基于遗传算法的济南市水资源优化配置

济南作为全国重点缺水城市之一，水资源短缺已成为制约济南市经济社会可持续发展的瓶颈因素。水资源优化配置作为解决城市水资源短缺的重要手段，对保证整个济南市国民经济的可持续发展起着重要的支撑作用。以水资源优化配置理论为基础，分析了济南市水资源现状，并通过建立模型求解济南市水资源在国民经济各部门的配置。     

大型蚤在线生物监测系统研究

近年来,世界范围内突发性废水泄漏事件频发,在引起人们对水质问题恐慌的同时,也促进了饮用水在线监测与早期污染预警系统的发展。生物监测可以对污染环境下多污染物的联合毒性进行有效评估,具有传统化学监测所不具备的优点,已成为判定水质是否对水生生物存在影响、是否符合人类安全饮用的有效依据和手段。介绍了大型蚤在线生物监测系统的多通道流通生物测试室和生物传感器系统,并对世界范围内的研究与应用情况做了研究综述。目前,采用大型蚤作为指示生物的在线监测系统已在饮用水水质监测方面成功实现,但其在工业废水接管过程中毒性评估和早期预警的研究和应用上尚有不足,有待更加深入地探讨与研究。     

全氟辛酸对斜生栅藻细胞膜特性影响研究(Effect of Perfluorooctane Acid on Cell Membrane Properties of Scenedesmus obliquus)

斜生栅藻暴露于全氟辛酸(PFOA)中,其细胞膜特性可通过不同荧光染料染色的荧光信号变化来反映.应用流式细胞仪检测荧光信号,研究了PFOA对斜生栅藻细胞膜的完整性、选择透过性和膜电位指标的影响效应.实验结果显示,全氟辛酸对表征细胞膜完整性的碘化丙啶(PI)染料荧光强度起到显著刺激作用,栅藻细胞膜受损几率随暴露浓度升高呈现上升趋势;低暴露浓度下栅藻细胞膜选择透过性增强,但在高浓度暴露下这一细胞膜特性受到明显抑制,具体表现为表征酯酶活性的二乙酸荧光素(FDA)荧光强度出现先升后降的变化;与FDA荧光强度变化趋势相反,反映膜电位的碘代3,3’-二己氧基羰花青(DIOC6(3))荧光强度则先降后升,预示高浓度PFOA暴露将导致细胞膜处于异常的生理状态.     

BDE-28对斑马鱼核受体介导的内分泌干扰效应研究

2,4,4’-三溴联苯醚(BDE-28)在环境中普遍存在,且在长江流域多种水生生物中检出。目前,国内外对高溴代PBDEs(如BDE-47、BDE-99等)的水生脊椎动物内分泌干扰效应报道较多,而BDE-28的有关研究则相对较少。将斑马鱼胚胎暴露于2、20和200μg·L~(-1)的BDE-28后,借助q-RT-PCR方法对幼鱼8个重要受体包括雄激素受体(AR)、甲状腺激素受体(TR)、芳香烃受体(AhR)、雌激素受体(ER)、糖皮质激素受体(GR)、孕烷X受体(PXR)、盐皮质激素受体(MR)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)相关基因的转录水平进行了研究。结果表明,BDE-28暴露可导致AR、TR和Ah R的基因下调,其中核心受体AR和TR在低中高3种浓度下的下调倍数分别为3.03、2.64、10.10和2.21、2.18、2.31,芳香烃受体基因2(ahr2)在暴露于2和20μg·L~(-1)的BDE-28后,下调倍数分别为12.65和9.23,而雌激素受体(er1)基因在低中高浓度显著上调,上调倍数分别为12.29、12.67和15.87,雌激素受体(er2a)基因在2和20μg·L~(-1)BDE-28下的上调倍数分别为10.83和17.19。进一步采用分子对接和分子动力学模拟的方法研究BDE-28与AR、TR、Ah R和ER之间的相互作用。结果显示,BDE-28与这些受体通过疏水和氢键等相互作用稳定结合,动力学模拟后骨架原子的均方根偏差(RMSD)在5 ns后较稳定。由此可知,BDE-28通过AR、TR、Ah R和ER受体介导产生内分泌干扰效应。     

联苯胺类化合物对斑马鱼胚胎发育毒性的初步研究

应用斑马鱼胚胎发育技术,对4种联苯胺类化合物(联苯胺、3,3'-二甲氧基联苯胺、3,3'-二甲基联苯胺、3,3'-二氯联苯胺)的毒性进行了测定.结果表明,这4种化合物对斑马鱼胚胎发育均有明显抑制作用,可以造成仔鱼畸形甚至死亡,具有特定的最敏感毒理学终点及作用时间;联苯胺苯环上的取代基可以增强联苯胺的亲电作用或亲核作用,从而增强其胚胎毒性,其中尤以卤代产物(3,3'-二氯联苯胺)最为显著.其毒性排列顺序大致为:3,3'-二氯联苯胺>3,3'-二甲基联苯胺>3,3'-二甲氧基联苯胺>联苯胺;4种联苯胺的斑马鱼胚胎毒性数据与lgKow没有显著相关性,推测这4种联苯胺的毒性机理属体内反应型,毒物参与生理代谢.     

典型酚类污染物内分泌干扰效应研究——对斑马鱼发育及核受体介导基因调控的分子影响

以斑马鱼为研究对象,观察2,4,6-三氯酚（2,4,6-trichlorophenol）、4-氯-3-甲酚（4-chloro-3-methylphenol）和4-硝基苯酚（4-nitrophenol）3种酚类污染物对斑马鱼胚胎发育早期阶段形态学指标的影响,借助q-RT-PCR方法对斑马鱼胚胎分别暴露于0.1,0.5和2.5mg/L至120hpf幼鱼8个重要受体（雄激素受体（AR）、甲状腺激素受体（TR）、芳香烃受体（AhR）、雌激素受体（ER）、糖皮质激素受体（GR）、孕烷X受体（PXR）、盐皮质激素受体（MR）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR））相关基因的转录水平进行了研究;进一步采用分子对接和分子动力学模拟的方法研究污染物与筛选出的影响受体（ER、AhR、PXR、GR以及MR）之间的相互作用过程.结果表明,在5和10mg/L的浓度下3种酚类污染物都显著影响斑马鱼的发育,造成脊柱弯曲、心包水肿等不良影响;基因结果显示2,4,6-三氯酚暴露导致ER的基因下调,雌激素受体α（er1）基因在2.5mg/L浓度下下调2.1倍.4-氯-3-甲酚显著影响ER、AhR以及PXR的相关基因,表现为在0.5和2.5mg/L暴露er1基因显著下调1.8和2.2倍,ahr2和pxr基因在0.1和2.5mg/L的浓度下分别下调1.7和1.8倍和上调3.5和3.2倍.4-硝基苯酚暴露使GR、MR核心受体基因发生调控变化,糖皮质激素受体基因（gr）在低中浓度下分别显著上调2.0和2.1倍,最高浓度下下调1.9倍.盐皮质激素受体基因（mr）在中高浓度下分别下调1.9和2.1倍,在最低浓度下显著上调1.7倍;分子计算结果显示它们与相关受体通过疏水和氢键等相互作用而稳定结合,且均方根偏差（RMSD）在5ns后稳定.这3个典型酚类污染物主要通过斑马鱼ER、AhR、PXR、GR、MR受体介导产生内分泌干扰效应并影响其早期生长发育.     

沿江化工园区污水处理厂出水对体外培养的大鼠睾丸细胞生殖毒性研究

应用基于原代培养的大鼠睾丸细胞体外毒性测试方法,通过支持细胞、生精细胞及间质细胞这3种细胞的形态、活力、胞外乳酸脱氢酶（LDH）活力、细胞早期凋亡坏死率和睾酮分泌量等指标对沿江化工园区污水处理厂出水的生殖毒性进行了研究. 结果表明,新开发的沿江化工园区A和省级沿江化工园区B污水处理厂出水有机提取物浓缩后均能造成不同程度的大鼠睾丸细胞生殖毒性,园区A提取物能明显影响支持细胞（p<0.01）、生精细胞（p<0.05）和间质细胞（p<0.05）的细胞活力,影响支持细胞和生精细胞胞外LDH活力（p<0.01）,且其毒性明显高于园区B. 暴露导致支持细胞处于凋亡早期,而生精细胞比较敏感,已到了凋亡晚期甚至有小团细胞坏死,虽然间质细胞的形态没有显著变化但园区A有机提取物已明显抑制了间质细胞睾酮的分泌（p<0.01）. 研究表明,通过基于原代培养的大鼠睾丸细胞体外毒性测试方法能够对污水处理厂出水的生殖毒性做出综合评价,该方法可以作为现行国家污水综合排放化学监测的有效补充.     

对硝基酚对大型蚤和斑马鱼胚胎的毒性(Toxicity of p-Nitrophenol to Daphnia Magna and Zebrafish（Brachydanio rerio） Embryo)

采用静态生物毒性试验方法,研究了对硝基酚对大型蚤的急性毒性和斑马鱼胚胎发育影响. 结果表明,大型蚤幼蚤接触不同浓度的对硝基酚后,活动会受到不同程度的抑制,甚至死亡,48h EC50值为2.55mg·L-1. 对硝基酚对斑马鱼胚胎有蓄积致毒作用,最敏感性指标为83h未孵化、83h卵凝结;实验还发现对硝基酚具有低浓度促进斑马鱼胚胎发育和孵化,高浓度抑制发育并延缓孵化的作用. 对硝基酚对大型蚤的毒性与对斑马鱼胚胎的发育影响相比,大型蚤对对硝基酚反应更为敏感.     

6-HO-BDE-137对大鼠睾丸支持细胞的毒性

以原代培养的大鼠睾丸支持细胞为研究对象,选取环境及生物体中均有检出的一种典型的羟基化PBDE——6-HO-BDE-137作为目标化合物,设置0、0.1、1、10μmol·L-14个浓度梯度,应用噻唑蓝(MTT)试验、荧光显微镜观察和AnnexinV-FITC/PI双染流式细胞术,通过检测大鼠睾丸支持细胞增殖活性、细胞形态和细胞凋亡坏死率的变化,探讨其对支持细胞的损伤情况.研究发现,6-HO-BDE-137显著影响支持细胞的增殖活力,暴露24h,10μmol·L-1浓度组细胞与对照组相比显著增殖(p<0.05),随暴露时间的延长(至48h),10μmol·L-1组转为增殖抑制;支持细胞形态也表现出不同程度的改变,10μmol·L-1浓度组变化最为明显,有大量的细胞变圆飘起;随6-HO-BDE-137暴露浓度的升高,支持细胞死亡率增加,凋亡是支持细胞死亡的主要方式.研究结果提示:6-HO-BDE-137具有生殖毒性.     

河蚬(Corbicula fluminea)在生态毒理学研究中的应用与评价

河蚬是大型底栖双壳类生物,广泛分布于我国淡水水域。它具有个体小、分布广、来源方便、易于实验室驯养等特点,常被作为受试生物用于毒理学研究中,为评价污染物毒性作用提供有价值信息。从河蚬对各化学品的行为响应、耐受性以及生理生化指标响应三个方面详细阐述了其在生态毒理学中的研究现状。最后指出将河蚬应用于毒理学研究领域的过程中存在的待完善之处,并对其研究前景进行了展望。总结出其可用于中国淡水水质基准制定、化学品毒性评价以及生物监测领域,具有广阔的研究前景。