进化毒理学:生态毒理学研究的新视角

环境污染是驱动生物适应性进化的重要因素之一。近年来,随着分子生物学的迅猛发展和进化生物学理论的逐步更新,进化毒理学(evolutionary toxicology)这一交叉学科快速发展。进化毒理学研究是运用分子生物学和种群遗传学的方法,以进化生物学和保护遗传学的理论和概念为基础,试图描述生物体适应环境的机制、原则以及环境污染对生物体适应过程的影响与作用。本文回顾了进化毒理学的理论发展,归纳总结了进化毒理学的研究范畴和主要研究内容,并对进化毒理学在未来生态风险评估中的应用、进化毒理学的研究方向以及相关理论进行了展望。本文旨在对进化毒理学这一新兴交叉学科进行梳理和简介,为丰富生态毒理学研究提供理论支持,同时也为解决日益加剧的环境污染问题提供新的研究思路与途径。     

大气颗粒物中硝基多环芳烃的气相色谱-化学电离负离子-质谱联用法分析

比较了硝基多环芳烃(nitm-PAHs)的Gc-EI/Ms,GC-NCI/MS和HPLC-FLD分析方法,结果表明,GC-NCL/MS法选择性和灵敏度较高,样品前处理简单,满足大气颗粒物中痕量Nitm-PAHs的分析要求.用GC-NCI/MS法分析了厦门市钟鼓山隧道、厦门大学海洋楼和环岛干线大气颗粒物PM10中6种nitro-PAHs,包括9-硝基蒽(9-NAN)、2-硝基荧蒽+3-硝基荧蒽(2+3-NF)、1-硝基芘(1-NP)、7-硝基苯并[a]蒽(7-NBaA)和6-硝基苯并[a]芘(6-NBaP).结果显示,隧道样品中nitro-PAHs的浓度最高,6种nitro-PAHs的日均总浓度在1210.0-1931.0 pg·m-3之间,其次为海洋楼顶和环岛干线,分别处于100.6-900.4 pg·m-3和96.5-332.1 pg·m-3范围内.隧道样品中1-硝基芘(1-NP)含量占绝对优势((60.9±7.0)%),显示汽车尾气直接排放的特征;而海洋楼顶和环岛干线站点的样品以2+3-硝基荧蒽(2+3-NF)为主,分别占到nitro-PAHs总浓度的(54.9±6.7)%和(66.4±5.0)%,说明受气相反应生成的影响明显.海洋楼顶PM10中nitro-PAHs的浓度显示明显的昼夜变化规律,夜间mtro-PAHs浓度及2+3-NF/1-NP比值均明显高于白天,说明大气颗粒物中的nitrn-PAHs受光降解的影响明显,夜间nitro-PAHs主要由PAHs与NO3·自由基的反应生成.     

中国部分沿海海域水体中溶解态有机氯农药和多氯联苯的残留分布特征

分析调查了中国部分海域海水中溶解态有机氯农药(OCPs,25种)和多氯联苯(PCBs,6种)的残留分布特征。结果表明,所有采样点都不同程度地受到了OCPs和PCBs的污染,其中福建省福州平潭和莆田湄洲岛的OCPs污染较为严重,浓度分别达到1752.59和796.19 ng/L;而辽宁省的大连老虎滩OCPs污染较轻,浓度为53.63 ng/L。各采样点海域海水中HCHs污染程度一般高于DDTs,HCHs主要以早期残留为主;根据DDT/DDTs的比值推测,在福州平潭、莆田湄洲岛和珠海淇澳岛水体显示有新的DDT输入。在各海域水体中溶解态PCBs的浓度为33.55~474.92 ng/L,均超过了美国环保局规定的海水浓度限值。因此目前我国沿海海域水体中持久性有机污染物有机氯农药和多氯联苯污染仍不能忽视。     

厦门市冬春季灰霾期间大气PM10中多环芳烃的污染特征及来源分析

采集了厦门市冬春季(2008-12-04～2009-03-20)湖里工业区和大嶝岛旅游区大气PM10样品,用GC-MS定量了PM10负载的19种多环芳烃(PAHs),并结合采样期间气象资料对灰霾期和非灰霾期多环芳烃的差异特征进行对比分析.结果表明,冬春季采样期内,厦门市大气PM10中PAHs的浓度变化范围为12.93～79.27 ng.m-3,平均42.28 ng.m-3,比2004年冬季增长近3倍.灰霾期间PM10中PAHs总的质量浓度明显高于非灰霾期,并且灰霾期间低分子量组分菲、荧蒽和芘的质量分数显著下降,高分子量组分苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧、苯并[a]芘、苝、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝和晕苯的质量分数相对升高.采用特征化合物比值、主成分分析与多元线性回归对来源与贡献率进行了分析和估算.灰霾期间识别出3类污染源:机动车尾气排放+天然气燃烧、煤燃烧和焦炉排放,其贡献率分别为62.7%、28.1%和9.2%;非灰霾期间同样识别出这3类污染源,其贡献率分别为48.6%、36.9%和14.5%.表明厦门市冬春季灰霾期间PM10中PAHs受本地源排放影响相对较多,非灰霾期间受北方燃煤长距离传输影响更显著.     

闽江口水、间隙水和沉积物中有机氯农药的含量

利用GC-ECD和GC-MSD对1999年11月闽江口水、间隙水和沉积物中的有机氯农药进行了研究.结果显示,闽江口水中有机氯农药的含量范围是0.532～1.82μg/L,间隙水中有机氯农药的含量为4.54～13.7μg/L,沉积物(于重,以下讨论到的沉积物,无特别说明都是干重表示):28.79～52.07μg/kg;与其他河口如珠江口、九龙江口相比,闽江口的污染水平居中.间隙水的污染物浓度普遍高于其上覆水的浓度,而沉积物中的浓度大于间隙水、表层水,是由于有机污染物在水体中倾向于吸附在沉积物颗粒,并且通过再悬浮从底层向上迁移.对水体中有机氯农药各组分的含量及特征进行了分析,发现有机氯农药的主成分为:β-HCH,DDE,Heptachlor(七氯),Endosulfan Ⅱ(硫丹),Methoxychlor(甲氧滴涕).DDE、β-HCH、EndosulfanⅡ分别占DDTs、HCHs和硫丹的主要部分;有机氯农药各组分间有正相关性,表明其河口有机氯农药陆源的土壤输入与相似的环境行为;对该河口的污染水平进行了初步的评价,HCHs符合国家海水水质一级标准,DDTs则超过该标准.     

废弃电容器封存点及旧工业场地多氯联苯的污染特征

研究了四川资阳机车厂废弃电力电容器封存点与旧工业场地土壤与降尘中28种多氯联苯（PCBs）的污染水平与组成特征.电容器封存山洞未封闭洞口处土壤中PCBs含量最高,28种PCBs的总含量（ΣPCBs）达227 502 ng.g-1,铸铁车间窗台降尘中也有高残留的PCBs,ΣPCBs在10μg.g-1以上,封存点和铸铁车间样品中PCBs单体含量之间均存在显著的正相关关系（P〈0.01）.高污染样品中PCBs的同族体分布均以四氯代PCBs为最高,其次为三氯代PCBs和五氯代PCBs.与封存点土壤相比,铸铁车间样品中高氯代PCBs的贡献更大.12种类二英PCBs的毒性当量（TEQ）介于75.43～24 027 pg.g-1之间,远大于电子垃圾拆解区土壤,但普遍都以PCB126的毒性当量贡献占绝对优势.     

生物标记物检测在海洋环境污染监测中的应用

总结了国内外近十几年可应用于海洋环境污染监测常见的生物标记物及其主要的检测方法，对各自的应用特点进行了阐述，并展望了其应用的前景。其中对DNA损伤的检测作了较为详细的介绍。     

厦门市不同功能区冬季PM10中多环芳烃的污染特征

2004年冬季在厦门市4个不同功能区连续10d采集并分析了PM10中16种优控多环芳烃(PAHs).研究发现,各个功能区大气PM10中多环芳烃总浓度(∑PAHs)存在明显差别:工业区(湖里)10.87～27.54ng·m-3、旅游区(鼓浪屿)7.79～21.14ng·m-3、居民区(洪文)6.52～13 39ng·m-3、森林区(小坪)5.20～11.43ng·m-3;但各个功能区PM10中各种PAH化合物的相对组成趋于一致,所占比例最高的前4种化合物为菲、芘、(艹屈)和芴,表明冬季不同功能区PM10中PAHs的主要污染来源在很大程度上相似或相同.根据典型污染来源中特征化合物比值如苯并(a)蒽/(艹屈)、荧蒽/芘和芘/苯并(a)芘及其有机碳/元素碳的值,推断厦门市PM10中的PAHs主要来源于汽车尾气的排放.     

厦门西溪河口沉积物活性磷的分布特征及迁移转化机制

为探索不同河口区域锰、铁和硫地球化学行为对活性磷分布的影响,选择厦门西溪河口,应用薄膜扩散梯度（DGT）采样技术,对沉积物DGT有效态磷（DGT-P）、锰、铁和硫进行原位和高分辨监测.结果表明,在垂向剖面中,DGT-P的分布与铁和硫的氧化还原转化以及沉积物活性磷背景值关系密切,磷的钝化/活化主要受控于铁氧化物对磷的氧化吸附和还原溶解,以及硫酸盐还原和硫化物积累引发的磷活化;沿采样点分布,DGT-P的浓度平均值差异大（0.075~0.80 mg ·L^-1）,与盐度无关,而是与氧化还原条件密切相关,即氧化带越深磷浓度平均值越低;模型模拟结果表明,表层沉积物对孔隙水磷的再补给能力与DGT-P浓度及氧化还原条件相关,即氧化环境不利于沉积物磷的解吸再补给,而还原环境中与铁和硫地球化学的耦合有利于维持高活性磷浓度以及磷的持续释放.     

POCIS采样技术应用于九龙江流域水环境中雌激素的检测

极性有机物一体化采样器(POCIS)作为富集水体中有机物的新型采样技术,可以反映目标物在被测水体中的时间权重浓度,因此在环境监测中是对主动采样方式的重要补充.本研究采用POCIS进行了4种固醇类雌激素化合物(雌酮、雌二醇、雌三醇及雌炔醇)的富集动力学,以及温度和目标物浓度对POCIS富集雌激素影响的实验室模拟研究.结果表明,POCIS对目标化合物的富集放置时间7 d内呈现显著的线性关系(r2≥0.988 1,P<0.001).温度对目标物在POCIS上富集的影响比较显著(RSD>12%),随着温度的升高,目标化合物在POCIS上的采样速率减小.而目标物浓度对POCIS富集没有显著的影响(RSD<5%).将所建立的POCIS采样装置应用于九龙江流域的现场环境中,发现利用POCIS估算出的目标物时间权重浓度与主动采样测定的浓度具有显著的相关性(r2=0.720 9,P<0.001),验证了POCIS在实际环境中的可应用性.