农药致慢性细胞毒性及基因毒性机制研究进展

大量流行病学研究和体内、体外检测分析表明,长期低剂量接触农药可以导致人体细胞和分子损伤,诱导细胞凋亡。农药致细胞及DNA损伤的机制主要与DNA加合物的形成、DNA单链和/或双链的断裂有关。此外,氧化应激参与农药致细胞及DNA损伤的过程,可能成为农药致细胞及DNA损伤的促发因素。从总体上看,其具体分子机制还不十分清楚,有待进一步研究。     

重金属Cr(VI)、Pb及Cu胁迫对双齿围沙蚕体腔细胞的DNA损伤

为探讨重金属Cr(VI)、Pb以及Cu对沙蚕体腔细胞DNA的毒性效应,以双齿围沙蚕为受试动物,重金属按不同剂量水平,Cr(VI):10、100和200 mg·L~(-1),Pb:5、50和100 mg·L~(-1),Cu:1、10和20 mg·L~(-1),分别胁迫沙蚕24 h,以不加任何重金属离子的海水为对照,采用单细胞凝胶电泳技术,检测其体腔细胞DNA损伤程度。结果表明,与空白对照组相比,3种重金属离子的各浓度组都能引起沙蚕体腔细胞DNA损伤,且3种重金属胁迫浓度与细胞DNA损伤程度之间存在显著的剂量-效应关系。双齿围沙蚕可以作为单细胞凝胶电泳的实验材料用于重金属所致环境污染的生物监测指示生物。     

三氯卡班可以影响肾小管上皮细胞的屏障功能

三氯卡班(TCC)是一种被广泛应用于个人护理用品中的广谱型亲脂性杀菌剂,已在多种环境介质和生物体中检出。因其潜在的环境蓄积、生物累积和生物毒性效应,日益受到学者们的关注。借助TCC对NRK-52E(大鼠肾小管上皮细胞)的毒性暴露实验,通过检测细胞活力、以及与跨膜电阻和紧密连接相关的连接黏附分子1(JAM~(-1),junctional adhesion molecule 1)的蛋白表达水平,研究了TCC潜在的肾脏毒性效应。结果显示,10μmol·L~(-1)TCC处理48 h时培养细胞呈现不规则的集落;10μmol·L~(-1)和20μmol·L~(-1)TCC处理NRK-52E 24 h、48 h和72 h后可以显著抑制细胞生长;3.57μmol·L~(-1)TCC(生长抑制的48 hIC20)处理NRK-52E 48 h可以显著抑制细胞间紧密连接蛋白JAM~(-1)的表达量,并降低跨膜电阻,影响肾脏的屏障功能。本研究的结果能够为进一步揭示TCC对动物的毒害机制、评估其对动物的健康风险提供数据支持。     

土壤Cd污染对跳虫Folsomia candida的生态毒性

采矿及冶炼等行为造成了严重的土壤重金属污染,其中Cd污染及其带来的健康风险近年来引起人们的高度重视。利用弹尾目跳虫开展土壤Cd污染的生态毒理研究,对Cd污染土壤的生态风险评价具有重要意义。本研究将跳虫Folsomia candida(F.candida)暴露在不同Cd浓度污染的人工土壤中,利用跳虫存活数量、繁殖数量及回避行为实验来评价重金属Cd污染对跳虫的生态毒性。结果表明,Cd对F.candida的急性毒性LC50值为2 086.93 mg·kg~(-1),慢性毒性的繁殖抑制(28 d)EC50值为224.95 mg·kg~(-1)。此外,Cd对跳虫回避行为影响的EC50(48 h)为721.26 mg·kg~(-1)。可以看出,慢性毒性的EC50值与Cd对回避行为影响的EC50值近似,但远低于急性毒性LC50值。因此,跳虫F.candida的回避行为和繁殖率对Cd污染土壤有较高的灵敏度,可用来表征土壤中Cd的生态毒性。     

垃圾渗滤液中典型内分泌干扰物质(EDCs)细胞毒性分析

垃圾渗滤液的人类健康风险评估日益受到人们重视,也成为研究热点。本文采用一种新型高级氧化技术UV-Fenton处理渗滤液,并用人体乳腺癌细胞(MCF-7)评估处理过程中渗滤液原液以及渗滤液中典型内分泌干扰物质(EDCs)的细胞毒性,对垃圾渗滤液中EDCs的细胞毒性和变化规律进行了研究。结果表明渗滤液中的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、双酚A(BPA)、壬基酚(NP)是产生细胞毒性的主要物质,其毒性大小为DBPBPANP。在同样的氧化降解过程中显示出不同毒性变化规律,通过GC-MS分析,结果显示UV-Fenton过程中产生了大量的中间产物,这也是引起毒性变化的主要原因。实验结果也说明垃圾渗滤液细胞毒性可以通过UV-Fenton过程有效去除。     

3种典型微生物农药对家蚕的毒性研究

苏云金芽孢杆菌、球孢白僵菌以及棉铃虫核型多角体病毒是细菌类、真菌类和病毒类微生物农药的典型代表。为了明确微生物农药对家蚕的毒性影响,选取以上3种典型微生物农药,分别探究其对家蚕的毒性。结果显示:苏云金杆菌原药对家蚕LC50值为1.33×105CFU·m L-1;球孢白僵菌原药对家蚕LC50值为1.14×106CFU·m L-1;棉铃虫核型多角体病毒母药对家蚕LC50值大于1.00×108PIB·m L-1。与此同时,通过进一步试验,明确了以上3种微生物农药对家蚕结茧率、死笼率、全茧量、茧层量等关键指标的影响。结果显示:除了棉铃虫核型多角体病毒母药,高浓度苏云金杆菌原药、球孢白僵菌原药对家蚕的结茧率和死笼率均具有显著影响;3种微生物农药对家蚕产茧能力指标全茧量、茧层量以及蛹重均无显著性影响。     

铅和得克隆联合暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用

以斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,探讨铅(Pb)、得克隆(DP)及二者联合急性暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用。结果表明,Pb(5、20μg·L~(-1))和DP(15、60μg·L~(-1))单独暴露均会引起斑马鱼自主运动频率增加,触摸反应能力和自由游泳活力下降,并且抑制初级运动神经元的生长,加剧尾部细胞凋亡。但与20μg·L~(-1)Pb单独暴露相比,高剂量联合暴露(20μg·L~(-1)Pb+60μg·L~(-1)DP)使斑马鱼的自主运动频率显著降低(P0.05),触摸反应能力和自由游泳活力显著增强(P0.05),初级运动神经元轴突长度显著增加(P0.05),尾部细胞凋亡减少。与5μg·L~(-1)Pb单独暴露相比,低剂量联合暴露(5μg·L~(-1)Pb+15μg·L~(-1)DP)也显著减少斑马鱼尾部的细胞凋亡(P0.05)。上述结果表明,Pb或DP单独暴露对斑马鱼均可引起神经毒性作用;但二者联合暴露对斑马鱼自主运动、触摸反应以及自由游泳活力的影响则表现为拮抗作用。     

固化剂在钻井液不落地生产中的应用

选用5种固化剂对钻井液进行室内固化试验和现场应用研究。抗压强度试验结果表明:脲醛树脂、丙烯酞胺凝胶体、无机固化剂高炉矿渣、无定形硅粉及复合固化剂CQGH-1中,复合固化剂CQGH-1固化效果最好,固化体抗压强度最大;对5种固化剂形成的固化体浸出液进行铜、锌、镉、铬和铅等含量分析,结果表明:复合固化剂CQGH-1固化体浸出液达到GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》要求,从而得出CQGH-1为最佳固化剂。进行了最佳加量试验,得出最佳加量为25%。现场应用表明,CQGH-1固化效果好,固化体浸出液满足GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,且复合固化剂CQGH-1经济效益优于传统固化剂。     

臭氧氧化法深度处理生活垃圾焚烧厂沥滤液

采用臭氧氧化法对生活垃圾焚烧厂沥滤液经生化处理后的废水(称沥滤液生化处理水)进行深度处理。实验结果表明,COD降解速率随废水pH的提高明显增加,其中pH=10.5时的COD降解速率常数约为pH=4时的5.8倍。在臭氧投量为52.92 mg/min、pH=10.5的条件下反应70 min后,UV254和COD去除率分别达到84.7%和59.3%。向反应体系投加叔丁醇后COD去除率下降了约15%,由羟自由基氧化去除的COD占总COD去除量的26.7%。毒性实验结果表明,沥滤液生化处理水的96 h-EC50为38%,经臭氧氧化进一步处理后出水的96 h-EC50为77%,表明经臭氧深度处理后沥滤液生化处理水的毒性明显降低。     

石油污染土壤的生物修复室内模拟实验研究

在实验室模拟的条件下,利用从克拉玛依的石油污染土壤中筛选出的4株高效降解菌,以石油烃降解率、脱氢酶活性、呼吸强度、微生物量碳氮和土壤毒性作为评价指标,研究不加生物菌剂不翻耕、不加生物菌剂翻耕、加生物菌剂不翻耕、加生物菌剂翻耕、加固定化菌剂不翻耕和加固定化菌剂翻耕6种不同实验条件对石油污染土壤修复的效果。结果表明,在63 d的修复过程中,加固定化菌剂翻耕实验F组的石油去除率达到了78.7%,比不加生物菌剂不翻耕实验A组的石油去除率提高了49.5%。随着土壤毒性逐渐降低,玉米(Zea mays L.)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)可以在F组土壤中良好的生长,达到了修复的效果。