二噁英类化合物的毒性作用机制及其生物检测方法

二噁英类化合物具有高毒性,来源多样且分布广泛,是持久性有机物的典型代表,二噁英类污染物及其对健康的危害已引起了公众的普遍关注。一些二噁英类同系物具有代谢稳定性,其毒性效应主要是通过芳香烃受体介导,而越来越多的研究表明二噁英类毒性作用机制的复杂性。在此背景下,综述了近些年在二噁英类毒性作用机制及其代谢途径的新认识,评价比较了主要二噁英类高通量生物检测方法,以期为该类污染物的环境污染物筛查和风险评估提供参考。     

NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。     

全氟化合物前体物质生物转化与毒性研究进展

全氟化合物前体物质在环境和人体中广泛分布,是全氟化合物污染的重要间接来源.由于这些前体物质可以转化为具有生物富集性、多器官毒性,并且半衰期更长的全氟磺酸(PFSAs)和全氟烷酸(PFCAs),近年来受到了越来越多的关注.此外,一些全氟化合物前体物质自身或者代谢中间体也具有一定的生物学毒性,如类激素作用、蛋白偶联、细胞毒性等等,这些都可能造成人群暴露的潜在健康危害.本篇综述针对于全氟烷酸和全氟磺酸类的前体物质,总结了该类化合物在环境分布、生物转化和相关毒性研究方面的最新进展.     

固体废物中VOCs浸出毒性分析方法研究

通过零顶空提取器以纯水为提取剂获得固体废物浸出液,再以吹扫捕集-气相色谱质谱法测定浸出液中的挥发性有机物(VOCs).在固体废物样品中加标,三氯甲烷和四氯化碳的浸出效率均低于5％,其他VOCs的浸出效率在15.2％ ～ 23.9％之间.在固体废物浸出液中加标,测得13种VOCs的回收率在63.3％ ～ 90.0％之间,方法检出限(不包括浸提过程)在2×10-6～1×10-5 mg/L之间.对某塑料加工厂固废样品进行分析,部分VOCs有检出,但未超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》规定的标准限值.     

纳米材料对环境中微生物活性的影响研究

研究纳米材料对环境中微生物细胞活性的影响可为纳米材料的生物安全性评价提供一定的理论基础.以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试生物,采用电导率仪测定细菌培养液电导率变化,分别研究了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe3O4、纳米SiO2、纳米二氧化钛载银、纳米磷酸锆载银、纳米棕色银对细菌细胞膜通透性的影响.结果表明,纳米材料对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌细胞活性影响更大;同种纳米材料,粒径越小,对细菌的细胞活性影响越强;对细菌细胞活性影响最大的是纳米棕色银,对细菌细胞活性影响最小的是纳米SiO2和Fe3O4.     

铬胁迫下再力花的生长、铬积累及亚细胞分布

在小型模拟湿地系统开展盆栽实验,研究Cr(Ⅵ)胁迫对再力花(Thalia dealbata)的生长、各器官中Cr含量、积累量及其亚细胞分布的影响。结果表明,Cr胁迫下各器官生物量表现为:根>茎>叶,且在铬处理浓度为40 mg/L时各种生长指标(包括株高、根长、生物量)均达到最大。随着Cr胁迫浓度的增加,再力花根、茎、叶中Cr含量显著增加。在相同Cr浓度处理时,Cr含量和积累量总趋势为:根>茎>叶。再力花根、叶中Cr大部分存在于细胞壁、胞液中,少量分布在细胞器中,分布趋势为细胞壁>胞液>细胞器。然而,茎中Cr大部分存在于细胞器中(51.97%~61.19%),在细胞壁和胞液中较少。再力花对铬的耐性指数和滞留率随着Cr处理浓度的增加而显著上升,且Cr转运系数较低,根部对Cr的固持能力较强,而且地上部分(叶、茎)对铬的富集系数较高(最大值为3.05)。综上,再力花具有较强的铬积累力与耐受力,在修复水体重金属铬污染中具有潜在的应用价值。     

纳米氧化硅对3种绿藻的毒性效应

通过配制不同浓度(0、60、120、180、240、300 mg/L)纳米氧化硅(nSiO2)悬浊液,对3种绿藻四尾栅藻Scenedesmus quadricauda、普通小球藻Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricornutum进行连续胁迫10 d的毒性试验,测定nSiO2对3种绿藻蛋白质、脂质过氧化物丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响。结果表明:(1)nSiO2胁迫对3种绿藻的生长均有一定抑制作用,在同一时间段内具有剂量效应;(2)nSiO2胁迫对3种绿藻的毒性效应表现在蛋白质减少,MDA升高,抗氧化性降低。     

苯酚、2,4-二氯酚与苯胺类化合物联合毒性效益

采用藻类生长抑制实验测定了苯酚、2,4-二氯酚与6种苯胺衍生物对斜生栅列藻的单一毒性和二元混合物的联合毒性,得到化合物单独存在时的半抑制浓度EC50和共存时的半抑制浓度EC50mix。采用毒性单位法、相加指数法、混合毒性指数法和相似性参数法进行联合毒性评价,结果表明：苯酚＋2,4-二氯胺、苯酚＋二苯胺及苯酚＋苯胺等毒性混合时主要表现为协同作用;而其它二元混合物采用不同方法评价联合毒性结果有差异。当苯酚与苯胺按照不同毒性配比混合时（1︰4,4︰1,1︰1,2︰1）,表现为协同作用。以辛醇/水分配系数法为结构描述符,分别建立了单一毒性和联合毒性的定量构效关系（QSAR）模型。结果表明,苯酚、2,4-二氯酚与苯胺类化合物对斜生栅列藻的毒性主要与化合物在生物体内的分配作用有关。     

根际微生物对土壤有机物修复现状和发展

由于耕种需要、污灌、垃圾渗滤液、环境事故等原因大量的有机污染物进入土壤。因为良好的环境效益、社会效益和经济效益,利用植物修复有机物污染土壤已经成为国内外研究的重点和热点。在分析植物和根际微生物作用关系及其对有机物污染修复作用机理基础上,进一步探讨了植物和根际微生物对有机污染物的修复原理、修复效果和修复途径以及植物和根际微生物选择机理。最后根据目前研究的热点和土壤污染的特点,全面阐述了土壤有机物污染利用根际微生物进行修复的发展前景和发展趋势。     

四种重金属离子对诸氏鲻虾虎鱼的单一和联合毒性

以静态实验法研究重金属Hg2+、Cr6+、Cd2+和Pb2+单独以及两两联合对不同发育阶段诸氏鲻虾虎鱼(Mugilogobius chulae)的急性毒性效应。结果显示,单独作用下,Hg2+、Cr6+、Cd2+和Pb2+对1日龄诸氏鲻虾虎鱼早期仔鱼的48 h LC50分别为0.0013、5.0、12.2和313 mg/L,四种重金属离子对诸氏鲻虾虎鱼的毒性依次为:Hg2+Cr6+Cd2+Pb2+,诸氏鲻虾虎鱼对重金属离子的敏感性依次为:早期仔鱼中期仔鱼晚期仔鱼稚鱼幼鱼,诸氏鲻虾虎鱼对Hg2+的安全浓度阈值0.013μg/L;4种重金属离子对诸氏鲻虾虎鱼两两联合的毒性效应为:各发育阶段Pb2+-Cd2+、Pb2+-Cr6+主要为拮抗作用,不同发育阶段诸氏鲻虾虎鱼Cr6+-Cd2+、Hg2+-Cr6+、Hg2+-Cd2+、Hg2+-Pb2+联合毒性效应不同。海水水质标准修订时应对Hg进行更严格的控制,诸氏鲻虾虎鱼早期仔鱼对重金属离子毒性更敏感,其适用于水环境重金属离子的毒性评价。