腐殖酸可降低纳米银的水生生物毒性

本文作者主要研究了腐殖酸对聚乙烯吡咯烷酮包覆的纳米银颗粒(polyvinylpyrrolidone-coated AgNPs)毒性的影响，受试生物涵盖了水生系统不同的营养级别，包括藻类(Raphidocelis subcapitata)、水蚤类(Chydorus sphaericus)以及淡水鱼类(Danio rerio)。结果显示，腐殖酸可降低AgNPs对本研究中所有水生生物的毒性，并具有明显的剂量效应关系。原因为：1）腐殖酸使AgNPs表面带有更多负电荷，这阻碍了AgNPs与藻细胞的接触，使毒性降低；2）腐殖酸抑制了AgNPs中Ag⁺的溶出，而本研究显示自由Ag⁺的毒性高于团聚的纳米银颗粒。
精选自Zhuang Wang, Joris T.K. Quik, Lan Song, Evert-Jan Van Den Brandhof, Marja Wouterse and Willie J.G.M. Peijnenburg. Humic substances alleviate the aquatic toxicity of polyvinylpyrrolidone-coated silver nanoparticles to organisms of different trophic levels. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 6, pages 1239–1245, June 2015. DOI: 10.1002/etc.2936
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基于自然环境中优选药物的毒性和生态毒理风险研究

在如今超过1 500种在用原料药中,环境中发现几率明确和对环境影响明确的原料药所占比例很小。由于很难监管所有在用原料药,众多先前的研究提议将原料药按照受关注程度排序,从而可以将研究资源集中于那些最受瞩目的药物。然而这些研究都存在局限性,本文从之前优先性方法的实践经验出发,提出了一种更为全面的原料药排序方法。该方法基于对水生生物、土壤生物、鸟类、野生哺乳动物和人类的风险,综合考虑了食物链顶端存在的生态毒理学研究终点和由这些治疗性药物作用机制带来的非顶端效果。对于在英国社区以及医院设置中使用的146种活性药物的分析可以更为详细地说明该方法的运用。根据这一方法,我们将16种化合物列为优先考虑的药物。这些药物包括了抗生素、抗抑郁药、抗炎药、抗糖尿病药、抗肥胖药、雌激素类化合物以及相关的代谢产物。我们建议这种优先性方法在将来可以更广泛地应用于世界上不同的地区。
精选自Jiahua Guo, Chris J. Sinclair, Katherine Selby, Alistair B.A. Boxall. Toxicological and ecotoxicological risk based prioritisation of pharmaceuticals in the natural environment. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1550–1559, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3319
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化学物质水体归趋与影响数据库(CAFE)，一种用于评估水环境中化学物质溢出水平的工具

化学物质水体归趋与影响 (简称CAFE)数据库是一个允许快速并无限制访问数据的集中式数据库。CAFE将现有的32 377种化学物质的归趋数据和4 498种化学物质的毒性效果数据整合至用户友好的工具中,以物种敏感度分布(SSD)的形式总结毒性数据,并提供了相关的1%和5%危害浓度(HC₁和HC₅)。为探究CAFE数据与报道的化学事故之间的联系,一项数据可用性评估显示,2000年至2014年间在美国国家应急中心呈报的55种化学物质中,32种物质的归趋和20种物质的毒性在CAFE中均有记录;2003年至2014年间由美国海洋及大气管理局呈报的205种化学物质中,86种物质的归趋和103种物质的毒性在CAFE中也均有记录。我们假设2种化学物质在环境中溢出(丙烯腈,溢出量为625桶 ;变性乙醇,溢出量为857桶),根据模型对其环境浓度进行模拟,进而说明CAFE在实际中的应用。在24 h时程的SSD中,大多数物种很可能分别在溢出后最初的35 min内和15 h内受到丙烯腈和变性酒精的影响。丙烯腈浓度在溢出后45 min已低于HC₅(17 mg?L^L-1),变性酒精浓度在溢出后60 h已低于HC₅(2 676 mg?L^L-1)。将100种化学物质以CAFE数据为基础得出的HC₅与发表的HC₅进行对比,我们发现超过一半的数值都在2倍差异以内,较少的一部分数值则超过了10倍差异。CAFE的发展提高了获取相关环境信息的能力,并可能应用于水体环境污染物溢出分析之外的更多领域。
精选自Adriana C. Bejarano, James K. Farr, Polly Jenne, Valerie Chu, Al Hielscher. The chemical aquatic fate and effects database (CAFE), a tool that supports assessments of chemical spills in aquatic environments. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1576–1586, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3289
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目前针对水环境化学品风险评估的方法是正确的么？

我们想要保护水生生态环境,通过测试数以千计的化学物质和成百上千的水生物种之间交互作用,得到成千上万的结果,但仍然不可能考虑到所有物质的混合情况。污染物对野生鱼类的内分泌干扰作用的课题推动了人们对如药物之类的微污染物的研究。尽管我们担心鱼类会因污染而繁殖能力下降,但并没有足够的证据表明鱼类种群处于危险之中。事实上,许多鱼类生物学家认为,在过去的30 - 40年里,鲤科的数量已经在逐步恢复中。目前的风险评估的关键在于其核心假设,也就是实验室观测或者模型预测的结果简单地适用于群体水平,显而易见这个假设是值得质疑的。 我们明白了疏于监测野生动物种群的变化成为了我们的环境保护战略的关键弱点。如果我们不知道水生野生动物物种是在减少或增加,那么我们研究的其他生态毒理行为又有多少价值呢？
精选自Andrew C. Johnson, John P. Sumpter. Are we going about chemicals risk assessment for the aquatic environment the wrong way?. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1609–1616, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3441
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“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
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沉积物毒性鉴别评估技术在一个有着多重污染物输入地点的应用

沉积物毒性鉴别评估用于确定造成沉积物整体毒性测试中观察到有害效果的原因。然而在多污染物的情况下,将总体毒性划分为为不同个体污染物单独造成的毒性的方法存在很多问题。利用一个有着多重输入与相关污染物的站点数据,我们为毒性鉴别评估提出一种通过追踪毒性单位（TUs）来确定是否囊括全部毒性的方法。首先确定出沉积物整体的毒性水平,然后将毒性来源划分至几种污染物大类,例如氨类,金属,非极性有机物等。本文中毒性很大程度上来源于非极性有机物,所以在萃取沉积物之后,将萃取物重新加回稀释水中以检测毒性的复原。每一部分污染物的毒性占比由溶剂梯度测量,并进行毒性检测。目标占比由气相色谱-质谱分析得到,从而鉴定出与特定成分相关的毒性。之后对这些成分相关的毒性单位进行测定以确定可能的原因组合和是否已囊括全部毒性。数据表明毒性既与已有化合物相关,又与新兴污染物相关,而两种污染物对于总体毒性的具体贡献则随实验地点改变。
精选自Howard C. Bailey, Catherine A. Curran, Peter Arth, Bonnie P. Lo, Rich Gossett. Application of Sediment Toxicity Identification Evaluation Techniques to a Site with Multiple-Contaminants. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 10, pages 2456–2465, October 2016. DOI: 10.1002/etc.3488
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基于QSAR模型的蒙特卡洛方法分析有机化学物质对大型蚤(Daphnia magna)的毒性

本文建立一系列758种有机化合物对大型蚤(Daphnia magna)毒性的定量结构-活性关系(QSARs)。用简化的分子线性输入系统(SMILES)代表分子结构。用CORAL(关联和逻辑)软件作为工具来开发QSAR模型。这些模型使用蒙特卡罗方法建立,依据的原理是QSAR是一个“随机事件”,假设检验一组随机数据分布在可见的训练集和不可见的验证集。检验了三组分布于可见的训练、校准、测试集中的数据以及不可见的验证集。最佳模型的预测潜能,也就是其不可见的验证集的统计特征如下:n = 87,r² = 0.8377,RMSE = 0.564。建议和讨论了所构建模型的机械解释和适用领域。
精选自Alla P. Toropova, Andrey A. Toropov, Aleksandar M. Veselinovi?, Jovana B. Veselinovi?, Danuta Leszczynska, Jerzy Leszczynski. Monte Carlo based QSAR models for toxicity of organic chemicals to Daphnia magna. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 11, pages 2691–2697, November 2016. DOI: 10.1002/etc.3466
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珠江流域野生淡水鱼中有机紫外线吸收剂的组织分布、生长稀释和物种特异性生物蓄积

以华南珠江流域9种野生淡水鱼为材料,本文研究了12种有机紫外线吸收剂（UVA）的组织分布、个体体型依赖性和物种特异性生物蓄积。鱼组织样品中12种UVA的浓度为109～2320 ng/g脂质重量（lw）。在超过一半的鱼组织样本中检测到2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（BP-3）、八甲基丙烯（OCR）、UV531和5种苯并三唑类紫外线稳定剂（UVP、UV329、UV234、UV328和UV327）。UV531在野生淡水鱼体内具有明显的生物蓄积潜力,其生物蓄积因子（Log BAF）和生物沉积物蓄积因子（BSAF）分别为4.54±0.55和4.88±6.78。一般来说,肝脏（989±464 ng/g lw）的UVA含量最高,其次是腹部脂肪（599±318 ng/g lw）、膀胱（494±282 ng/g lw）、背肌（470±240 ng/g lw）和卵（442±238 ng/g lw）。淡水野生鱼体内UVA的生物积累表现出物种特异性和化合物依赖性。摄食杂食性鱼类的底栖食碎屑者含有明显较高的UVA浓度,表明摄食碎屑/沉积物是野生淡水鱼暴露于UVA的重要途径。UV531和BP-3表现出生长稀释的潜力。代谢可能在消除鱼组织中的UVA方面发挥重要作用,其中肝脏的代谢率最高。在珠江流域的淡水生态系统中,UVA没有显示出明显的营养级放大作用。有必要进行更多的研究来阐明UVA在生物体内的母体转移。     

腐殖酸可降低纳米银的水生生物毒性

本文作者主要研究了腐殖酸对聚乙烯吡咯烷酮包覆的纳米银颗粒(polyvinylpyrrolidone-coated AgNPs)毒性的影响,受试生物涵盖了水生系统不同的营养级别,包括藻类(Raphidocelis subcapitata)、水蚤类(Chydorus sphaericus)以及淡水鱼类(Danio rerio)。结果显示,腐殖酸可降低AgNPs对本研究中所有水生生物的毒性,并具有明显的剂量效应关系。原因为：1）腐殖酸使AgNPs表面带有更多负电荷,这阻碍了AgNPs与藻细胞的接触,使毒性降低;2）腐殖酸抑制了AgNPs中Ag⁺的溶出,而本研究显示自由Ag⁺的毒性高于团聚的纳米银颗粒。
精选自Zhuang Wang, Joris T.K. Quik, Lan Song, Evert-Jan Van Den Brandhof, Marja Wouterse and Willie J.G.M. Peijnenburg. Humic substances alleviate the aquatic toxicity of polyvinylpyrrolidone-coated silver nanoparticles to organisms of different trophic levels. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 6, pages 1239–1245, June 2015. DOI: 10.1002/etc.2936
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蛋白组学分析揭示出阿特拉津对非洲爪蟾的生殖毒性源于其诱导生殖细胞凋亡并干扰紧密连接蛋白和代谢相关信号通路

阿特拉津可对雄性脊椎动物生殖系统造成不良影响,但其中分子机制尚不明了。本文作者将非洲爪蟾(Xenopus laevis)暴露于100 ppb的阿特拉津120 d,利用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术检测了非洲爪蟾睾丸和卵巢中蛋白图谱的变化,结果显示100 ppb阿特拉津可影响爪蟾发育,延迟和阻碍雄性细精管的形成。组学分析显示,睾丸中143种以及卵巢中121种蛋白均表达异常,这些蛋白与细胞凋亡、细胞间紧密连接以及代谢途径相关。
精选自Xiuping Chen, Jiamei Wang, Haojun Zhu, Jiatong Ding and Yufa Peng. Proteomics analysis of Xenopus laevis gonad tissue following chronic exposure to atrazine. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2980
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