生物毒性检测在水质安全评价中的应用

水质安全不仅关乎生态系统的健康,更关乎人类的生存与发展.借助水质标准浓度限值的传统方法评价水质安全存在一定不足,生物毒性测试能直观反映水体中所有共存污染物的综合毒性特征,已逐渐发展成为水质安全评价的重要补充.在大量文献资料调研、整理的基础上,首先从污染物的生物效应出发,总结了常用的致死毒性、遗传毒性、内分泌干扰性等效应的生物毒性测试方法;其次,讨论了水质毒性评价中常用的生物毒性测试方法和相应的毒性评价指标;最后,归纳总结了基于生物毒性测试的水质安全评价方法,包括潜在毒性法、毒性单位分级评价法、潜在生态毒性效应指数法、基于成组生物毒性测试的水质安全评价等,并讨论了各种方法的优缺点.本文既系统梳理了毒性测试在水质安全评价领域的研究进展,也为该领域后续的发展奠定了基础.     

摇蚊幼虫的水生态毒理学研究进展

本文综述了国外对摇蚊幼虫的水生态毒理学研究的最新进展，包括生物检测、生物积累和遗传毒理研究等几方面．国外的研究表明摇蚊幼虫可以作为常用试验生物（鱼类和蚤类）的补充，用于有毒化学品的急、慢性毒性生物检测和遗传毒性研究，以及生物积累试验，以评价化学品的生态效应，并对污染物进行生物监测．     

藻类抗毒性效应研究现状

污染物的毒性大小决定其在环境中的安全浓度，大力开展各类污染物对藻类毒性的研究，了解各种污染物在生态系统的迁移、转化及整体生态效应以及其生态风险评价无疑具有重要的理论意义和应用价值。本文综述了近年来我国在有机污染物对单种藻类和藻类群落的毒性效应的研究成果。     

风险污染物短期高剂量暴露下的生态风险评估方法

水污染事故的短期高剂量暴露造成的急性生态危害及水生生物安全问题成为人们研究的重点,但我国以往的水污染事故,多采用地表水环境质量标准和生活饮用水卫生标准来判断水体是否安全,缺乏对水生生物保护的安全效应阈值或风险值.国外在水生生物保护方面,虽然限定了一些风险污染物对水生生物的安全效应阈值或称为无效应阈值或风险值,但其无效应阈值的计算是基于长期暴露下的慢性毒性值,其生态风险值也是基于长期暴露下的风险,缺少对水污染事件短期高剂量暴露下化学品的阈值限定及风险评估.本研究结合常规生态风险评价的理念及美国EPA短期暴露情况下保护水生生物基准值的制定方法,探讨了水污染事件的短期高剂量暴露情况下风险污染物的生态风险评价及生态效应阈值的计算方法,并进行了实例应用,同时对建立我国水污染事故生态风险评估方法体系提出了建议.     

场地复合污染的生态效应与风险评估研究进展和展望

我国已初步形成基于人体健康风险的污染场地土壤风险评估制度和技术标准体系,但基于保护生态受体的土壤污染风险评估技术方法和标准体系尚未构建. 本文从我国重点行业场地土壤复合污染现状出发,综述了典型行业场地土壤特征污染物复合情形下的生态效应,分析了产生不同联合效应的机理. 对目前常用的生态风险评估方法进行了分类阐述,并评述了复合污染生态效应和风险表征的研究进展,以期为我国构建全面系统的土壤污染风险管控体系提供支撑. 我国冶炼、焦化等重点行业场地通常呈现重金属-重金属复合、重金属-多环芳烃复合等污染特征,当这类污染物共存时,可通过影响彼此的生物吸收转运、降解转化、生物毒性等,产生协同、加和、拮抗等联合效应. 目前常用的生态风险评估方法包括指数法、商值法、概率法等,指数法基于污染源、暴露途径和生物受体的不同指标构建综合评估指数量化污染物的相对风险,商值法基于污染物暴露量和毒性参考值等量化污染物的绝对风险,概率法通过污染物和毒性数据的概率密度函数和累积分布概率函数等获得考虑污染分布和毒性效应变异性的绝对风险,复合污染情形下,可通过浓度加和、效应加和以及二者相结合的多层次方法进行综合表征. 本文针对目前生态风险评估方法体系构建存在的重点难点问题,建议从合理构建多维度多要素综合风险指数、分区分类构建本土化生物有效性和毒性参数、基于复合污染毒性效应机理科学构建概率风险表征方法等方面开展深入研究,推动生态风险评估规范化和精准化.      

持久性有机污染物(POPs)及其生态毒性的研究现状与展望

持久性有机污染物(POPs)是一类具有持久性、易于生物富集、对人和生物具有毒性的有机污染物质。POPs已成为全球关注的热点问题，它们对人和生物具有免疫毒性、内分泌毒性、生殖发育影响、致癌性以及其它一些毒性效应。因此应加强POPs生态毒性的研究。     

4只偶氮染料对酿酒酵母的毒性效应

选取合适的代表生物反映污染物的毒害效应是生态风险评价的重要手段之一。以酿酒酵母作为测试生物,通过测定酿酒酵母细胞在含偶氮染料的YPD培养基中的存活率、复制寿命和细胞终结类型的数量,评价了4只偶氮染料的毒性大小。结果表明:4只偶氮染料都有一定的生物毒性,且生物毒性随染料浓度的增加而加大;一般毒性大小为直接耐晒黄RS>直接湖蓝5B>直接红棕RN>直接紫N;致畸、致癌作用大小为直接红棕RN>直接紫N>直接湖蓝5B>直接耐晒黄RS;一般毒性与致畸、致癌作用的大小没有必然联系。与传统的生物毒性检测方法相比,此方法不仅能够反映染料的一般生物毒性,而且能够体现出染料的致畸、致癌两种特殊毒性,为偶氮染料的生物毒性检测提供了新的技术手段。     

林丹淡水生物水质基准、生态风险及有害结局路径研究

为多角度评估我国淡水水体中林丹生态风险,按照HJ 831—2022《淡水生物水质基准推导技术指南》方法推导,获得林丹短期和长期淡水水质基准值分别为6.15和0.12μg/L,再依据林丹基准值对我国主要淡水水体中林丹生态风险进行评价。结果显示,我国长江流域的太湖以及岷江、黄河、海河和大辽河河口等水体林丹生态风险处于高风险水平。目前生态风险评价的毒性效应终点仍为一般毒性效应终点(MATC、EC₁₀、EC₂₀、NOEC、LOEC、EC₅₀和LC₅₀等),而有害结局路径(AOP)从基因、细胞、组织及器官水平对污染物毒性效应的因果关系进行定性和定量,可为未来精细化生态风险评价提供科学依据。因此,基于林丹淡水生物毒性研究的文献计量学分析结果,按照经济合作与发展组织(OECD)指导原则,从生物毒性机制的角度构建了肝损伤、生殖损伤和神经损伤3条有害结局路径。     

毒代-毒效动力学模型及其在金属水生态风险评估中的应用研究进展

金属污染呈现出复合性、空间时间可变性、受环境因素等影响的特点。目前金属的水质基准及生态风险评价仍是以室内简化暴露条件(单一金属恒定浓度短期暴露)下的毒性数据为基础,忽视了实际环境中复杂的暴露特征,从而增加了重金属毒性预测与风险评估的不确定性。污染物的环境效应模型是环境基准和风险评估的基础和核心技术,目前常用的浓度(剂量)-效应模型是基于静态的统计关系所建立的,无法揭示污染物的效应过程,也不能有效进行复杂暴露条件下的生态效应评估。概述了近年来在环境与生态毒理学领域逐渐被广泛关注的毒代-毒效动力学(toxicokinetics-toxicodynamics,TK-TD)模型的基本概念及构建理论与方法,介绍了TK-TD模型在水环境重金属毒性预测及风险评估方面的应用研究进展,并对TK-TD模型的发展趋势进行了展望。     

重金属对水生生物的毒性效应机制研究进展

随着我国经济的快速增长和人民生活水平的日益提高,由此产生的环境污染问题也日益突出,其中水体重金属污染由于其具有危害大、分布广、持续长等特点而备受社会各界的广泛关注。重金属污染物通过干、湿沉降等各种途径随着生活污水和工业废水等进入水体,不仅对水生生物造成极大影响,还严重威胁人类的身体健康。综述了水体重金属的污染现状,以及水体重金属对水生生物的生态毒性效应及其机制,并展望了重金属对水生生物生态毒性效应的未来研究重点和方向,为重金属对水生生物的生态毒性效应进一步研究和水体重金属污染的环境治理提供参考,同时可为重金属的水质基准和风险评估研究提供重要理论依据。     

人工合成麝香的环境污染、生态行为与毒理效应研究进展

人工合成麝香作为一种替代型香料被广泛应用于日用化工行业,由于其持续不断地输入环境,其中的一些典型化合物如加乐麝香和吐纳麝香等在水、土壤和大气环境中的浓度日益升高,并且在动物体和人体组织中产生了蓄积作用,其效应相当于持久性有机污染物.因此,人工合成麝香作为一种新型污染物,已成为药物和个人护理品污染物(PPCPs)的重要组成部分.首先对人工合成麝香的种类与应用情况、环境来源和污染水平进行了简要介绍.在此基础上,从人工合成麝香的生物蓄积行为、环境降解行为和生物转化行为等3个方面,对人工合成麝香所具有的持久性有机污染物的行为特征进行了分析;概述了人工合成麝香的环境激素毒性、遗传毒性效应、生理生态毒性、对酶活性的影响以及对微生物毒性效应的研究进展,展示了人工合成麝香所可能产生的不良生态效应.最后,根据目前对人工合成麝香的研究进展,提出了今后有关重点研究内容的建议,为合理评价和降低人工合成麝香的生态风险提供理论基础.     

人工合成麝香的环境污染、生态行为与毒理效应研究进展

人工合成麝香作为一种替代型香料被广泛应用于日用化工行业，由于其持续不断地输入环境，其中的一些典型化合物如加乐麝香和吐纳麝香等在水、土壤和大气环境中的浓度日益增加，并且在动物体和人体组织中产生了蓄积作用，其效应相当于持久性有机污染物。因此人工合成麝香作为一种新型污染物，已成为药物和个人护理品污染物（PPCPs）的重要组成部分。本文首先对人工合成麝香的种类与应用情况、环境来源和污染水平进行简要介绍。在此基础上，从人工合成麝香的生物蓄积行为、环境降解行为和生物转化行为等3个方面，对人工合成麝香所具有的持久性有机污染物的行为特征进行了分析；概述了人工合成麝香的环境激素毒性、遗传毒性效应、生理生态毒性、对酶活性的影响以及对微生物毒性效应的研究进展，展示了人工合成麝香所可能产生的不良生态效应。最后，根据目前对人工合成麝香的研究进展，提出了今后有关重点研究内容的建议，为合理评价和降低人工合成麝香的生态风险提供理论基础。     

A1-A2-O生物法处理焦化废水

焦化废水属于高毒物质,其中的大部分多环芳烃都具有"三致作用"。为保护生态环境,焦化废水必须进行无害化处理。阐述了焦化废水的生物危害性及生态毒性效应,分析了处理焦化废水的A1-A2-O生物法,并分别对焦化废水中有机污染物的生物去除规律,难降解持久性有机污染物在生物污泥相中的吸附累积效应,焦化废水生物处理技术的生物学原理进行了归纳和总结。     

3种典型有机污染物对2种水生生物的急性毒性及安全评价

在实验室条件下研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)、硝基苯和毒死蜱这3种典型有机污染物对我国两种本土淡水水生生物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)的急性毒性效应,并进行生物安全性评价.结果表明,随污染物浓度增加和时间的延长,3种污染物的毒性均明显增强,两种水生生物的死亡率上升,呈明显剂量-效应关系.1,2,4-TCB、硝基苯和毒死蜱对霍甫水丝蚓的96 h半致死效应浓度(96 h-LC50)分别为71.88、285.76和5.50 mg·L-1,对四膜虫的96 h-EC50分别为15.58、140.22和14.69 mg·L-1.3种典型污染物的毒性评估结果表明,1,2,4-TCB对霍甫水丝蚓表现为中等毒性,硝基苯为低等毒性,而毒死蜱则表现为高等毒性;3种污染物对嗜热四膜虫的毒性顺序依次为:1,2,4-三氯苯毒死蜱硝基苯.研究结果将为开展水生态风险评估,制定和完善我国水质基准提供本土数据支持.     

聚乳酸微塑料及其复合污染的生物毒性效应与机制研究进展

综述了聚乳酸(PLA)微塑料单一暴露以及与其他污染物复合暴露的毒性效应,并探讨了PLA微塑料对生物的毒性作用机制.PLA微塑料的摄入会影响生物体的摄食、生长、存活、繁殖和运动行为;PLA微塑料与有机物和重金属复合污染对生物体存在一定的潜在风险;PLA微塑料主要通过机械损伤、氧化应激、神经损伤及免疫损伤对生物体造成损害.未来仍需对老化或降解的PLA微塑料的毒性效应、对陆地生物的复合暴露毒性效应与机制及其对全球生态系统和生物地球化学循环的影响等方面开展探索和研究,以期为今后PLA微塑料的环境生态风险评估提供思路.     

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.     

生物标志物

生物标志物(Biomarker),是通过测定生物体液、细胞和组织的各种反应,用生物化学、免疫学、遗传学等方法,来指示污染物的存在与否及生物个体的反应。它能够直接以生物体内靶细胞或靶分子为反应终点,十分敏感。检测结果能够说明生物个体内的细胞和组织是否已经暴露于超量的污染物中,环境污染物是否已对生物靶诱发了毒性效应,以及毒性效应是否会对种群、群落、或生态系统引起连锁反     

微塑料的生态毒理效应研究进展及展望

作为环境中一种新型污染物,微塑料已经成为环境领域的关注热点。微塑料及其吸附的污染物会对海洋生物产生内分泌干扰效应,影响酶的活性,诱导氧化应激甚至产生基因毒性,从而进一步引发细胞炎症,损伤机体的免疫系统。文章结合国内外文献,从不同的研究尺度上综述了近10年来微塑料生态毒理效应方面的研究进展,总结分析了微塑料引发的毒性效应及其对生物种群的影响,认为该领域未来应加强对宏观毒理效应的研究,建立统一的研究方法和微塑料毒性数据库。     

基于改进H?kanson法的水稻根系土壤重金属生态风险评价

H?kanson潜在生态风险评价法（简称“H?kanson法”）是综合考虑污染物种类、丰度效应、沉积效应和敏感效应的沉积物生态风险评价方法,将其应用在农田土壤生态风险评价中必须考虑土壤和沉积物环境中污染物种类、沉积效应和敏感效应的差异.该研究以安徽省某区域内水稻根系土壤为例,基于污染物种类改进H?kanson法（简称“修正法1”）和基于污染物种类-生物吸收系数改进H?kanson法（简称“修正法2”）,对水稻根系土壤重金属Pb、Hg、Cr、Cd和As进行生态风险评价.结果表明:修正法1和修正法2得到的Pb、Cr和As评价结果一致,但Hg和Cd的评价结果差异较大;基于稻米质量安全和保守原则,两种改进方法均能准确评价水稻根系土壤Pb、Cr和As生态风险,且修正法1对Cd生态风险评价较合理,修正法2对Hg污染风险评价较合理.研究显示,修正法1和修正法2均能合理地评价水稻根系土壤重金属尤其是Hg和Cd的生态风险.      

锦州湾沉积物中重金属污染的潜在生物毒性风险评价

选择污染严重的锦州湾表层沉积物作为研究对象,运用2套由生物效应数据库法导出的沉积物质量基准(ERL/ERM和TEL/PEL)评价了锦州湾沉积物中重金属的生物毒性风险.同时与地累积指数对重金属污染的评价结果进行了比较.结果表明,潜在生物毒性风险评价和重金属污染评价所反映的结果相一致,可以相互补充和借鉴.基于生态效应数据库法的沉积物质量基准可以有效的评价重金属潜在生物毒性风险.