湿生环境中丛枝菌根(AM)对香蒲耐Cd胁迫的影响

湿生植物在城市景观绿化和美化中应用越来越多,但也经常遭遇环境污染胁迫的问题.大量研究证实丛枝菌根(AM)可提高陆生植物耐受环境污染胁迫的能力,但对湿生植物的影响却鲜有认识.通过水培实验,探索接种AM真菌(Glomus etunicatum)对香蒲(Typha latifolia)耐受Cd2+(0、2.5、5.0 mg·L-1)胁迫的影响,旨在为评估菌根技术能否用于提高湿生植物抗耐环境污染胁迫的能力提供参考.结果表明,在湿生环境中AM真菌可与香蒲建立良好的共生关系,侵染率高于30%,但菌根化香蒲移入水溶液1个月后侵染率均呈下降趋势,最大下降25.5%(P0.05).AM增加了香蒲子叶的色素含量和POD酶活性,提高了根系的泌氧速率,但仅显著促进了5 mg·L-1Cd2+下香蒲的生长.虽然高浓度Cd2+抑制了香蒲的生长且侵染率下降,但AM仍能促进两个Cd2+浓度下香蒲对Cd的吸收,地上、地下部Cd含量最大增加40.24%和56.52%.本研究表明,AM具有增强湿生植物抗耐和修复环境重金属污染的潜力.     

DDTs对水生哺乳动物的组织残留基准初步研究

作为一种曾经广泛使用的氯化烃杀虫剂,DDT及其主要代谢产物DDE和DDD(合称为DDTs)是一类典型的具有持久性和生物累积性的有毒污染物。亲脂性和持久性使得DDTs可以通过食物链进行生物放大,从而对处于高营养级的水生哺乳动物造成严重的毒害作用。在综述DDTs对哺乳动物的毒性研究基础上,采用物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)和毒性百分数排序法(toxicity percentile rank method,TPRM)推导DDTs保护水生哺乳动物的组织残留基准(Tissue Residue Guideline,TRG)。使用SSD和TPRM得到的TRG分别为23.9和22.7 ng·g-1食物(湿重)。相应的,DDTs保护水生哺乳动物的水质基准分别为188.2和178.7 pg·L-1。依据研究得到的DDTs的组织残留基准及其在鱼类体内的含量评估对水生哺乳动物的风险。研究结果可用于评估DDTs对水生哺乳动物的生态风险,并为DDTs的风险管理提供理论依据。     

种间关系预测(ICE)模型在水质基准研究中的应用

水质基准研究主要是基于物种的实验室测试的毒性数据开展的。对于一些毒性数据相对缺乏的化学品,水质基准研究就会受到一定的影响。本文从水质基准研究方法的角度,阐述了种间关系预测(ICE)的基本原理和基本方法,系统介绍了ICE模型的毒性预测方法在水质基准研究中的应用,并通过锌的ICE案例研究证明了模型在中国的可利用性。同时,对ICE模型的不确定性和适用性进行了分析。最后,对ICE模型存在的问题和未来的发展方向进行了探索和展望。     

水生生物水质基准研究中轮虫、水螅、涡虫类受试生物的筛选

轮虫、水螅、涡虫是水生生态系统的重要生物类群。因其对水体污染较敏感,所以对水生生物基准研究有重要意义。依据我国生物区系资料及毒性数据丰度,筛选出8种代表性本土轮虫、水螅、涡虫类生物。参照美国水生生物基准技术指南,搜集、筛选了这8种代表性生物的急性毒性数据,通过数据分析,筛选出对各物种毒性最大的污染物,主要包括重金属、农药、有机锡化物、表面活性剂、吡啶胺类杀菌剂。分析污染物的物种敏感度分布,依据累积概率对代表性生物的物种敏感性进行分类,结果为:萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、绿水螅(Hydra viridissima)、普通水螅(Hydra vulgaris)对重金属铜的累积概率为6.5%、8.5%和10.4%,普通水螅(Hydra vulgaris)对重金属汞的累积概率为6.3%;龟甲轮虫(Keratella cochlearis)和四齿腔轮虫(Lecane quadridentata)对五氯酚钠的累积概率为5.1%和7.6%;褐水螅(Hydra oligactis)和绿水螅(Hydra viridissima)对三丁基氧化锡的累积概率为6.9%和13.8%,萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)对氟啶胺的累积概率为6.7%,日本三角涡虫(Dugesia japonica)对四氯化碳、十二烷基苯磺酸钠的累积概率分别为6.7%和7.1%。上述结果表明:萼花臂尾轮虫、绿水螅对重金属铜敏感;普通水螅对重金属铜和汞敏感;龟甲轮虫和四齿腔轮虫对农药敏感;褐水螅和绿水螅对有机锡化物敏感;萼花臂尾轮虫对吡啶胺类杀菌剂敏感;日本三角涡虫对四氯化碳、表面活性剂敏感。这7种代表性生物可作为相关污染物的水生生物基准受试物种。     

组织残留法在水生生物基准中的应用概述

水生生物基准已成为生态风险评价和水环境管理的主要参考依据,在水污染治理、控制和管理以及水生生物保护方面发挥着重要作用。环境和生物学参数对基于水体或沉积物等外暴露浓度的毒性阈值和环境基准存在影响,使其具有变异性和不确定性。而基于组织残留的毒性剂量指标可以减少毒性值的变异性以及不确定性,特别是对于生物累积性物质而言,在毒性效应及环境基准研究中存在显著优势。针对组织残留法在水生生物基准研究中的应用,对组织残留法的概念、优势、应用,以及组织残留基准的推导方法等几个方面进行了综述,并提出了组织残留法在应用中存在的关键问题及建议,旨在推动环境基准、生态风险评价理论和方法的研究,以及为水环境管理和污染防治提供技术支持。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对4种本土水生生物的生态毒性

本文选择了紫背浮萍、四尾栅藻、蚤状溞和稀有鮈鲫4种本土水生生物,开展了阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂4种全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品的安全性评估,为筛选理想PFOS化学替代品提供科学依据。急性毒性结果发现阳离子表面活性剂对4种水生生物均未显示出急性毒性;织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对蚤状溞的LC50值分别为17.97、64.61和85.58 mg·L-1,显示出低的急性毒性。另外,织物三防整理剂对四尾栅藻的半数抑制浓度(EC50)值为88.32 mg·L-1,而对稀有鮈鲫半致死浓度(LC50)值为14.79 mg·L-1,均存在急性毒性。短期生长抑制试验结果发现阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对稀有鮈鲫生长抑制最低可见效应浓度(LOEC)值分别为20、1.5、100和50 mg·L-1,表明4种PFOS替代品均显示低慢性毒性。急慢性综合分析可知C4和C6三防整理剂相对较安全,可能成为理想的PFOS替代品。     

外源洛克沙胂对水生态系统砷蓄积及底泥微生物生长的影响

为探明洛克沙胂(ROX)对水生态系统的毒性效应,采用模拟水生态系统,研究了外源添加不同浓度洛克沙胂(0、10、20、40、80和160 mg·L-1)对水生态系统砷含量及底泥微生物生长的影响。结果表明,水体及底泥砷含量随外源ROX用量增加而增加,但随暴露时间延长水体砷含量降低的同时底泥砷含量逐渐增加。金鱼藻和鲫鱼体内均出现明显砷蓄积现象,且160 mg·L-1ROX处理的水生态系统鲫鱼毒害效应明显,暴露1 d的死亡率为100%。金鱼藻对砷具有较强的富集能力,暴露32 d后砷富集量达398.1~1 538.91 mg·kg-1。不同浓度ROX对底泥真菌、细菌和反硝化细菌生长均具有不同程度的抑制效应,而对放线菌和氨化细菌生长具有一定的促进作用,且低浓度ROX(10 mg·L-1)对放线菌生长的促进作用明显。总体上,外源ROX进入水生态系统导致水体砷污染的同时在生物及非生物媒介中再次迁移、分配和蓄积,进而对鲫鱼及部分底泥微生物生长产生毒害。     

Significance of adverse outcome pathways in biomarker-based environmental risk assessment in aquatic organisms

In environmental risk assessments (ERA), biomarkers have been widely used as an early warning signal of environmental contamination. However, biomarker responses have limitation due to its low relevance to adverse outcomes (e.g., fluctuations in community structure, decreases in population size, and other similar ecobiologically relevant indicators of community structure and function). To mitigate these limitations, the concept of adverse outcome pathways (AOPs) was developed. An AOP is an analytical, sequentially progressive pathway that links a molecular initiating event (MIE) to an adverse outcome. Recently, AOPs have been recognized as a potential informational tool by which the implications of molecular biomarkers in ERA can be better understood. To demonstrate the utility of AOPs in biomarker-based ERA, here we discuss a series of three different biological repercussions caused by exposure to benzo(a)pyrene (BaP), silver nanoparticles (AgNPs), and selenium (Se). Using mainly aquatic invertebrates and selected vertebrates as model species, we focus on the development of the AOP concept. Aquatic organisms are suitable bioindicator species whose entire lifespans can be observed over a short period; moreover, these species can be studied on the molecular and population levels. Also, interspecific differences between aquatic organisms are important to consider in an AOP framework, since these differences are an integral part of the natural environment. The development of an environmental pollutant-mediated AOP may enable a better understanding of the effects of environmental pollutants in different scenarios in the diverse community of an ecosystem.     

黑龙江、松花江航道疏浚工程对水生生物环境影响研究

针对黑龙江、松花江航道疏浚工程对水生生物环境影响问题,提出了疏浚工程对水生生物的影响,包括对浮游植物的影响、对浮游动物的影响、对底栖动物的影响和对水生植物的影响,将产生泥沙、悬浮物、噪音、底质改变及机械废水、固体垃圾等,进而对鱼类资源的影响分析,包括施工噪音对鱼类的影响,如对鱼类栖息地的影响、对鱼类摄食生长的影响、对鱼类产卵行为的影响、悬浮物对鱼类生存的影响、对鱼类卵、苗的影响和对鱼类洄游通道的影响。     

珠江河口水域有机磷农药水生生态系统风险评价

通过风险商法和概率风险法评价了珠江河口水域中甲拌磷、敌敌畏及乙拌磷等9种有机磷农药对硅藻、水蚤及糠虾等8种水生生物的生态风险.风险商法评价结果表明,9种有机磷农药混合物总风险商为:糠虾处于高风险中水平,水蚤和摇蚊在中等风险水平,硅藻、牡蛎、鲤鱼、鲶鱼和鳗鱼均处于低风险水平;甲拌磷对风险值的贡献最大,且对每种生物都有影响.概率风险法结果表明,以HC5为参考值评估总风险商时,95%置信水平下的HC5比50%置信水平的HC5保守,50%置信水平的HC5中乐果的HC5最大,毒死蜱的最小;丰水期9种有机磷农药混合物总风险比枯水期农药混合物总风险大,甲拌磷对总风险贡献最大.单一污染物的概率风险表明,甲拌磷和乙拌磷对珠江河口水域中10%以上的生物都有危害;而9种有机磷农药混合物的概率风险表现为:丰水期大于枯水期,均大于5%,说明超过了保护95%生物的安全阈值.