某湿地生态保护区水体中铜的生态风险评价及管理限值研究

铜是生物必需的微量元素,但过量暴露会对生物产生毒害效应。针对我国南方城市某湿地生态保护区水体重金属污染问题,参照《澳大利亚和新西兰淡水和海水水质指南》,应用物种敏感度分布(speeies sensitivity distribution,SSD)方法和联合概率曲线(joint probability curve,JPC)方法评价水体中铜的生态风险评价,在此基础上提出水体中铜浓度的管理限值。根据该湿地生态保护区生物调查历史数据以及其他文献数据,整理了415个本地物种的清单,通过美国环境保护署ECOTOX数据库以及其他文献共获取了13个物种的毒性数据,构建了Weibull分布、对数正态分布、正态分布、对数Logistic分布、Logistic分布、BurrⅢ型分布和Gumbel分布等7个SSD模型。结果表明,利用13个本地物种铜毒性数据构建的SSD模型具有合理性,不同模型计算得到的湿地生态保护区水体中铜的总体风险期望值为0.054~0.121。其中,BurrⅢ型分布模型的拟合效果最好,据此推导得到以保护水生生态系统为目标的铜的高可靠性与中等可靠性触发值分别为2.55μg·L~(-1)和1.41μg·L~(-1)。考虑到管理目标的可达性和现状的生态风险水平,提出该湿地生态保护区水体中铜浓度的管理限值为3μg·L~(-1)。     

陡河水库鱼体汞的生物积累初探

为了解陡河燃煤电厂大气汞释放对毗邻的陡河水库水生生态系统中鱼体汞含量、生物积累和放大等的影响,本研究采集陡河水库野生鱼、虾和螺蛳,分别测定了鱼样等生物样品中的总汞和甲基汞,并对部分代表性样品测定稳定碳氮同位素比值。鱼汞分布特征和δ13C‰和δ15N‰同位素比值分布特征显示:鱼体(鲜样)中总汞和甲基汞平均含量分别为56.4±26.7和15.5±8.4 ng·g-1,总汞含量最高的是杂食性的白条鱼为133 ng·g-1。不同食性的鱼体δ13C和δ15N稳定同位素值变化范围分别为-28.1‰~-24.4‰和12.0‰~16.1‰,Log10[Hg]与δ15N的线性相关斜率值为负值。以上结果表明:陡河水库鱼体汞总体偏低,没有发现高生物积累和生物放大,其主要原因在于陡河水库水环境中汞含量较低,且陡河水库靠近市区,过度捕捞使可以捕获的鱼样种类和数量偏少,且鱼龄较低。     

6种苯系物对虾夷扇贝的生殖毒性作用

采用半静水式毒性试验,研究了6种苯系物(苯、甲苯、乙基苯、邻–二甲苯、间–二甲苯、对–二甲苯)对虾夷扇贝的生殖毒性作用。在水温(16±0.5)℃、盐度30.0、p H 8.0条件下,用0.5、2.5、12.5 mg·L-1的苯、甲苯、乙基苯、邻–二甲苯、间–二甲苯、对–二甲苯处理虾夷扇贝的精子、胚胎和幼体,观察6种苯系物对虾夷扇贝的精子活力、卵子受精率、胚胎延滞率、胚胎畸形率、孵化率、幼体畸形率的影响。同时通过透射电镜观察6种苯系物(2.5 mg·L-1)对虾夷扇贝精子超微结构的损伤作用。结果发现:不同浓度苯系物处理组与对照组(0.0 mg·L-1)相比,虾夷扇贝精子的运动时间、卵子受精率及胚胎孵化率显著降低;胚胎发育延滞率、胚胎畸形率和幼体畸形率显著增加为并与处理浓度之间存在显著的剂量—效应关系。以上结果表明实验浓度下,6种苯系物对虾夷扇贝具有较强的胚胎毒性和生殖毒性作用。通过电镜切片发现,2.5 mg·L-1的苯、甲苯、乙基苯、邻–二甲苯、间–二甲苯、对–二甲苯导致虾夷扇贝精子超微结构损伤,表现为:精子质膜断裂、部分溶解,线粒体质膜和内嵴断裂、部分溶解。苯系物对虾夷扇贝精子超微结构的损伤可能是影响其精子活力和降低卵子受精率的主要原因之一。上述结果为苯系物对海洋贝类的生殖毒性评价提供基础数据。     

六种表面活性剂对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为评价六种常见农药表面活性剂对水生生物的风险,采用斑马鱼胚胎发育技术,研究其对斑马鱼胚胎的致死效应和致畸效应.结果表明,NP-10、OP-10、农乳700、农乳602、农乳1602、宁乳33对斑马鱼胚胎的致死中浓度分别为16.44、21.13、55.86、8446、109.90、120.08 mg·L-1,其中NP-10对斑马鱼胚胎急性毒性最大,宁乳33毒性最低;随着染毒剂量的增加,斑马鱼胚胎孵化率逐渐降低,致畸率逐渐提高,六种表面活性剂显示出相似的趋势,处理浓度与胚胎孵化率(致畸率)之间存在剂量-效应关系;NP-10、OP-10、农乳700处理组均诱导斑马鱼胚胎出现躯干侧翻、游囊关闭、躯干弯曲症状;农乳602、农乳1602、宁乳33处理组出现躯干侧翻、游囊关闭症状.     

毒死蜱对我国南方稻区水域中12种淡水鱼的毒性

毒死蜱作为稻田常用农药,普遍存在于稻区沟渠、池塘和河流中,从而对生活在其中的鱼类具有潜在风险。通过短期暴露试验,比较了毒死蜱在纯水、水-沉积物体系中对淡水鱼的毒性效应,进一步研究了毒死蜱在不同鱼体内的生物富集作用,以及对鱼脑Ach E活性的影响。试验结果表明:毒死蜱对12种淡水鱼均表现为高毒或剧毒,最敏感的是太阳鱼,但体系中沉积物的存在会通过吸附作用降低农药对鱼类的毒性;毒死蜱在鱼体内表现为中等或高富集性,其中斑马鱼的富集系数最大;毒死蜱对鱼脑Ach E酶活性有明显抑制作用,其中以虹鳟最敏感。研究结果为稻田常用农药对水生态环境中鱼类安全的风险性评价提供了科学依据。     

双酚A对斑马鱼精巢性激素生成酶基因表达的影响

为了解环境雌激素对鱼类精巢发育的影响,将成年雄性斑马鱼(Danio rerio)暴露于不同浓度双酚A(0、500、1 000、2 000、4 000μg·L-1)下21 d,并在此基础上,进一步研究了暴露在相同浓度(BPA2 000μg·L-1)不同暴露时间下各基因表达的动力学模式。用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测试验鱼精巢性激素合成相关细胞色素P450酶类基因(CYP17、CYP11B和CYP19A)以及雌、雄激素受体和促卵泡激素受体(ERα、ERβ、AR和FSHR)基因的表达,用常规组织学方法研究试验鱼精巢结构的变化。结果表明,BPA促进了精巢内源雌激素合成相关酶类基因CYP19A和雌激素受体ERαmRNA、ERβmRNA的表达,且BPA浓度为2 000μg·L-1时3者的表达量显著上调,同时随着暴露时间的延长,具有明显的时间累积效应。1 000μg·L-1BPA可导致斑马鱼精巢CYP17 mRNA的表达量显著下调,BPA2 000μg·L-1暴露12 d引起了CYP11B mRNA表达下调,而随着暴露时间的延长有所回升,但它对精巢AR mRNA的表达却无明显影响。同时,BPA 500μg·L-1引起了FSHR基因的显著上调,在时间动态学上,呈上升趋势。在组织学上,2 000μg·L-1BPA引起斑马鱼精巢生精小管内精子浓缩严重,精原细胞(Sg)和精母细胞(PS和SS)数目都有所减少,BPA 4 000μg·L-1组斑马鱼精巢退化。因此,BPA可诱导精巢内源雌激素合成和雌激素受体的表达,提高雌激素效应,通过抑制CYP17基因的表达,一定程度上抑制雄激素的合成,从而引起斑马鱼精巢组织的破坏。同时,据实验数据推测,雄激素的下调可能启动了下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴的负反馈调节机制,而此作用机制还有待进一步研究。     

城市回用水中多环芳烃致癌风险评价

为评价人群暴露于城市回用水中16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)对于人体健康的潜在风险,采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用的分析化学方法对不同季节回用水中16种PAHs进行定量分析;在此基础上采用美国国家科学院和国家研究委员会提出的环境健康风险评价方法,分析不同回用条件下具有中国水体基质特色的城市回用水中PAHs健康风险.结果显示,回用水样中16种PAHs的总浓度为1 422.85 ng·L-1,污水处理厂二级出水水样16种PAHs的总浓度为1 791.77 ng ·L-1,经过处理后回用水中PAHs含量有所降低.风险评价分析结果显示,回用水在城市绿化、农业灌溉和景观娱乐3种不同回用途径下多环芳烃的致癌风险分别为788×10-8、2.77×10-6、3.04×10-6,总致癌风险为5.89×10-6.以上结果可以得出,回用水在城市绿化、农田灌溉和景观娱乐接触过程中多环芳烃所增加的致癌风险很低,回用水中多环芳烃的健康风险处于可接受水平.     

氧化乐果对小球藻的毒性研究

以小球藻(Chlorella vulgaris)为实验生物,通过研究不同浓度(0、1、5、10、15、20 mg·L-1)的氧化乐果对小球藻生长发育及EC50,硝酸还原酶活性,叶绿素含量的影响,初步探讨了氧化乐果对小球藻的毒性作用。实验结果表明:氧化乐果对小球藻96 hEC50值为4.88 mg·L-1;低浓度氧化乐果(1 mg·L-1)在前6天对小球藻细胞增长影响不大,高浓度氧化乐果(大于5 mg·L-1)则在初期就表现为抑制,氧化乐果浓度与细胞数量之间表现为负相关(R2=0.65755);在第8天,氧化乐果各浓度组的硝酸还原酶的相对酶活也表现"低促高抑"作用,但是仍然高于对照组的酶活,整体表现为促进作用;随着氧化乐果浓度的增加,小球藻叶绿素含量呈现明显降低的趋势。     

利用人皮肤模型评价杀菌类农药腐蚀/刺激性的研究

建立人皮肤模型检测杀菌类农药的腐蚀/刺激性,探讨体外皮肤模型替代农药的动物皮肤安全性评价实验的可行性和影响因素.使用人皮肤成纤维细胞与鼠尾胶原混合培养模拟真皮层,在真皮层上接种人角化细胞,经气液培养形成表皮层.通过细胞活性和细胞因子测定鉴别化合物的腐蚀/刺激性,并比较体外皮肤模型和动物测试结果的一致性.结果表明,皮肤模型对十种农药的腐蚀性测试中,与动物安全评价测试结果完全一致.在刺激性试验中,细胞因子白介素-1a(IL-1a)作为检测终点提高了体外皮肤模型的灵敏性和准确性,人皮肤模型和动物测试结果的一致性达到80％.研究表明,构建的人皮肤模型在对杀菌类农药腐蚀/刺激性测试中初步表现出较好的性能,作为动物替代方法进行农药品安全性评价具有良好的应用前景.     

异噻唑啉酮类杀菌剂对黑斑蛙胚胎和蝌蚪的急性毒性

异噻唑啉酮类杀菌剂1,2-苯并异噻唑-3-酮（BIT）和甲基异噻唑啉酮（MIT）虽已在多种行业中广泛使用,但目前有关其毒性尤其对水体中生物毒性的数据还较少。鉴于BIT和 MIT在水体中普遍存在,本文研究了这两种污染物对两栖动物黑斑蛙胚胎和蝌蚪的急性毒性。黑斑蛙胚胎和蝌蚪分别暴露系列浓度的BIT和 MIT,观察化学品对其生长、发育和运动的影响,计算96小时半数致死浓度（96 h-LC₅₀）和96小时半数致畸浓度（96 h-TC₅₀）,确定最小生长抑制浓度（MCIG）。结果发现,BIT对黑斑蛙胚胎的96 h-LC₅₀和96 h-TC₅₀分别为2.99 mg?L^-1和0.60 mg?L^-1,MCIG小于0.40 mg?L^-1,对蝌蚪的96 h-LC₅₀为6.44 mg?L^-1。MIT对黑斑蛙胚胎的96 h-LC₅₀和96 h-TC₅₀分别为5.30 mg?L^-1和2.36 mg?L^-1,MCIG为2.59 mg?L^-1,对蝌蚪的96 h-LC₅₀为7.58 mg?L^-1。根据《化学农药环境安全评价准则报批稿》中两栖动物蝌蚪急性毒性的分级标准,判定BIT和MIT的毒性等级为中等。该毒性数据为异噻唑啉酮类杀菌剂的环境管理提供参考。