类二噁英物质及芳香烃受体(AhR)介导的有害结局路径(AOP)研究进展

二噁英及类二噁英物质(dioxin-like compounds,DLCs)是一类高毒性化合物的统称,对其毒理学的研究一直都是备受关注的焦点。已有证据表明,高毒二噁英及DLCs主要通过激活芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR),进而导致一系列生物毒性。近年来越来越多的新型有机污染物被发现具有类二噁英分子结构并存在潜在生物毒性或活性。与此同时,如何评估二噁英及DLCs对本土生态生物的危害及其风险也受到更多关注。本文综述了近几年发现的新型二噁英物质、二噁英及DLCs的AhR致毒机制、相应的有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)及AOP在指导探索新型物质及物种敏感性方面上的新观点和发现,同时也展望了二噁英及DLCs在生态毒理及风险评估领域的未来研究方向。     

内质网应激介导的凋亡在PBDE-47致大鼠海马损伤中的作用

为了明确内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)介导的凋亡在2,2’,4,4’-四溴联苯醚(2,2’,4,4’-tetrabromodiphenylether,PBDE-47)致大鼠神经毒性中的作用,在脑发育的突增期(出生第10天),分别用0 mg·kg~(-1)、1 mg·kg~(-1)、5 mg·kg~(-1)和10mg·kg~(-1)PBDE-47进行单次灌胃染毒,并从出生第8天开始每天给予150 mg·kg~(-1)ERS抑制剂4-苯基丁酸(phenylbutyric acid,PBA),持续3周。仔鼠出生第8周末,从对照组、10 mg·kg~(-1)PBDE-47处理组、150 mg·kg~(-1)PBA处理组和150 mg·kg~(-1)PBA+10mg·kg~(-1)PBDE处理组中随机选取8只大鼠进行水迷宫实验。然后将所有动物断头处死,分离大鼠海马组织,观察其海马组织形态学改变、测定ERS标志分子(GRP78、IRE1和CHOP)和凋亡相关蛋白Cyt c的表达水平。结果显示,10 mg·kg~(-1)PBDE-47处理可导致雌性大鼠海马CA4区细胞排列紊乱、锥形神经细胞数量减少甚至消失,尼氏小体数量减少,大鼠逃避潜伏期延长(P0.05)。5和10 mg·kg~(-1)PBDE-47处理可显著上调ERS相关蛋白IRE1和CHOP的表达水平(P0.05),并明显增强海马组织凋亡相关蛋白Cyt c的表达。PBA干预可明显降低PBDE-47诱导的IRE1和CHOP以及Cyt c蛋白的表达水平,提示PBDE-47可通过ERS介导凋亡,导致大鼠海马组织损伤,从而影响大鼠学习记忆功能。     

重金属污染下龟壳攀鲈组织中ACP和AKP的活力比较

龟壳攀鲈是一种在极端污染水域中具备生存优势的鱼类,收集重污染区和轻污染区的龟壳攀鲈,并通过比较其体内各组织中的酸性磷酸酶(ACP)及碱性磷酸酶(AKP)活性来揭示其耐污能力。贵屿作为重污染区有4个采样点:大陇村、市上村、联堤村和北林村;潮州作为轻污染区有2个采样点:卧石村和洗马桥。水质结果表明,贵屿采样地水中的Pb、Cd、Cr、As、Hg含量分别是潮州采样点的27.6倍、3.9倍、5.8倍、3.9倍和3.5倍,说明贵屿采样地的污染远高于潮州的。酶活结果表明,在龟壳攀鲈所有组织中,内脏组织(胃肠、性腺、肝脏、脾脏、肾脏)中的ACP和AKP活力均高于外周组织(肌肉、鳞片、鳃);重金属污染均能提高攀鲈体内所有组织的ACP和AKP活力;AKP活性更容易受到重金属的影响,各组织的AKP活力增幅普遍超过ACP活力增幅;其中,受重金属影响最大的组织是脾脏,ACP和AKP活力可增长到2.37倍和6.21倍。这些结果说明了龟壳攀鲈可以通过显著升高内脏组织(如肠胃、肝脏、肾脏等)中ACP和AKP活性,以便更好地应对高污染环境;其中AKP更容易受到重金属的影响,适合用于作为评估污染的指标。     

Improved blending strategy for membrane modification by virtue of surface segregation using surface-tailored amphiphilic nanoparticles

Membrane modification is one of the most feasible and effective solutions to membrane fouling problem which tenaciously hampers the further augmentation of membrane separation technology. Blending modification with nanoparticles (NPs), owing to the convenience of being incorporated in established membrane production lines, possesses an advantageous viability in practical applications. However, the existing blending strategy suffers from a low utilization efficiency due to NP encasement by membrane matrix. The current study proposed an improved blending modification approach with amphiphilic NPs (aNPs), which were prepared through silanization using 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSPMA) as coupling agents and ZnO or SiO₂ as pristine NPs (pNPs), respectively. The Fourier transform infrared and X-ray photoelectron spectroscopy analyses revealed the presence of appropriate organic components in both the ZnO and SiO₂ aNPs, which verified the success of the silanization process. As compared with the pristine and conventional pNP-blended membranes, both the ZnO aNP-blended and SiO₂ aNP-blended membranes with proper silanization (100% and 200%w/w) achieved a significantly increased blending efficiency with more NPs scattering on the internal and external membrane surfaces under scanning electron microscope observation. This improvement contributed to the increase of membrane hydrophilicity. Nevertheless, an extra dosage of the TMSPMA led to an encasement of NPs, thereby adversely affecting the properties of the resultant membranes. On the basis of all the tests, 100% (w/w) was selected as the optimum TMSPMA dosage for blending modification for both the ZnO and SiO₂ types.

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不同价态Mn离子对刺参幼参急性毒性效应及富集作用

静水条件下,研究了Mn2+与Mn7+对刺参幼参行为和存活的影响,并分析了其在幼参体内的富集状况。结果表明,幼参在0.8 ~ 16 mg/L浓度范围内的Mn2+暴露96 h后死亡率均为0.0%,Mn2+在此浓度范围内无明显的急性毒性作用;但暴露于0.1 ~ 6.5 mg/L Mn7+中时,幼参的死亡率随浓度和暴露时间增加而升高。暴露48 h时,幼参的死亡率与Mn7+的浓度呈极显著正相关(P 0.01),Mn7+浓度高于0.5 mg/L时即对幼参表现出明显的急性毒性作用,其安全浓度(SC)为0.31 mg/L,Mn7+对幼参的急性毒性作用强于Mn2+。随着水体中Mn2+与Mn7+浓度的增加,幼参体内Mn元素含量和累积速率均逐渐升高,但富集系数变化存在较大差异。Mn7+在幼参体内的富集作用强于Mn2+。     

渤海及邻近海域表层沉积物中多环芳烃的来源解析

利用GC/MS测定了渤海及其邻近海域表层沉积物中的16种优控多环芳烃(PAHs),采用多种数据分析技术解析了PAHs的来源。结果显示:除了萘、苊烯、苊在部分样品中未检出之外,其他13种PAHs在所有样品中均有检出。总PAHs的含量范围为:(148.27~1211.81)10-9,平均值为507.1310-9。TOC(总有机碳)与总PAHs显著相关(R=0.66,P= 0.0002),表明TOC对研究区域PAHs的分布有重要作用。该海域PAHs以高环(4~6环)为主,轻重比值(LMW/HMW)表明该区域的PAHs主要来自高温燃烧源。分子诊断比值分析也表明,PAHs主要来自生物质、煤炭和石油燃烧。主成分分析-多重线性回归分析(PCA-MLR)表明,沉积物中PAHs主要来自煤炭燃烧源、交通源(石油燃烧)、焦化源和石油源,其贡献分别为54.3%,28.6%,13.4%和3.7%。     

滦河口水文环境要素季节性变化特征及动力响应关系

基于2013年夏、冬季的最新实测资料,分析研究了滦河口海域温度、盐度、Chl a、浊度和DO等水文环境要素的季节性变化特征。结果表明:温度季节性差异较大,夏季呈现近岸向远岸递减之趋势,冬季与夏季截然相反,呈现由近岸向远岸递增之趋势;冬季水体的盐度要高于夏季,河口南部近岸存在向南流动的低盐水舌,夏季的范围大于冬季;冬季水体的浊度远高于夏季,且在河口以北和以南海域存在高值区,表现出夏储冬运的输运特征。冬季水体的Chl a和溶解氧也高于夏季,反映了Chl a、DO与温度的负相关性。各水文要素与潮汐潮流之间具备一定相关性。温度、Chl a、DO的变化极有规律,涨潮期间,温度、Chl a和DO减小,落潮期间增大,单周日内表现出双峰结构,且峰值不同。水体浊度在周日内也出现两次峰值,均出现于两次较大流速发生时刻。     

隧道半横向排烟模式下不同排烟口分布的温度场数值模拟研究

结合某过江盾构隧道,基于三维流体动力学模拟仿真软件平台,建立三维仿真模型,研究火灾发生在隧道盾构段典型区段时,排烟开口在火源上下游不同的分布模式时烟气层的温度场分布。通过分析模拟结果可知:随着火源上游排烟开口逐步增加,火源上游烟气逆流长度和蔓延速度都相对稳定而后又逐步增长,火源下游的烟气蔓延长度先减小而后又基本趋于稳定,下游烟气沉降高度则有所升高;火源位置处正上方温度则随着上游排烟开口的个数逐步增加而逐渐升高。而从其他的排烟开口变化模式模拟结果可知:随着排烟开口面积或者开口间距的逐步增大,烟气蔓延的速度先增加而后又逐步减小,且开口间距为30m左右时烟气蔓延速度相对较慢;排烟开口宽高比对烟气蔓延影响较小。所获得的结论将有助于相关类型工程的设计和管理。     

秋季南通近海大气气溶胶水溶性离子粒径分布特征

2012年10~11月在南通近海设立观测点,利用Anderson分级采样器采集大气气溶胶样品,用离子色谱仪(Metrohm IC)分析其中10种水溶性离子组成.结果表明,南通秋季近海PM10和PM2.1中水溶性离子浓度分别为59.70,45.96mg/m3.PM2.1中主要离子质量浓度排列依次为SO42->NO3->NH4+>Ca2+. SO42-,NO3-和NH4+占PM10中离子浓度的80%以上,二次离子为近海区域气溶胶的主要成分.SO42,NH4+和NO3-均表现出单峰型分布,峰值区间均为0.43~1.1mm,Ca2+,Na+和Cl-表现为双峰型.Ca2+高浓度峰值出现4.7~5.8mm粒径段内;Na+和Cl-峰值出现在0.43~1.1mm和3.3~5.8mm内,但最大峰值浓度区间不一致.PM10中nss-SO42-/SO42-比值均高于90%,陆地源对近海硫酸盐的影响显著.nss-SO42-/NO3-的比值在<2.1μm的粒径段内均大于1,表明该区域固定源是大气细粒子中离子的重要贡献源,但移动源对粗粒子的影响值得重视.个例分析显示,稳定的天气系统,高污染排放内陆地区的污染物传输,是造成10月27日的严重污染过程的主要原因.