孕期低剂量镉暴露对不同性别胎鼠肝脏发育的影响及其分子调控机制的研究

为探究镉对胎儿肝脏发育的毒性作用.拟选用15只性成熟的8周龄的雌性C57BL/6小鼠,与雄鼠交配见栓后,于妊娠第7.5 d(Embryonic 7.5,E7.5)时,随机分为3组(每组5只),分别通过饮用水暴露法饲喂0、20和40 mg·L^-1的氯化镉溶液,并于E14.5 d时收集各组小鼠的胎儿肝脏等组织.通过Ki67和TUNEL染色方法探究镉对不同性别胎鼠肝脏的增殖功能和凋亡功能的影响,并通过PCR芯片筛查和实时定量PCR方法检测镉处理组的雌性和雄性胎鼠肝脏中与细胞增殖和凋亡功能相关基因的表达变化.此外,我们还将通过石墨炉火焰原子吸收技术对镉处理组的雌性和雄性胎鼠的镉含量进行检测.结果显示:孕期低剂量镉暴露对胎儿体重、胎肝重量和肝脏指数均无显著性影响.在本实验条件下,镉对胎鼠肝脏的凋亡功能无显著性影响,但对增殖功能具有抑制作用,且该抑制作用具有雌性依赖性的特征.镉特异性诱导雌性胎鼠肝脏中NF1等多个细胞增殖功能相关基因以及TGF-β1信号通路分子的表达失衡;但对雄性胎鼠肝脏中相关基因的表达水平无显著性影响.镉在雌性胎儿组织中的积累量显著高于雄性胎儿组织.综上所述,孕期低剂量镉暴露特异性抑制雌性胎儿肝脏的细胞增殖功能,并诱导雌性胎儿肝脏中NF1等多个增殖功能相关基因以及TGF-β1信号通路分子的表达失衡,该性别依赖性的抑制作用可能与镉在雌性胎儿中相对较高的积累量相关.     

滹沱河超采区地下水回补的水化学效应研究

由于长期超采地下水,导致滹沱河冲洪积平原地下水位持续下降,水质恶化,为缓解滹沱河超采区水资源矛盾,2018年开始实施了河道回补工程,回补水源为黄壁庄水库水和“南水北调”水.为了研究回补后地下水化学效应变化,应用水文地球化学、水文学和统计学等理论方法,开展了现场动态监测、地下水化学检测工作.结果表明:①实施滹沱河补水后地下水位上升显著,滹沱河沿线地下水位平均回升5.83 m;2019年较2015年滹沱河超采区地下水位平均回升5.93 m,地下水漏斗形状发生改变,地下水向漏斗中心汇集已不明显.②滹沱河多年受上游高硫酸盐水源补给的影响,滹沱河沿岸分布HCO₃·SO₄-Ca·Mg型地下水,并在HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水两侧形成了条带状的HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水.与2015年相比,2019年HCO₃-Ca·Mg型水的面积减少了20.6%,HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水和HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水的面积增加了13.6%.③河道补给有效缓解了地下水环境恶化,区域地下水中硫酸盐平均含量基本持平,氯化物浓度、TDS（溶解性总固体）浓度、总硬度呈下降趋势;受上游黄壁庄水库补水影响,滹沱河沿岸附近地下水中硫酸盐的浓度升高,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,随着补水的不断推进,水位持续回升,在水动力作用下,其有向下游扩散的趋势.研究显示,科学合理地选择补水水源与回补方式是减缓该地区地下水硫酸盐污染及保持地下水可持续利用的有效方式.      

基于改进DPSIR模型的京津冀地区优先回补地下水水源地筛选方法

京津冀地区地下水水源地超采问题严重,引发了地下水水位持续下降等一系列问题,南水北调中线输水贯通为该地区地下水水源地的回补涵养提供了契机;然而,京津冀地区众多地下水水源地在回补条件和回补需求等方面各异,在有限回补水源条件下,亟需建立该地区地下水水源地回补优先性评价和分级方法,从而筛选出可优先回补的水源地.借助DPSIR(驱动力—压力—状态—影响—响应)评价模型理念,在综合分析地下水水源地产生资源环境问题的根本原因、存在压力、不利状态、对人类社会的影响以及地下水回补工程产生的响应基础上,解析影响地下水回补的关键因素,并以此为依据进行专家咨询和评分,建立了涵盖5个准则和21个指标的综合评价指标集.在阈值确定和数据标准化基础上,依据评分数据确定各准则和指标权重,最后通过综合指数法构建基于DPSIR模型的地下水水源地回补优先性评价体系,并对京津冀地区具有代表性的76个浅层地下水水源地进行了评价和分级.结果表明:以南水北调中线工程为轴,分布在山前冲洪积扇的32个浅层地下水水源地为优先和较优先回补等级,从山前至中部平原地下水水源地回补优先性逐渐变差;回补水源类型、浅层含水层储水空间、区域浅层地下水质量、浅层含水层防污性能是影响评价结果的最重要指标.研究显示,位于京津冀山前的冲洪积扇地区的地下水水源地应最优先考虑回补,中部平原地下水水源地大多为一般或暂不考虑,东部平原区地下水水源地普遍不适宜回补.该评价方法指标选取和权重计算科学客观,可为京津冀地下水水源地的涵养提供标靶和决策的理论支撑.      

地下水回补引发含水层氟释放次生风险的模拟研究

地下水回补过程中,含水层沉积物中部分微量组分(As、F等)可能因为环境条件改变释放进入地下水中造成次生污染.为探究回补入渗后含水层F-释放的次生风险,依托潮白河南水北调回补区及我国北方8个具有高F地下水的典型区域,应用PHREEQC软件模拟回补入渗对含水层萤石矿物溶解平衡及地下水F-浓度的影响.研究含水层沉积物典型矿物组分、回补水源与地下水水质差异对F-释放次生风险的控制作用.结果表明:①由于回补水源水质、地下水水质及含水层矿物差异,回补后不同地区地下水中F-浓度的呈现趋势有显著差异,部分地区由于地下水水质差异大,F-浓度存在上升及下降两种趋势.②地下水Ca²⁺浓度相对较低的区域回补后F-浓度呈下降趋势,增大回补量有利于降低F-释放风险,而对于Ca²⁺浓度高、甚至萤石饱和的区域,增大回补量会增加F-释放风险.③地下水中F-浓度同时受到萤石及其他含钙矿物的控制,当含水层存在萤石矿物且其他含钙矿物较少时,回补后F-释放的风险增大.因此在具有F背景的区域,对地下水Ca²⁺浓度较高的含水层或除萤石外含钙矿物含量有限的含水层进行回...     

海岸线占补平衡制度初探

海岸线是海洋与陆地的分界线,同时也是海洋经济发展的"生命线"、"黄金线",具有重要的生态功能和资源价值。开展海岸线占补平衡制度研究,对贯彻落实自然岸线保有率控制制度、促进岸线资源的节约集约利用、实现海岸线保护与海洋经济协调发展具有重要意义。本文通过系统分析海岸线占补平衡制度产生的背景、内涵、意义及相关管理实践,并借鉴国内外耕地和湿地占补平衡的理论研究和管理实践,提出对我国实施海岸线占补平衡制度的建议,以期为海岸线保护与利用管理政策制定提供参考。     

我国湿地补水生态补偿机制探析

近年来,由于全球气候变化及社会经济发展的双重影响,我国许多重要湿地面临着严重的缺水威胁.许多湿地的生态功能严重退化或丧失,湿地生态系统稳定性受到严重破坏,一部分国际重要湿地正面临被列入《湿地公约》“黑名单”的危险,湿地生态补水迫在眉睫.2011年中央政府工作报告中提出要“继续实施重大生态修复工程,加强重点生态功能区保护和管理……加强湿地保护与恢复”.     

基于H4IIE细胞株测试间接雌激素效应物质的代谢活化方法

利用鼠肝癌细胞(H4IIE)代谢活化环境样品中间接雌激素效应物质的方法,以标准化合物双酚A和北方某污水处理厂各工艺过程的水样以及南方某水厂自来水样的有机提取物为对象,比较了代谢活化作用对雌激素效应检测结果的影响.研究结果表明,双酚A代谢活化产物的雌激素活性明显高于双酚A;环境样品中存在大量的间接雌激素效应物质,通过细胞代谢活化的方法能够检出其活性.因此,推荐将鼠肝癌细胞代谢活化与重组基因酵母检测的方法相结合,用于环境样品中直接和间接雌激素效应物质的检测.     

正常肝细胞和肝癌细胞对镉暴露毒性响应差异分析

正常肝细胞和肝癌细胞存在诸多生理特征差异,为探讨两种不同类型的肝细胞对镉（Cd）暴露毒性响应的差异,该研究分析了正常肝细胞系（HL-7702）和肝癌细胞系（HepG2）Cd暴露后在细胞活力、形态、凋亡及凋亡相关基因表达等方面的响应差异.结果表明:当Cd浓度为1 mg/L时,HL-7702细胞活力降至65%,而HepG2细胞活力未受到明显影响,且HL-7702细胞和HepG2细胞对Cd暴露的半数致死浓度(LC₅₀)分别为1.9和2.4 mg/L,说明正常肝细胞较肝癌细胞在细胞活力方面更为敏感. Cd暴露均会诱发两种细胞凋亡,但在0.25 mg/L的Cd暴露下,HepG2细胞凋亡率显著高于HL-7702细胞,说明正常肝细胞抗凋亡能力显著高于肝癌细胞.不同细胞中Cd诱发凋亡的分子途径不同,在HL-7702细胞中镉主要通过上调Caspase-3和下调Bcl-2基因的表达来诱导细胞凋亡,而在HepG2细胞中则主要通过上调Caspase-3基因来诱导细胞凋亡.研究显示,正常肝细胞和肝癌细胞对Cd暴露的毒性响应差异较大,采用人正常肝细胞比肝癌细胞更能准确评估重金属的肝毒性.     

原液补碳模式对猪场厌氧消化液SFSBR处理特性的影响

针对猪场粪尿厌氧消化液在后续生物处理过程中碳源，碱度的严重失衡问题，采用"缺氧（A1）+曝气（O1）+缺氧（A2）+曝气（O2）"的分步进水序批式反应器（SFSBR）处理，以实现碳源，碱度的体系内自平衡利用.通过改变A1，A2段的补碳量（采用定量的猪场粪尿原液，分别以1：1，1：3和3：1的体积比在反应器每个周期的A1，A2阶段启动时补碳，分别简称工况I，Ⅱ，Ⅲ），研究原液补碳模式对处理过程脱氮除磷特性的影响.结果表明，3种补碳模式均实现了短程硝化反硝化脱氮，反应器内pH值均稳定在8.5左右，NH₄⁺-N去除率均达到95%以上.原液补碳直接影响反硝化过程，工况I，Ⅱ条件下A2段反硝化速率分别为2.19和2.15mg/（g·h），均约为工况Ⅲ A2段的1.6倍.不同工况下原液补碳对A段释磷和O段吸磷有显著差异，工况I和Ⅲ条件下SFSBR除磷效果更佳，出水TP浓度分别为7.9和6.4mg/L，去除率分别达到84.4%和87.3%，相较于工况Ⅱ分别提高了9.5%和12.4%.综合考虑脱氮除磷，有机物降解以及碳源/碱度自平衡控制，工况I为最佳补碳模式，系统出水COD，NH₄⁺-N和TP浓度分别为360，10.6和7.9mg/L，相应的去除率分别为74.9%，98.6%和84.4%.研究表明，采用A1/A2段原液添加比为1：1的补碳模式（即工况I）能在碳源/碱度自平衡的基础上实现猪场粪尿厌氧消化液的高效脱氮除磷.     

中水在循环冷却水系统中的应用

本文针对工业用水大户——循环冷却水系统,将中水引入用作补充水,正是顺应节能减排,循环经济的发展趋势,因此具有较高的理论价值与现实意义。中水引入循环冷却水系统后,根据补充水水质的改变,及时调整了水处理方案,经过3个多月的实际运行,系统运行情况良好,水质稳定且取得了一定的经济效益。