进化毒理学——化学品管理的信息工具？

进化毒理学关注的是污染驱动的种群间遗传分化的驱动因子,机制和结果。焦点问题涉及作为选择压力的化学污染类型,遗传学、表观遗传学和受种群影响的人口统计学,以及可能伴随着快速适应的适宜性代价和交叉抗性。在这一领域,研究人员将环境化学、保护遗传学、种群生物学和毒理学的工具结合起来,以了解受影响群体的稳定性和健康。最近有关进化毒理学的研究展示了多样化的种群适应污染案例（青鳉鱼、绦钩虾属和食蚊鱼）。根据定义,“适应”是通过某些个体和基因型的局部丧失实现的,因此提供了生物多样性丧失的单一证据。化学品管理通常主要通过实验室研究预测评估与化学品暴露相关的风险,进化毒理学则通过提供对种群和群落的影响的直接证据补充了这种方法。最近由环境毒理学和化学学会（SETAC）工作组EVOGENERATE（进化和化学品的多代效应）发起了讨论进化毒理学研究对化学品管理的效用。为了进一步讨论,请学术界、政府和工业界三个部门各派一名代表就下列问题发表意见：[在正文中提供]     

碳酸铅作为铅酸蓄电池电极材料的研究

采用粉末微电极技术和循环伏安法研究了ＰｂＣＯ３转化为铅酸电池电极活性物质的途径以及几种因素对ＰｂＣＯ３转化的ＰｂＳＯ４／ＰＢ电极性能的影响。ＰｂＣＯ３粉末在Ｈ２ＳＯ４溶液中化学转化－电化学活化后,正、负极的伏这行为与文献报道的类似。结果表明,较高扫速活化的ＰｂＳＯ４／Ｐｂ电极性能稳定且活性较高;转化ＰｂＣＯ３的Ｈ２ＳＯ４浓度０．５￣１．０ｍｏｌ·Ｌ＾－１优于２．５￣５．０ｍｏｌ·Ｌ＾－１,３０℃附     

纳米铜颗粒的种间毒性关系

纳米颗粒的种间毒性关系尚无明确结论,因此很难判断纳米颗粒对未进行毒性测试的物种的风险如何。本文作者将5种水蚤(Daphnia magna, Daphnia pulex, Daphnia galeata, Ceriodaphnia dubia, Chydorus sphaericus)暴露于4种不同粒径的纳米铜颗粒(CuNPs)和1种亚微米铜颗粒的悬浊液中,考察物种的形态特征与CuNPs急性毒性的关系。结果显示,杆状的CuNPs比球状的CuNPs毒性更低。纳米铜颗粒与溶出铜离子均对CuNPs的毒性有贡献,其中,当新生蚤的体长、体表面积和身体体积更小时,5种悬浊液中颗粒的毒性更大。5种蚤的身体体积与5种CuNPs的毒性显著相关(r_adj²>0.51, p < 0.001),78-nm CuNPs与蚤身体体积的相关性最好 (r_adj²?=?0.95, p < 0.001)。这个研究可以为纳米颗粒对有相似外形特征的物种进行毒性种间外推提供线索。
精选自Lan Song, Martina G. Vijver, Geert R. de Snoo and Willie J.G.M. Peijnenburg. Assessing toxicity of copper nanoparticles across five cladoceran species. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.3000
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3000/full     

基于非本地物种毒性数据推导出的水质基准可为本地物种提供适当保护吗？

基于非本地物种的毒性数据推导出的水质基准一直存在争议,质疑者提出应有针对不同生物区系的水质基准。而这个问题在中国尤为突出。本文作者搜集了38种污染物对本地物种和非本地物种的毒性数据,比较了这些生物的HC₅和物种敏感度分布,结果显示,基于非本地物种推导的水质基准有74%的确定性可以有效保护中国的水生态系统。如果采用评价因子(AF=5)来校正基准,那么可以获得90%的确定性。
精选自Xiaowei Jin, Zijian Wang, Yeyao Wang, Yibing Lv, Kaifeng Rao, Wei Jin, John P. Giesy and Kenneth M. Y. Leung. Do water quality criteria based on nonnative species provide appropriate protection for native species? Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2985
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2985/full     

金属基工程纳米颗粒与水生高等植物的相互作用：研究现状综述

如今释放到水体环境中的工程纳米颗粒(ENP)数量与日俱增。为确保生态健康,需要进行相关的风险评估。本文综述了金属基ENP与水生高等植物之间的相互作用,找到了信息缺口并提出对未来研究的构想,为在该领域内的进一步探索提供了基础。本文讨论集中在以下3点：1. ENP的生物利用性;2. 生物对ENP的摄取、消化、转移以及生物累积;3. ENP对水生高等植物的毒性效果。由于ENP自身特性所带来的影响不明确以及水质状况记载情况不佳,ENP的摄取及相关动力学方面存在着很大的信息差距。分解似乎是驱动ENP生物累积的一种关键机制,然而纳米颗粒却常常被一些有着极少内化作用的植物的表面所吸收。然而,关于ENP在植物内的内化作用鲜有记载,因此纳米颗粒的内化作用对于生物累积及毒性的影响尚不明确。即使金属基ENP的纳米毒性已被报道,分解依然被认为是其毒性的主要机制。为推动该领域内的研究发展,未来的研究需结合ENP自身特性的影响、水体的理化参数以及它们之间的相互作用。相互作用对于ENP的生物利用性和对水生高等植物健康的风险都有重要影响。为了快速追踪类似数据的产生,我们建议测试方案趋向一致化。
精选自Melusi Thwala, Stephen J. Klaine, Ndeke Musee. Interactions of metal-based engineered nanoparticles with aquatic higher plants: a review of the state of current knowledge. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1677–1694, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3364
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3364/full
     

全球变暖环境下基于金属媒介的气候敏感性研究：对一种典型两栖动物的早期和潜在影响

尽管有很多复杂的模型预测了未来温度对变温动物的影响,广泛分布的亚致命性污染物对变温动物的热应激反应产生的影响却少有模型提及。由不断上升的温度所带来更高的代谢率可以让变温动物获利地加快代谢与发育,但在长期亚致命性污染物的存在下,因清除或解毒而导致的对生存资源的额外需求很可能使得生物难以跟上温度上升的步伐,即毒物诱导的气候敏感性假说。在以自然湖水为背景的室外生物鉴定中,我们调查了一种模式变温动物在6个不同浓度的镉、铜和铅混合物以及3个热动态下(环境温度,高于环境温度1.5摄氏度以及高于环境温度2.5摄氏度)的日周期性温度变化。金属浓度在大约10倍生物可利用性慢性标准单位 (BCCU,慢性标准浓度的生物可利用性比例总和)之下时,升温对于寇普氏树蛙(Hyla chrysoscelis)没有显著作用。在高于10倍BCCU以及高于环境温度1.5摄氏度的处理条件下,生长受到促进。相反地,在28倍BCCU以及升温2.5摄氏度的条件下,不仅生长情况收到抑制,变态后20 d未成年树蛙的身体状况指标相比于背景环境(环境温度下的湖水)中的未成年树蛙也要低34%。这些发现认为毒物诱导的气候敏感性是通过对青少年阶段的生物产生长期潜在的影响而实现的。在22世纪,即使在最保守的全球变暖预测模型下,亚致命性污染物依然会加剧变温动物所遭受的来自升温的影响。
精选自Tyler A. Hallman, Marjorie L. Brooks. Metals-mediated climate susceptibility in a warming world: larval and latent effects on a model amphibian. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1872–1882, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3337
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3337/full
     

“生物有效性测量”与“全沉积物毒性识别评估(TIE)”联用有效识别出沉积物中主要致毒污染物

沉积物中污染物种类繁多,准确判断其中产生生物毒性的主要来源是个难点,本文作者先采用TIE法初步判断出主要致毒污染物为有机物和重金属(毒性描述阶段(相I)),传统的毒性单位分析结果显示Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要致毒重金属,而为氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、溴氰菊酯和氟虫腈为主要致毒有机物中(毒性鉴定阶段(相II))。采用4步分级提取法和Tenax提取法分析了重金属和有机物的生物有效性。生物有效性毒性单位分析更加准确地锁定了毒性主要贡献重金属为Zn、Ni和Pb,毒性主要贡献有机物为氯氰菊酯、氯氟氰菊酯和氟虫腈。沉积物的稀释降低了重金属的毒性并使其毒性贡献鉴定变得复杂,生物有效性测量可以有效地提高TIE结果的准确性。
精选自Xiaoyi Yi, Huizhen Li, Ping Ma and Jing You. Identifying the causes of sediment-associated toxicity in urban waterways in South China: Incorporating bioavailabillity-based measurements into whole-sediment toxicity identification evaluation. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2970
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2970/full     

正己烷中毒,劳资双方无法承受的痛

为筹学费到厦门打工,不足一年却染上职业病。昨日,江西籍的女工盛彩凤正式与翔安区某企业就赔偿事宜进行协商。回忆起一年来的治疗索赔之路,盛彩凤忍不住痛哭流涕;而作为企业负责人,刘经理也是懊悔不已,谈及此事别有一番感慨在心头。     

抗焦虑药物和鱼类行为：建立奥沙西泮体内浓度与行为效应的联系

精神药物经常在水环境中被检测出。这些药物在鱼体内的靶点分子在进化上保守,表明这些药物会对鱼的行为方式产生类似于对人的影响。产生影响所需要的药物暴露浓度是研究的关键。本研究中我们将黑头呆鱼（Pimephales promelas）暴露在奥沙西泮（一种苯二氮类化合物）浓度为0.8,4.7和30.6 μg?L^-1的水体中,测定其摄取量和组织分布。我们通过以完成新鱼缸潜水测试和搜索庇护地测试来量化鱼类探索的行为,进而研究了奥沙西泮的体内浓度与的其探索行为的关系。大脑中奥沙西泮的浓度最高,血浆与肝脏中的浓度次之,肌肉中浓度最低。3组实验鱼血浆中奥沙西泮的平均浓度为8.7±5.7,30.3±16.1,和98.8±72.9 μg?L^-1,分别对应于之前3组水体浓度。血浆与组织中奥沙西泮的浓度在3组中均显著相关。在暴露浓度为30.6 μg?L^-1的水体中,鱼血浆中的浓度已达到或稍低于人体治疗血药浓度范围。暴露在4.7 μg?L^-1水体中的鱼在新鱼缸潜水测试中的行为受到了显著的影响。在同组中,奥沙西泮的血浆浓度接近人体治疗血药浓度最低值的三分之一。在奥沙西泮暴露浓度最低与最高的水体中,鱼类行为均未表现出受到显著影响。结果的显著性应在黑头呆鱼的物种特定性行为和已有的奥沙西泮药理学知识下进行讨论。
精选自Belinda Huerta, Luigi Margiotta-Casaluci, Sara Rodríguez-Mozaz, Martin Scholze, Matthew J. Winter, Damià Barceló,John P. Sumpter. Anti-anxiety drugs and fish behaviour: establishing the link between internal concentrations of oxazepam and behavioural effects. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 11, pages 2782–2790, November 2016. DOI: 10.1002/etc.3448
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3448/full
     

利用哺乳动物测试系统识别非哺乳类群中雌激素化学物质的科学基础评估

美国环境保护部负责评估超过10 000种化学物质的内分泌活动,而合理的实现评估不能仅仅利用体内化验。因此,使用以特定的内分泌系统为目标测定的体外高通量(HTP)数据提出了化学物质体内化验优先原则。最近聚焦于潜在雌激素化学物质—特别是关于能够激活雌激素受体α(ERα)的化学物质的研究工作大致证实了该方法的可行性。然而,该方法存在一个主要的不确定性,那就是基于哺乳动物(主要是人类)的HTP ER化验的优先级是否能够准确地反映chemical-ERα在非哺乳类物种中潜在的相互作用。这里我们对以下几方面进行了全面分析,包括基于ERs结构属性、体外绑定和ERα反式激活数据的相关信息研究chemical-ERα交互作用的跨物种相似性,以及一系列化学物质对体内雌激素信号通路的影响。总的来说,这种综合分析表明,在哺乳动物系统中具有中度到高度雌激素效能的化学物质在非哺乳类脊椎动物中同样是优先级的化学物质。然而,由于缺乏对可能的ERαorthologues的生物作用的了解,优先级方法在多大程度上能够适用于无脊椎动物是不确定的。进一步比较分析鱼类和爬行动物的体外数据表明基于哺乳类的试验可能不会有效地获取在所有脊椎动物门类中ERα与低亲和力的化学物质的交互作用。
精选自Gerald T. Ankley, Carlie A. LaLone, L. Earl Gray, Daniel L. Villeneuve, Michael W. Hornung. Evaluation of the Scientific Underpinnings for Identifying Estrogenic Chemicals in Non-Mammalian Taxa using Mammalian Test Systems. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 11, pages 2806–2816, November 2016. DOI: 10.1002/etc.3456
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3456/full