典型全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对土壤跳虫的生态毒性

利用土壤模式动物白符跳(Folsomia candida),评价4种PFOS替代产品,包括50%的全氟丁基有机铵盐阳离子表面活性剂(简称表面活性剂)、用调聚法合成的三防织物整理剂(含固率23.7%,简称织物三防整理剂)、用电解氟化法合成的C4织物及C6织物三防整理剂的生态毒性,目的是为筛选安全高效的PFOS替代品提供科学依据。研究表明,表面活性剂与三防织物整理剂对跳虫急性毒性的LC50(7d)分别为4959和1007mg·kg-1,而C4与C6整理剂对跳虫急性毒性的LC50(7d)均大于5000mg·kg-1;表面活性剂、织物三防整理剂与C4整理剂对跳虫慢性毒性的EC50(28d)分别为0.15、0.12和0.18mg·kg-1,而C6织物三防整理剂对跳虫慢性毒性的EC50(28d)大于1mg·kg-1;4种替代品生态毒性顺序为织物三防整理剂>表面活性剂>C4>C6织物三防整理剂。通过与本实验室PFOS生态毒性的研究结果比较发现,除织物三防整理剂,其余3种替代品对跳虫的生态毒性作用均小于PFOS,其中C6整理剂对跳虫的毒性最小,有望成为替代PFOS的环保型织物整理剂。     

两种有机磷阻燃剂对土壤跳虫的生态毒性

利用土壤模式动物跳虫(Folsomia candida)的生态毒性实验,评价了两种有机磷阻燃剂邻磷杂菲基对苯二酚(ODOPB)与高分子双酚A四苯基双磷酸酯(SBDP)的生态毒性.结果表明,ODOPB与SBDP对跳虫急性毒性的LC50(7 d)均大于1000 mg.kg-1,慢性毒性的EC50(28 d)分别为25.9和50.8 mg.kg-1,而跳虫对ODOPB与SBDP的回避行为的EC50分别为1.9 mg.kg-1和1.8 mg.kg-1.通过与本实验室十溴联苯醚(Decabromodiphenyl ether,BDE-209)生态毒性的研究结果比较发现,两种有机磷阻燃剂对跳虫的急性毒性作用很小,对跳虫回避行为和繁殖的影响也均小于BDE-209,产生潜在生态风险的可能性小于BDE-209.     

全氟辛烷羧酸(PFOA)与全氟辛烷磺酸(PFOS)的细胞毒性效应

新型污染物全氟辛烷羧酸(PFOA)与全氟辛烷磺酸(PFOS)在全球范围内的各种环境介质中被广泛检出,对生态安全和人体健康造成威胁。利用MTT(噻唑蓝)法研究了PFOA/PFOS对人体细胞的毒性效应。结果表明,低剂量PFOA和PFOS对人体正常肝细胞增殖具有显著毒性,其3 d半数抑制浓度(IC50值)分别约为5和0.5μg·L-1。此外,PFOA和PFOS均对MCF-7细胞增殖表现出显著的非单调剂量-毒性效应,并且在环境浓度范围(0.6μg·L-1)内均可促进MCF-7细胞增殖,表现出潜在的类雌激素作用风险。     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对半滑舌鳎肝脏细胞的毒性效应

为探究海洋环境中持久性有机污染物——全氟辛烷磺酸(PFOS)的生物毒性效应,以半滑舌鳎肝脏细胞(HTLC)为研究对象,将其暴露于含不同浓度PFOS的DMEM-F12培养基中,分别染毒24、48、72 h后,利用噻唑蓝比色法(MTT)和透射电镜实验评价PFOS的细胞毒性;同时测定活性氧自由基(ROS)和超氧化物歧化酶(SOD)活性来探讨PFOS对细胞的氧化损伤效应。结果发现,细胞活性随PFOS浓度升高呈先促进后抑制趋势,当PFOS浓度达到1 000%mol·L-1时细胞活性受到显著抑制(P0.01);电镜结果显示PFOS能引起与代谢相关的细胞器如线粒体、内质网等发生肿胀甚至破损;与对照组相比,ROS含量和SOD活性分别在20%mol·L-1、200%mol·L-1开始出现显著性差异(P0.05),证实在PFOS引起的氧化应激反应中SOD起到了清除自由基作用以维持细胞稳态。研究表明,PFOS对海洋鱼类细胞具有一定的生物毒性,能引起细胞产生氧化应激反应,并进一步破坏生物膜系统,从而导致细胞增殖和多种代谢途径受到抑制。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟己烷磺酸盐(PFHS)和全氟丁烷磺酸盐(PFBS)对非洲爪蟾胚胎的发育毒性

全氟烷基磺酸盐(PFASs)在工业生产和生活中广泛应用,某些PFASs已成为环境中普遍的污染物。鉴于对动物和人类的潜在毒性,全氟辛烷磺酸盐(PFOS)已被禁用,由一些半衰期相对较短的短链PFASs(如全氟丁烷磺酸盐,PFBS)替代。虽然四碳的PFBS和六碳的全氟己烷磺酸盐(PFHS)已经广泛使用,但目前对其毒性及其机制的了解很少。通过检测发育毒性和致畸性的非洲爪蟾胚胎致畸试验(FETAX),得到PFOS、PFHS和PFBS半致死浓度(LC50),半致畸浓度(EC50)和最小抑制生长浓度(MCIG),比较研究了3种化合物的发育毒性。结果发现,PFOS的LC50、EC50和MCIG分别为51.46、108.20和35mg·L-1。PFHS和PFBS的LC50大于100mg·L-1,对胚胎形态和生长没有明显影响。PFASs暴露引起非洲爪蟾胚胎运动行为异常。FETAX结果表明,PFOS急性发育毒性明显大于PFHS和PFBS。     

土壤Cd污染对跳虫Folsomia candida的生态毒性

采矿及冶炼等行为造成了严重的土壤重金属污染,其中Cd污染及其带来的健康风险近年来引起人们的高度重视。利用弹尾目跳虫开展土壤Cd污染的生态毒理研究,对Cd污染土壤的生态风险评价具有重要意义。本研究将跳虫Folsomia candida(F.candida)暴露在不同Cd浓度污染的人工土壤中,利用跳虫存活数量、繁殖数量及回避行为实验来评价重金属Cd污染对跳虫的生态毒性。结果表明,Cd对F.candida的急性毒性LC50值为2 086.93 mg·kg~(-1),慢性毒性的繁殖抑制(28 d)EC50值为224.95 mg·kg~(-1)。此外,Cd对跳虫回避行为影响的EC50(48 h)为721.26 mg·kg~(-1)。可以看出,慢性毒性的EC50值与Cd对回避行为影响的EC50值近似,但远低于急性毒性LC50值。因此,跳虫F.candida的回避行为和繁殖率对Cd污染土壤有较高的灵敏度,可用来表征土壤中Cd的生态毒性。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对4种本土水生生物的生态毒性

本文选择了紫背浮萍、四尾栅藻、蚤状溞和稀有鮈鲫4种本土水生生物,开展了阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂4种全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品的安全性评估,为筛选理想PFOS化学替代品提供科学依据。急性毒性结果发现阳离子表面活性剂对4种水生生物均未显示出急性毒性;织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对蚤状溞的LC50值分别为17.97、64.61和85.58 mg·L-1,显示出低的急性毒性。另外,织物三防整理剂对四尾栅藻的半数抑制浓度(EC50)值为88.32 mg·L-1,而对稀有鮈鲫半致死浓度(LC50)值为14.79 mg·L-1,均存在急性毒性。短期生长抑制试验结果发现阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对稀有鮈鲫生长抑制最低可见效应浓度(LOEC)值分别为20、1.5、100和50 mg·L-1,表明4种PFOS替代品均显示低慢性毒性。急慢性综合分析可知C4和C6三防整理剂相对较安全,可能成为理想的PFOS替代品。     

全氟辛烷磺酸(PFOS)急性暴露对斑马鱼鳃显微结构的影响

采用光镜和电镜的方法,探讨了高浓度全氟辛烷磺酸(PFOS)急性暴露对斑马鱼(Danio rerio)鳃显微结构的影响.暴露组PFOS浓度分别为0.5、1、2mg·L-1,同时设对照组,连续暴露7d,取鳃制备石蜡切片,进行光镜和扫描电镜观察.结果表明,7d后PFOS暴露组斑马鱼鳃部均有不同程度的损伤,石蜡切片上可观察到暴露组鱼鳃上皮细胞坏死脱落,鳃小片断裂或融合,并伴有鳃丝充血,且病变程度随PFOS浓度的升高而加重;扫描电镜下可观察到暴露组鱼鳃鳃丝表面分泌物增多,鳃丝细胞脱落或水肿,鳃小片前端细胞破损.高浓度PFOS急性暴露可在短期内对斑马鱼鳃组织造成严重损伤,且损伤程度存在剂量依赖效应.     

全氟辛烷磺酸对雄性鹌鹑生殖毒性影响

以雄鹌鹑为禽类指示动物,探讨全氟辛烷磺酸(PFOS)对禽类的雄性生殖毒性,染毒组饲料中PFOS浓度分别为10和30mg·kg-1.雄鹌鹑从出生后第9天开始连续染毒54 d.实验结束时,观察睾丸和附睾脏器系数、精子数、睾丸组织中LDH和SDH酶活性、血清中甲状腺激素T3、T4和促甲状腺分泌激素(TSH)及睾酮(T)浓度,...     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)胁迫对翡翠贻贝抗氧化酶的影响

为了解全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对海洋贝类抗氧化防御系统的毒性效应及致毒机理,在实验室条件下研究了PFOS对翡翠贻贝的96h急性毒性,同时探讨PFOS胁迫和净水恢复过程中翡翠贻贝外套膜和内脏团组织中抗氧化指标(SOD活性、GSH和MDA含量)的变化。结果显示,PFOS对翡翠贻贝的96h半致死浓度(LC50)为68.3mg·L-1,安全浓度为6.83mg·L-1。在PFOS胁迫阶段,1mg·L-1浓度组外套膜SOD活性显著性升高(p<0.05),内脏团SOD酶活性显著降低(p<0.05);而PFOS浓度高于1mg·L-1时,外套膜SOD活性显著性降低(p<0.05),内脏团SOD活性显著升高(p<0.05)。PFOS胁迫对翡翠贻贝外套膜和内脏团中GSH含量均有显著的诱导作用(p<0.05),PFOS胁迫15d后各浓度组GSH含量均受到显著的抑制(p<0.05)。翡翠贻贝外套膜MDA含量受PFOS胁迫后显著升高(p<0.05),内脏团MDA含量的变化呈先降低、后升高的规律。净水释放阶段,翡翠贻贝两组织中SOD活性在释放7d后均恢复至对照组水平,GSH含量和MDA含量呈显著升高的趋势(p<0.05)。研究结果表明,PFOS暴露能够引起翡翠贻贝外套膜和内脏团氧化胁迫,但这种损伤的效果不明显,释放短时间后即可自我恢复。     

全氟辛烷磺酸对雌鹌鹑的生殖毒性研究

为了探讨全氟辛烷磺酸(PFOS)对雌性禽类的生殖毒性,以雌鹌鹑为禽类指示动物进行了PFOS经口染毒实验.染毒组PFOS染毒剂量分别为12.5、25.0、50.0mg·kg-1(以饲料中的PFOS计),同时设对照组,连续染毒71天,检测体重、产卵率、受精率、孵化率及雏鹌鹑死亡率、畸形率等指标.结果表明,染毒第33天起50.0mg·kg-1剂量组雌鹌鹑体重显著低于对照组(p<0.01),并出现死亡;各染毒组开始产卵时间均滞后于对照组,产卵率均低于对照组;各染毒组雌鹌鹑受精率、孵化率、孵化12h后雏鹌鹑体重均低于对照组,雏鹌鹑畸形率、孵化后12h内雏鹌鹑死亡率均高于对照组;随着染毒剂量的增加,雌鹌鹑血清及卵黄中PFOS含量也相应升高,均呈显著正相关(p<0.01);各染毒组雌鹌鹑开始产卵5天内所产卵中PFOS含量均显著高于实验结束前3天所产卵(p<0.01).以上研究结果提示,PFOS可推迟雌鹌鹑产卵时间,降低产卵率,对受精率、孵化率及孵化后雏鹌鹑的生存和发育均有不利影响.     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫相关基因表达的影响

为了解全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate, PFOS)暴露对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫功能的影响,在实验室条件下,运用RT-PCR方法分析了PFOS暴露对半滑舌鳎热休克蛋白hsp70、hsp90、C型凝集素(c-type lectin)和细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase, cox)等4种免疫相关基因表达水平的影响。实验测定了上述4种基因在半滑舌鳎肝、鳃、肠及肌肉4种不同组织中随时间(0、24 h、48 h、96 h和7 d)的表达变化情况。结果表明,在4种组织中,hsp70基因的表达与对照相比为上调,其中,肝组织hsp70基因的表达量显著高于其他各组织,且表达高峰值的出现也早于其他各组织;hsp90基因在肝和鳃组织中表达量随时间不同而波动,在肠组织中表达上调,在肌肉中表达显著下调;c-type lectin基因表达量与对照组相比表达显著下调或无明显差异;cox基因在肝组织和肠组织中表达下调,在鳃和肌肉中表达上调。上述研究结果表明,PFOS能引起免疫相关基因的表达变化,对半滑舌鳎具有潜在的免疫毒性。肝组织中各免疫基因对PFOS胁迫的响应高于其他组织。本研究可为阐明全氟辛烷磺酸盐对半滑舌鳎的免疫毒性提供基础数据。     

全氟辛烷磺酸(PFOS)和多壁碳纳米管(MWCNTs)复合对斑马鱼外周血红细胞DNA的损伤

为了评价全氟辛烷磺酸(PFOS)和多壁碳纳米管(MWCNTs)对水环境及鱼类的影响,以斑马鱼为模式生物,研究了PFOS和MWCNTs复合对斑马鱼外周血红细胞的DNA损伤。将成年斑马鱼暴露于PFOS(0.2、0.4、0.8、1.6 mg·L-1)、MWCNTs(50 mg·L-1)、PFOS+MWCNTs(0.2+50、0.4+50、0.8+50、1.6+50 mg·L-1)和对照溶液中30 d后,断尾取血进行微核试验和彗星试验。结果表明:PFOS和MWCNTs均可造成斑马鱼外周血红细胞的DNA损伤。1.6 mg·L-1PFOS处理组的微核率、Olive尾矩及尾长分别为(36.3±0.25)‰、(87.91±14.90)μm和(250.49±34.71)μm。PFOS与MWCNTs复合后,斑马鱼外周血红细胞的DNA损伤效应明显降低。复合处理组斑马鱼外周血红细胞的微核率、Olive尾矩及尾长均低于PFOS单独处理相。1.6 mg·L-1复合处理组的微核率、Olive尾矩及尾长比PFOS单独处理组分别降低了24.7%、68.9%、52.4%。因此,在实验浓度范围内,MWCNTs可以降低PFOS对斑马鱼外周血红细胞的DNA损伤。     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对斑马鱼血浆和组织匀浆中卵黄蛋白原含量的影响

为了研究低剂量的全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)对水生生物的内分泌干扰效应和作用机制,考察了PFOS对斑马鱼(Brachydanio rerio)血浆和组织匀浆中卵黄蛋白原(vitellogenin,VTG)含量的影响。将雄性和雌性斑马鱼分别暴露于0.1、1、10和100μg·L-1的PFOS中进行21d毒性实验,染毒结束后分别检测雄鱼和雌鱼的血浆、头尾组织匀浆液和全鱼匀浆液中的VTG含量。结果显示:(1)PFOS暴露可引起斑马鱼血浆、全鱼和头尾匀浆液中VTG含量的升高,VTG含量的排序为雌鱼(血浆>>全鱼匀浆>头尾匀浆)>>雄鱼(血浆>全鱼匀浆>>头尾匀浆);(2)PFOS暴露所引起的雄鱼血浆和头尾匀浆中VTG含量的升高与剂量呈负相关关系,暴露浓度为0.1μg·L-1时与对照组相比有显著性差异(p<0.05);(3)雌鱼血浆和头尾匀浆中VTG含量的升高与剂量呈倒U型曲线关系,暴露浓度为10μg·L-1时与对照组相比有显著性差异(p<0.05);(4)雄鱼和雌鱼的全鱼匀浆液中的VTG含量与对照组相比均无显著性差异。研究结果表明,PFOS暴露对斑马鱼的内分泌干扰作用明显,其毒性作用机制可能是类雌激素效应,血液和头尾匀浆液中VTG含量能够作为PFOS内分泌干扰效应评价的敏感生物标志物,但响应曲线可能因性别和组织部位的不同有所差异。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)及替代品对两栖类蝌蚪的急性毒性

PFOS及其4种替代品对两栖动物非洲爪蟾和黑斑蛙蝌蚪的急性毒性结果为:用调聚法合成的织物三防整理剂对非洲爪蟾蝌蚪和黑斑蛙蝌蚪的96h-LC50分别为8和21mg·L-1,而PFOS对两种蝌蚪的96h-LC50分别为92和81mg·L-1。此实验结果说明织物三防整理剂的急性毒性高于PFOS。用电解氟化法合成的C4、C6织物三防整理剂和50%的全氟丁基有机铵盐阳离子表面活性剂浓度在100mg·L-1时,对两种蝌蚪都没有毒性。这说明,从急性毒性的角度,C4、C6织物三防整理剂和表面活性剂可作为PFOS的替代品使用,但是织物三防整理剂的急性毒性比PFOS大,作为替代品使用应慎重考虑。另外,PFOS和织物三防整理剂对黑斑蛙蝌蚪的急性毒性与对非洲爪蟾蝌蚪的急性毒性存在差异。出于保护我国本土两栖动物的目的,使用黑斑蛙开展毒性评价比使用非洲爪蟾更有现实意义。     

全氟辛烷磺酸（PFOS）对小鼠T、B淋巴细胞增殖功能和NK细胞活性的干扰效应研究（Disturbance of Mice Lymphocyte Proliferation Function and NK-cell Activity by Perfluorooctane Sulfonate（PFOS）Exposure）

为初步探讨全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonate,PFOS)的细胞免疫毒性,采用每天1次经口灌胃染毒的方法,研究了PFOS经口重复剂量染毒对C57BL/6小鼠淋巴细胞增殖功能和NK细胞活性的影响.选择雄性C57BL/6小鼠40只,随机分为4组.实验组PFOS染毒剂量分别为5、10、20mg·kg-1(bw),对照组给予2%Tween-80.每天1次经口灌胃染毒7d后,制备脾脏T淋巴细胞悬液,以刀豆蛋白A(ConA)和大肠杆菌脂多糖(LPS)作为刺激源,采用MTT法检测T、B淋巴细胞增殖功能,乳酸脱氢酶释放法检测NK细胞活性.结果表明,10mg·kg-1和20mg·kg-1PFOS染毒组小鼠体重呈明显的下降趋势,且小鼠胸腺和脾脏指数显著低于对照组(p<0.05),而各PFOS染毒组小鼠肝脏指数均显著高于对照组(p<0.05).PFOS各染毒组T淋巴细胞的增殖功能均显著低于对照组(p<0.05);10mg·kg-1和20mg·kg-1PFOS染毒组小鼠NK细胞的活性显著降低(p<0.05).研究结果显示,PFOS暴露可降低小鼠淋巴细胞增殖功能和NK细胞活性,表明PFOS具有免疫抑制效应.