土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物标志物技术的研究进展

抗生素作为抑菌或杀菌药物被广泛应用于畜禽养殖中。不能完全被机体吸收的抗生素经由畜禽排泄物直接进入环境。随着耐药基因和超级病菌的出现,抗生素产生的环境问题引起了广泛关注。土壤是环境中抗生素最主要的累积场所之一,对土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物指示指标的研究具有重要意义。本文在总结国内外相关研究的基础上,阐述了抗生素对土壤中微生物、动物和植物所产生的毒性以及分子生物标志物在土壤抗生素污染研究中的应用,并对未来的研究工作进行了展望。     

邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯对斜生栅藻的生态毒性作用

为了研究邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)对水生藻类的生态毒性作用,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试对象,设置5个DEHP浓度梯度(5、10、20、40、80mg·L-1)和1个对照组,实验周期为96h,以藻细胞数量和光合色素含量为测试指标,检测了DEHP对斜生栅藻生长的影响.结果表明,DEHP对斜生栅藻生长和色素含量具有一定的影响:暴露96h后,各DEHP暴露组斜生栅藻生物量(藻细胞数)与对照组均有显著差异(p<0.05),且随DEHP暴露浓度的升高,生物量逐渐降低;各DEHP暴露组叶绿素a、b含量均显著低于对照(p<0.05),在较低DEHP浓度(5、10mg·L-1)下,叶绿素a、b含量略呈上升趋势,较高DEHP浓度(≥40mg·L-1)下,则呈下降趋势;DEHP暴露对类胡萝卜素含量影响不大,除80mg·L-1组显著降低(p<0.05)外各实验组差异不大(p>0.05).     

微塑料污染的水生生态毒性与载体作用

近年来,微塑料的水生生态环境污染与生态毒害问题引起了科学界的广泛关注。在总结国内外相关研究的基础上,本文对水生态环境中微塑料的来源、形成与分布展开分析;对微塑料污染的生态毒性研究进展给予评述;并深入探讨了微塑料在生态系统中扮演的多重载体角色。鉴于微塑料污染的严峻现实,我国应尽快开展有关微塑料环境污染和生态毒理方面的系统研究,并辅以政策引导和经济支持。     

玉米秸秆生物炭对沉积物中BDE-47生态毒性的影响

生物炭对于污染沉积物的原位修复具有很大的潜力,但关于生物炭对沉积物中有机污染物生态毒性影响的研究则较少报道。为评价生物炭对沉积物中BDE-47生态毒性的影响,以底栖动物铜锈环棱螺为测试生物,采用28 d慢性沉积物生物测试研究了不同添加比例的玉米秸秆生物炭(CSB)与BDE-47联合作用对BDE-47生物积累、肝胰脏细胞DNA损伤以及氧化胁迫生物标志物的影响。结果表明,在慢性暴露情况下,CSB对铜锈环棱螺不具有毒性;CSB通过显著降低沉积物间隙水中BDE-47的浓度而降低其在铜锈环棱螺体内的生物积累。在实验浓度范围内(1%～7%),CSB添加比例越高,降低BDE-47生物积累的效果越显著。不同添加比例的CSB均可以显著降低BDE-47对铜锈环棱螺DNA损伤的毒性,较高比例(4%和7%)CSB的效果更为显著,但BDE-47的氧化胁迫毒性不随CSB添加比例的升高而下降。因此,从降低BDE-47生态毒性的角度考虑,沉积物中CSB的合适添加比例为4%左右。     

水体中石油污染土壤对鲫鱼及其肝脏抗氧化系统的毒性效应（The Toxicity of Oil Polluted Soil in Aquatic Environment on Carassius auratus and Its Hepatic Antioxidant Defense System）

在室内模拟条件下,研究了水体中不同浓度石油污染土壤暴露20d对鲫鱼(Carassius auratus)幼体死亡率和肝脏抗氧化系统的影响.结果表明,鲫鱼死亡率随其暴露浓度的变化明显分为3个部分:低浓度(0.5～5.0g·L-1)摄食死亡,中等浓度(5.0～25.0g·L-1)吸收死亡,高浓度(25.0～50.0g·L-1)胁迫死亡.1.0g·L-1浓度组死亡率最高,死亡速率最快;50.0g·L-1浓度组在暴露后期死亡速率迅速升高.鲫鱼肝脏中谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性可被显著诱导,具体表现为:在所设浓度范围内,幼体鲫鱼肝脏GST活性均受到显著激活,0.5g·L-1浓度下,GST活性被最大程度诱导,达到对照组的606%;SOD活性先升高后降低,10.0g·L-1时酶活性最强,50.0g·L-1浓度下活性被显著抑制;CAT活性于0.5g·L-1就被显著诱导,2.5g·L-1浓度是对照组的4.86倍.可以认为,鲫鱼肝脏SOD和CAT,尤其GST活性对水体中石油污染土壤较敏感,均可作为水生生态系统中石油污染存在的早期检测指标.     

保定市工业废水对白洋淀微型生物群落的生态毒性

以白洋淀PFU(PolyurethaneFoamUnit)微型生物群落为种源(epicenter),评价上游工业废水的生态毒性.结果表明,在反映原生动物群集过程的3个参数Seq、G和T90%中,Seq与工业废水体积分数(φ)呈负相关.根据其回归方程Seq=42.22857-0.33374φ(R2=0.9042,P<0.01)推算出工业废水的效应浓度EC5、EC20和EC50,分别为6.3%、25.3%和65.2%.以此确定上游工业废水对白洋淀微型生物群落的无效应浓度为6.3%,最大允许浓度(MATC)为25.3%.图3表2参19     

草甘膦毒性研究进展

随着现代农业的飞速发展,农药的应用越来越广泛。而目前草甘膦是使用最广泛、用量最大的除草剂种类之一,其在环境中的大量残留给环境带来了巨大潜在风险。介绍了草甘膦对靶标生物（植物）的制毒机理和非靶标生物（如：水生生物、两栖类动物、土壤生物和哺乳动物）的生态毒性,总结了草甘膦在群落、个体、细胞和分子水平上的生态毒性。综合国内外最新的研究表明：草甘膦制剂具有低毒性,且毒性要远远高于草甘膦酸的毒性,农药草甘膦制剂对非光合生物产生毒性的原因主要是由于表面活性剂的存在。而大多研究都表明,不同的草甘膦制剂及其组成成分毒性强弱为表面活性剂〉草甘膦制剂〉草甘膦酸〉草甘膦异丙胺盐,而草甘膦酸产生的毒性原因主要和其产生的酸性物质有关,并认为在当前的使用品种和剂量的状况下,草甘膦对人类的危害风险是很低的。最后,分析了草甘膦在土壤中与无机重金属共存的的生态毒性研究现状,认为由于草甘膦分子结构中含有磷酸基、羧基、氨基等配位基团,能够与土壤或水体中金属离子发生络合反应,使得重金属在一定程度上能够降低草甘膦的除草效率,草甘膦一定程度上也能够降低重金属对生物的毒性和有效性,此外对今后的研究重点进行了展望。     

污水处理与回用过程对生态毒性的削减和水质安全评价

利用发光细菌急性毒性试验、藻类生长抑制试验、斑马鱼幼鱼致死试验和SOS/umu试验对以A2O-MBR为主要处理工艺的污水处理及回用中生态毒性的变化进行研究,同时利用建立的水质安全性评价体系对再生水回用中的生物安全性进行评价,保障再生水回用的安全性。结果表明,A2O二级生物处理可有效削减荧光抑制毒性、藻细胞生长抑制毒性和斑马鱼幼鱼急性毒性,削减了94%以上,不过遗传毒性只削减了50.92%;由于消毒过程的引入,MBR处理出水的4种生态毒性呈现不同程度的升高,尤其是对遗传毒性和斑马鱼幼鱼毒性;当再生水回用于人工湖之后,4种生态毒性都明显降低,尤其是遗传毒性,削减了89.21%;水质安全性评价结果显示,经A2O生物处理后污水水质等级由C级升高至A级,产生的再生水回用于景观用水之后水质等级由B级升高到A级。研究表明,A2O二级生物处理和人工湖近自然系统能有效降低污水及再生水的生物毒性,而消毒副产物会使MBR-消毒出水毒性增大,并且开放式的生态系统可进一步去除在污水处理过程中未被去除的毒性物质,尤其是遗传毒性物质,从而改善水质。     

国五国六汽车尾气颗粒物的生态毒性分析

随着汽车使用量的增加,汽车尾气的环境污染及毒性效应已引起社会的关注.我国于2016年12月23日发布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》,现阶段尚未发现国五和国六两类汽车尾气颗粒物的生态毒性及比较的研究报道.该文选取国五与国六两类汽车为研究对象,对两类汽车尾气颗粒物的排放情况及主要的半挥发性有机物（SVOCs）进行分析;选用发光菌为受试生物,研究两类汽车尾气颗粒物对发光菌的毒性效应.结果发现：①单位距离下,国五和国六汽车尾气颗粒物质量分别为（8.81±2.92）和（1.51±0.35）mg·km^-1,表明单位距离下国六汽车尾气颗粒物质量显著低于国五汽车;②在检出的SVOCs中,多环芳烃为国五和国六汽车尾气颗粒物中主要的有机污染物;③国五货车、国五轿车和国六汽车尾气颗粒物对发光菌的EC₅₀分别为42.00、41.99和5.37 mg·L^-1,表明本次的研究车辆中单位质量国六汽车尾气颗粒物的毒性高于国五汽车.研究结果表明国六标准的实施可对我国环境空气质量的改善起到重要支撑作用,下一步还应继续开展国六汽车尾气颗粒物的生态毒理学研究工作.     

基于USEtox的焦化行业优先污染物筛选排序研究

针对焦化污染物的毒性影响,以山西省清徐市某焦化厂为研究对象,通过采样分析、文献调研,构建了焦化厂污染物排放清单,采用生命周期影响评价(LCIA)模型USEtox计算焦化污染物排放的人体及生态毒性影响,对结果进行排序筛选,分析并识别了焦化行业优先污染物、污染优先控制工段以及焦化厂选址对毒性排放的影响,为区域人体健康及生态环境保护提供了科学依据.结果表明,焦化行业排放的人体毒性优先污染物为苯并[a]芘、锌等,生态毒性优先污染物为芘、蒽等;在装煤、焦炉烟囱、推焦和熄焦这4个工段的排放中,有机毒性排放集中于装煤工段,优先污染物为苯并[a]芘、苯、萘、二苯[a,h]蒽等,金属毒性排放集中于熄焦工段,优先污染物为锌、砷、锑、汞等;焦化污染物毒性受排放地区的影响,厂区从城市迁至农村的过程可以大幅降低有机物的毒性影响,但是对于金属毒性的降低并无积极作用,并且会增加农村土壤和水体受重金属污染的风险.