以及在BDE-47污染沉积物中添加玉米秸秆生物炭后对这些生理学参数和间隙水中BDE-47平衡浓度的影响.构建了基于铜锈环棱螺摄取和消除BDE-47的相关生理学参数和沉积物地球化学参数的生物动力学预测模型,同时评价了该模型预测BDE-47生物积累的效力.结果显示,铜锈环棱螺对沉积物的摄食率为6.04 g·g^-1·d^-1,对水中BDE-47的摄取效率为38.41%.在BDE-47污染沉积物中添加4%的玉米秸秆生物炭（CSB）可以显著降低间隙水中BDE-47的平衡浓度,降幅达到81%.铜锈环棱螺对添加CSB的沉积物中BDE-47的生物积累显著低于未添加CSB的沉积物,暴露28 d后,添加CSB的沉积物中BDE-47的生物积累下降了66%.本研究构建的生物动力学模型的预测结果与暴露测试中观察到的铜锈环棱螺对BDE-47的摄取情况基本一致.BDE-47的28 d生物积累对沉积物颗粒摄食率、从沉积物中摄取BDE-47的效率、沉积物中BDE-47的浓度和BDE-47的消除速率常数等4个参数的响应表现出较好的敏感性.根据模型的预测,铜锈环棱螺从沉积物中摄取的BDE-47占总积累量的80%以上.当沉积物中添加CSB后,模型显示出更好的预测效力.因此,在已知沉积物和间隙水中BDE-47浓度的前提下,利用该模型可以有效地预测铜锈环棱螺体内BDE-47的积累量,从而减少沉积物生态毒性风险评价和利用生物炭进行原位修复效果评估的不确定性.     

春季北京市河流大型底栖动物群落结构特征及影响因子分析

2019年春季(3～5月)在北京市开展了17个水体20个断面的大型底栖动物调查,分析其群落结构特征与环境因子的关系.共采集并鉴定出大型底栖动物64个分类单元(种),分属3门6纲32科.结果发现,北京不同区域河流大型底栖动物的密度组成、优势种和物种数存在较大的空间差异,山区是水生昆虫密度最大的区域,平均密度为33.95ind.·m~(-2),主要优势种为蚋科(Simuliidae sp.)、纹石蛾(Hydropsyche sp.)和高山似突摇蚊(Paraciadius alpicola);郊区摇蚊幼虫和寡毛纲的平均密度最大,分别为82.58ind.·m~(-2)和36.21ind.·m~(-2),主要优势种为小云多足摇蚊(Polypedilum nubeculosum)和苍白摇蚊(Chironomus pallidivittatus);市区以腹足纲的密度最大,为88.75ind.·m~(-2),主要优势种为铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)和梨形环棱螺(Bellamya purificata).市区和郊区发现的物种数均比山区多14种.CCA典范对应分析结果表明,营养盐浓度是影响郊区大型底栖动物群落结构的主要因素,人类活动强度和水温是影响市区和山区大型底栖动物群落结构的主要因素.     

中国海洋生态毒理学研究中的毒性测试生物

自20世纪70年代末,中国海洋生态毒理学萌芽发展,基于生态毒理学的剂量-反应原理开始利用海洋生物开展污染物毒性测试,以评估污染物对于海洋生物及海洋生态系统的影响.21世纪以来,应用于毒性测试的海洋生物物种变得更为广泛且多样,常用的海洋生物包括海洋藻类、原生动物、轮虫动物、环节动物、软体动物、棘皮动物、节肢动物、头索动物和海洋鱼类等.这些受试生物已用在多种海洋污染物的毒理学研究上,为海洋污染物的生态风险评估及海水水质基准的制定提供科学基础.浅述近年来中国海洋生态毒理学研究中毒性测试生物的应用情况,特别对其中常用的6种（类）海洋模式生物,包括中肋骨条藻、扇形游仆虫、牡蛎（多种）、海胆（多种）、日本虎斑猛水蚤和海洋青鳉鱼在毒性测试上的应用展开较为具体的介绍.     

内分泌干扰物三丁基锡诱导的腹足纲动物性畸变现象

论述了腹足纲雌性动物由于三丁基锡化合物的内分泌扰乱作用而诱发性畸变的现状.介绍了性畸变现象的发生过程,说明了普遍采用的腹足纲动物采集方式与生物样品中有机锡含量的分析方法.通过相对阴茎尺寸指数(RPSI)与输精管序列指数(VDS)两个概念给出了性畸变腹足纲动物的身体形态发生的变化及度量性畸变的指标,着重介绍了芳构化酶抑制假说与睾酮-硫络合物抑制假说等有关性畸变的机理,并结合作者个人体会提出以后要开展的研究内容.      

上海世博园后滩湿地底栖动物群落特征与水质评价

2009年9月-2011年1月对上海世博园后滩湿地底栖动物群落进行了调查.结果发现,在后滩湿地共采集到53个物种,隶属4门,8纲.节肢动物门物种数最多为32种,占60.4％.底栖动物密度为(256.7 ±37.9) ind·m-2,生物量为(15.2±3.5) g·m-2.聚类分析表明,后滩湿地存在两类底栖动物群落:纹沼螺群落(未受投螺影响的群落,群落Ⅰ)和铜锈环棱螺群落(受投螺影响的群落,群落Ⅱ).双因素方差分析表明,群落Ⅱ的生物量显著高于群落Ⅰ,密度、多样性指数在群落类型间均无显著差异.对未受投螺影响水域的底栖动物而言,前后期群落优势类群均为软体动物,优势种为纹沼螺,但后期软体动物优势度(重要值)较前期下降28.6％,节肢动物优势度急剧增加260.0％,仅低于软体动物;后期群落的密度、物种数(S)、香农-威纳多样性指数(H’)、Margalef丰富度指数(R)及Pielou均匀度指数(J)较前期均有不同程度的增加,生物量及Simpson优势度指数(λ)前期高于后期,但除J外其它指标在两者间均无显著差异;Jaccard指数指示前后期群落极不相似.5种生物指数中,Carlander生物量指数、Hilsenhoff生物指数(BI)、H’与营养状态指数的水质评价结果最为接近,4个指标显示后滩湿地水质处于轻-中污染水平或中-富营养状态.     

应用物种敏感度分布法研究中国无机汞的水生生物水质基准

基于中国的水生生物区系特征,筛选了包括植物、无脊椎动物和脊椎动物等90个水生生物的急性毒性数据,使用物种敏感度分布法探讨了各类物种的敏感度分布特征,推导了中国无机汞的水生生物水质基准.结果表明,甲壳类生物对无机汞最为敏感,Log-Slogistic3对各组数据拟合效果最佳.基于对全部数据的拟合结果,得出无机汞的急性水质基准和慢性水质基准分别是1.743和0.467μg.L-1.该基准值与其他国家使用类似统计外推法得到的基准值在同一数量级,但也存在着差异,反映了各国水生态系统物种组成的差异.中国无机汞水生生物水质基准的建立,旨在保护中国地表水生态系统中的水生生物免受无机汞的高浓度急性暴露以及低浓度慢性暴露产生的毒害效应.比较不同水体无机汞的浓度水平发现,除嘉陵江水体溶解态汞可能会对水生生物具有潜在风险外,西南地区地表水活性汞均不会对水生生物产生危害.     

Bioaccumulation and changes of trace metals over the last two decades in marine organisms from Guangdong coastal regions, South China

Trace metal (Cr, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) exposures, distribution and bioaccumulation were investigated in marine organisms from Guangdong coastal regions, South China. The results showed that all of the selected metals were observed in marine organisms with a predomination of Cu and Zn. The metal exposure levels exhibited obvious variations between species with the decreasing order of crab>shellfish>shrimp>fish. The higher metals enrichment seen in shellfish and crab species primarily attributed to their living habits and the higher sediment background values of trace metals. Endpoint bioaccumulation factor (BAF_fd) was used to characterize the bioaccumulation potentials of marine organisms to trace metals, of which Cu and Zn were the most accumulated elements. The exposure of trace metals in the cultured organisms was far lower than those in wild marine organisms, which is probably due to the effect of growth dilution. Comparisons with previous studies demonstrated that the concentration profiles of most trace metals declined over the last one to two decades, except Cu, that increased indistinctively.     

The parthenogenetic Marmorkrebs (marbled crayfish) produces genetically uniform offspring

Genetically identical animals are very much in demand as laboratory objects because they allow conclusions about environmental and epigenetic effects on development, structures, and behavior. Furthermore, questions about the relative fitness of various genotypes can be addressed. However, genetically identical animals are relatively rare, in particular, organisms that combine a high reproduction rate and a complex organization. Based on its exclusively parthenogenetic reproduction mode, it has been suggested that the Marmorkrebs (Crustacea, Decapoda, Astacida), a recently discovered crayfish, is an excellent candidate for research addressing the aforementioned questions. However, until now, a study using molecular markers that clearly proves the genetic uniformity of the offspring has been lacking. Here, with this first molecular study, we show that this crayfish indeed produces genetically uniform clones. We tested this with 19 related individuals of various generations of a Marmorkrebs population by means of six different microsatellite markers. We found that all examined specimens were identical in their allelic composition. Furthermore, half of the analyzed loci were heterozygous. These results and the absence of meioses in previous histological studies of the ovaries lead us to conclude the Marmorkrebs propagates apomictically. Thus, a genetically uniform organism with complex morphology, development, and behavior is now available for various laboratory studies.     

美国水质基准技术分析与我国相关基准的构建

介绍了以保护自然生态系统中水生生物为主要目标的美国水质基准技术指南. “指南"在研究个体水平的动、植物毒性数据的基础上进行数理分析,得出数值化的环境水质基准,并给出了相关计算模式和技术路线. 指出基准构建在种群、群落和生态系统水平等的毒性试验数据应用方面还有待发展完善,另外,“指南”中选择的试验生物也不适用于我国水质基准的制订研究. 以辽河流域为例,对我国水质基准的研究提出如下建议:①试验生物应选择有区域代表性的特征物种,我国基本可以采用US EPA规定的物种选用原则,但须包括鲤科鱼类;②关注种群和群落水平的毒性数据;③基于当地物种和水质状况或水生态功能分区信息制订区域水质基准.      

取代芳香族化合物对4种水生生物的毒性研究

建立了105种取代芳香族化合物对4种水生生物(发光菌、四膜虫、大型蚤和斑马鱼)的毒性QSAR模型.取代芳香族化合物对生物体的毒性主要是由2个过程引起,化合物首先穿透细胞膜,然后与机体发生反应.讨论了生物种的种间和种内差别,这种差别可能与生物的脂肪含量有关.化合物分成了3类,非极性麻醉型化合物、极性麻醉型化合物和反应型化合物,极性麻醉型化合物比非极性麻醉型化合物毒性要高,反应型化合物毒性最高.     

舟山群岛海洋动物体内石油烃的含量及对海域有机污染的指示作用

在1998～2004年对舟山海域4个县区40种海产品的石油烃含量,采用分子荧光光度法进行了检测,结果表明:(1)舟山群岛海洋动物体内石油烃含量的种间分布差异较大,以瓣鳃纲和腹足纲为主的软体动物的生物富集作用具有明显的区域和时段特征;(2)舟山群岛海洋动物体内石油烃含量在1998年和2001年的3 a有一个明显下降过程,而在2003和2004年又有了明显的上升趋势并在总体上已超过了1998年的水平;(3)以营埋栖的缢蛏和活动范围有限的龙头鱼,适于作为潮间带泥滩或河口区域等不同栖息生境有机污染的指示物种.     

制浆造纸废水对水生生物急性毒性研究

目前我国工业废水排放的监督和管理主要以理化监测为主,而理化分析并不能实际反映出水污染源对水体中受害生物的综合毒害强度。该研究同时采用鱼类急性毒性试验、溞类急性毒性试验、发光细菌急性毒性试验和藻类生长抑制试验测定制浆造纸排放废水的生物毒性大小,根据上述毒性实验所测定的半数效应的体积百分比浓度,筛选出对该行业废水最为敏感的毒性试验方法和试验生物,同时结合毒性单位法和废水中的常规污染物浓度与特征污染物对该排放废水进行了综合评价。试验结果表明:该制浆造纸废水对斑马鱼的96 h LC50为33.24%、33.33%和32.96%,属中毒;对大型溞的48 h LC50为27.01%和37.47%,属中毒;对青海弧菌Q67的15 min EC50远远小于10%,属高毒或剧毒;对斜生栅藻的96 h EC50为50%~100%,属低毒。可见,发光细菌毒性试验方法对制浆造纸废水最为灵敏;同时测定4类生物急性毒性的方法为建立我国重点废水排放行业的生物毒性监测方法体系和适合不同污染源废水的试验生物目录库奠定了基础;虽然部分制浆造纸废水的理化指标已经达标,但是其生物毒性较强,这说明采用生物毒性监测配合理化监测方法监测水污染源排放的废水,才能更深刻了解污染物对水生态环境的实际影响,水生生物毒性试验是化学试验的必要补充。     

皱纹盘鲍筏式养殖中的污损生物及其防治

对我国北方海域皱纹盘鲍筏式养殖中出现的主要污损生物及其危害做了详尽的记述。介绍了从物理、化学和生物方面出发所采取的防治措施。指出运用不同种类混养等生物技术是兼顾防附着效果与保护生态环境的最佳方式。