水质基准方法学中若干关键技术探讨

我国正在开展系统的水质基准研究,对发达国家的水质基准理论和技术处于学习和研究阶段. 物种敏感度分布分析、“最少毒性数据需求”以及基准的修正是水质基准推算中的若干关键技术. 以氨氮水生生物基准为例,对这些关键技术进行了研究与探讨,提出在我国本土生物毒性数据缺乏的情况下可在种的水平上对水质基准进行推算. 另外,可先利用全部生物的毒性数据进行物种敏感度分析,确定需重点获取的敏感生物类群的毒性数据,再用于基准推算,有望降低推算过程中对毒性数据量的需求. 最后,基于中美生物物种分布的差异,借鉴美国修订国家水质基准的水效应比法,提出利用生物效应比法对美国国家水质基准进行修订以获取我国水质基准.      

邻苯二甲酸酯类对水生食物链的影响研究进展

邻苯二甲酸酯类(PAEs)增塑剂被普遍用于塑料制品中,在大气、水等环境中广泛存在,其潜在危害受到关注。水环境中的PAEs,从藻类等初级生产者吸收,到浮游动物、游泳动物等通过鳃和皮肤直接接触或捕食摄取,在水生生物之间转化和传递。笔者总结了PAEs在水生食物链中不同营养级生物体的含量,分析了PAEs在食物链中富集和转化的影响因素(辛醇-水分配系数Kow、代谢转化、生长阶段等)。目前的研究表明PAEs可能在食物链中传递,最终在较高营养级生物体中富集。同时总结了5种PAEs(邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酯丁苄酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯和邻苯二甲酸二甲酯)对水生生物的毒性效应的研究进展,已有研究表明PAEs对藻类的细胞器和抗氧化体系,对鱼类的生殖系统、内分泌系统和抗氧化体系都有一定程度损伤。PAEs在食物链中传递和富集现象的存在会对高营养级水生生物产生潜在危害。针对目前PAEs在食物链中传递的研究数量较少、结构简单等问题,对未来研究方向做了简要分析和展望。     

垃圾渗滤液浸种对玉米代际遗传效应的研究

采用实验室早期栽培实验,主要探讨了垃圾渗滤液浸种对玉米代际的遗传效应。结果表明:垃圾渗滤液会影响玉米代际早期的生长发育,低浓度垃圾渗滤液(10%)促进代际玉米种子的萌发及幼苗的生长;而高浓度渗滤液(50%)则对其产生抑制效应。再者,相比于经垃圾渗滤液浸种处理过的F1代玉米种子而言,对F2代产生的毒性效应相对减弱,仅高浓度组与对照组相比出现差异,50%处理组的萌发率、根长、芽长及叶绿素含量分别为对照组的81%,83%,79%和89%。此外,渗滤液浸种对代际玉米根尖细胞有丝分裂均表现出"低促高抑"的作用,对根尖微核损伤也均呈现剂量-效应关系。这说明低浓度垃圾渗滤液对玉米F1代及F2代的生态毒性风险依然存在,不容忽视。研究选用玉米为模式植物具有一定的实际意义,其结果可为垃圾渗滤液的生态风险评价提供理论依据。     

双酚A类似物雌激素干扰效应的定量结构-活性关系模型

由于双酚A(BPA)具有内分泌干扰等毒性效应,有些国家已经开始限制其在部分工业品生产中使用。一些双酚A类似物因用于替代BPA而被大量使用。因其与双酚A具有相似的分子结构,双酚A类似物是否也具有内分泌干扰等毒性效应受到越来越多的关注。采用逐步多元线性回归(MLR)方法,构建了可预测双酚A类似物雌激素效应的定量结构-活性关系模型。模型的决定系数R~2=0.899,去一法交叉验证系数Q_(LOO)~2=0.868,Bootstrapping验证系数Q_(BOOT)~2=0.755,均方根误差RMSE=0.339,表明模型具有较好的拟合优度、稳健性;验证集决定系数Q_(EXT)~2=0.921,外部验证系数Q_(EXT)~2=0.810,均方根误差RMSE=0.638,表明模型具有较好的预测能力。采用欧几里德距离方法和Wil iams图表征了模型应用域,依据分子描述符对模型进行了机理解释,并用所建模型,填补了22种其他双酚A类似物缺失的雌激素干扰效应数据。     

微囊藻毒素的环境暴露、毒性和毒性作用机制研究进展

微囊藻毒素(MCs)是富营养化淡水水体中蓝藻的爆发性繁殖产生的最常见的藻毒素,因其分布广、结构稳定、毒性大引起了科学界的广泛关注。本文系统梳理了微囊藻毒素在我国水体中的污染现状和典型毒性效应及毒性作用机制。另外,针对目前藻毒素研究的不足提出了建议,可为有效降低环境中微囊藻毒素的潜在安全风险及深入研究其生态毒性效应提供支持。     

3种典型有机氯农药对锦鲤幼鱼的雌激素效应及其体内富集

为研究3种典型有机氯农药(%-六六六、p,p'-DDT和七氯)低浓度暴露对锦鲤幼鱼的雌激素效应及其体内富集效应,将锦鲤幼鱼暴露于有机氯农药的6个浓度组中进行20 d慢性毒性试验,测量血清中游离钙和蛋白结合磷含量及体内各组织有机氯农药残留。结果表明,在低浓度暴露20 d后,锦鲤幼鱼血清中游离钙和蛋白结合磷含量均随暴露浓度增加而呈先增后减之势,产生了明显的雌激素效应。p,p'-DDT在鱼体各组织中的富集能力远高于%-六六六和七氯;p,p'-DDT主要在鱼油中富集,其次为鱼肝、鱼鳃和鱼皮;%-六六六和七氯主要在鱼肝中富集,其次为鱼皮、鱼鳃和鱼油;3种有机氯农药在鱼肉中的富集相对较少。     

抗生素在地下水系统中的环境行为及生态效应研究进展

抗生素在环境中的残留已引起广泛关注。随着对地下水污染的报道日益增多,抗生素对地下水系统的潜在影响不容忽视。本文系统地阐述了地下水中抗生素的来源、污染水平及迁移转化规律,总结了抗生素对地下水微生物群落的影响以及抗生素诱导产生的抗性基因的潜在污染趋势。因地下水赋存隐蔽,一旦污染难以及时察觉,抗生素进入地下水系统后易长期残留。目前,针对抗生素及抗性基因在地下水系统中的环境行为及生态效应研究还十分有限,本文据此指出了当前形势下开展相关研究的必要性,并对今后的研究方向进行了展望。     

农药内分泌干扰效应研究进展

农药作为农业生产过程中的一类重要生产资料,主要用作杀虫剂、杀菌剂和除草剂等。由于农药的大量使用,目前在各类农产品及各种环境介质中都能被检测到,对饮食安全和环境健康带来潜在危害。研究发现,许多农药为内分泌干扰物,其能够干扰人类和其它生物体的内分泌系统正常功能。本文在总结国内外相关研究的基础上,对农药内分泌干扰效应的作用机理及筛选模型进行总结,对有机氯、有机磷和拟除虫菊酯等各类农药的内分泌干扰效应研究进展进行综述,并提出深入探究农药致毒作用机制和低剂量下多种农药联合毒性是本领域的重要研究方向。     

喀斯特小流域黄壤硫同位素组成特征——对环境过程和效应的指示

用连续提取方法分析了黄壤中总硫、SO₄^2-、总还原态硫（TRS）和有机硫的硫同位素组成,探讨黄壤中硫的迁移转化过程及其环境效应.有机硫是主要的硫形态,SO₄^2-是主要的无机硫形态.TRS具有最低的δ³⁴S值,同时SO₄^2-和TRS的δ³⁴S值随剖面加深而平行地增大指示黄壤中存在SO₄^2-异化还原过程.黄壤剖面中总硫和有机硫的δ³⁴S值先增大后降低与有机硫矿化及有机硫组分的迁移和底层吸附有关.生物滞留后剩余SO₄^2-的吸附、解吸、淋溶迁移及深层吸附与累积导致剖面中SO₄^2-的δ³⁴S值先增大后明显降低.酸沉降下剖面中SO₄^2-的吸附、解吸和淋溶迁移可引起黄壤酸化.值得关注的是,酸沉降输入的SO₄^2-主要以有机硫和吸附态SO₄^2-滞留在黄壤中,则在硫的年沉降速率大幅降低后,在较长时期内,黄壤中有机硫矿化和吸附态SO₄^2-解吸可能释放大量SO₄^2-进入地表和地下水体,与之相关的土壤理化性质变化和水体化学组成改变等方面的环境效应值得关注.     

环境浓度水平的镍对不同生命阶段秀丽线虫(Cae-norhabditis elegans)体长与运动的刺激效应

毒物兴奋效应(hormesis)受到广泛关注。本文以秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)的L1(自虫卵开始培养10 h)、L3阶段(36 h)和年轻成虫阶段(72 h)为起始暴露阶段,进行环境浓度(3.18E-3、3.18E-2、3.18E-1和3.18μmol·L-1)水平的72 h镍暴露试验,以体长与行为学指标为终点研究了不同生命阶段对毒物兴奋效应的影响。在所有暴露浓度下,镍对L1线虫的体长均表现出显著的刺激效应,3个较高浓度下(3.18E-2、3.18E-1和3.18μmol·L-1)的刺激效应相似,均表现为比空白多23.6%(P0.05)的水平;L3线虫的体长在低浓度受到刺激,在高浓度受到抑制,表现为毒物兴奋效应;年轻成虫在所设4个浓度下均没有显著响应。在所有暴露浓度下,镍对L1线虫的身体弯曲运动无显著效应;镍对L3线虫的身体弯曲频率表现为刺激效应,并且该刺激效应随暴露浓度增加,先增加后减小,在3.18E-2μmol·L-1表现出最大刺激效应,比空白多59.0%(P0.05);镍对年轻成虫的身体弯曲频率表现为比空白多17.7%~30.1%(P0.05)的刺激效应,该刺激效应在不同浓度下不具有显著性差异。镍对L1线虫的倒退运动表现出显著的、随暴露浓度增加而增加的刺激效应,在3.18μmol·L-1表现出最大刺激效应,比空白多187.0%(P0.05);镍对L3线虫的倒退运动在3.18μmol·L-1下表现为比空白多22.7%(P0.05)的刺激效应;镍对年轻成虫的倒退运动在较高的3个浓度下(3.18E-2、3.18E-1和3.18μmol·L-1)表现为比空白多46.7%~86.7%(P0.05)的刺激效应。研究揭示环境浓度水平的镍暴露对不同生命阶段秀丽线虫的体长与运动具有不同程度的刺激效应。